전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 설명 불가능한 인공지능 작동 원리의 비밀

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

인공지능은 암호 숫자 모음

인공지능의 알고리즘 중에서 최근 가장 많이 사용하는 알고리즘이 딥러닝(DNN, Deep Neural Network)이라고 한다. 인간의 뇌 신경망을 모방해서 수학적 모델을 세우고 컴퓨터 코딩으로 구현한다.

 김정호 카이스트 교수

이 딥러닝 신경망은 여러 개의 층(Layer)으로 이루어져 있는데, 그 층 숫자가 증가할수록 성능과 정확성이 높아진다. 그래서 "깊다"라는 의미를 가진 '딥'(Deep)이라는 표현이 나온다. 다른 말로 딥러닝을 심층학습(深層學習)이라고 부르기도 한다. 다량의 데이터나 복잡한 자료들 속에서 핵심적인 내용 또는 기능을 추출해내는 기계학습(Machine Learning) 알고리즘의 일종이다.

기계학습은 큰 틀에서 사람의 사고방식을 컴퓨터에게 가르치는 분야라고 이야기할 수 있다. 이 딥러닝이 성공할 수 있었던 배경에는 컴퓨터와 반도체의 성능향상과 인터넷에 널린 빅데이터의 도움이 결정적이다.

2012년 스탠포드 대학의 앤드류 응 교수와 구글이 함께 한 딥 러닝 프로젝트에서는 1만6000개의 컴퓨터 프로세서와 10억 개 이상의 신경망과 딥러닝을 이용하여 유튜브에 업로드 되어 있는 천만 개 넘는 비디오 중 고양이 인식에 성공하였다.

이 딥러닝에는 입력층(Input layer)과 출력층(Output layer) 사이에 여러 개의 은닉층(Hidden layer)들로 이루어져 있다. 이 딥러닝은 복잡한 비선형 관계(Non-linear relationship)들을 모델링할 수 있다.

뇌의 동작은 비선형적이기 때문이다. 이 딥러닝 알고리즘에는 각 층에 설치된 수천 혹은 수천 만개의 신경세포(Node)가 서로 연결망의 선으로 연결되어 있다. 그리고 이 연결망을 통해서 각 층을 지나면서 출력이 전달될 때, 가중치(w, weight)가 곱해진다. 이때 각 신경세포(Node)에서 입력 값이 합해지게 되는데, 그 합이 일정 값이 넘으면 다음 단계로 출력으로 전달된다. 그래서 딥러닝 신경망에는 수많은 변수(Parameters)가 존재한다. 이러한 변수들은 인공지능이 빅데이터를 이용해 학습하면서 정해간다. 다름 아니라 이 변수들을 정해가는 과정을 학습이라고 한다.

이 학습과정에서 최종 출력 값인 결과와 미리 정해진 정답과 비교하면서 변수를 학습해 간다. 예를 들어 인공지능이 사진을 판독한다면, 입력이 사진이고 최종 출력이 판독이다. 사진을 넣어 주면서 결과를 뽑아 호랑이인지 고양이 인지 판정하게 되는데, 이 과정을 전진방향 전파 학습(Forward Propagation) 이라고 한다. 이 결과에 오차가 생겼을 때, 그 결과의 차이를 보고, 다시 꺼꾸로 변수를 정해가는 과정을 역방향 전파 학습(Back Propagation) 이라고 한다. 이처럼 결과 오류의 차이를 이용해 변수를 정해서 전해간다. 이렇게 답을 알려주면서 학습하는 방법을 지도학습(Supervised Learning) 이라 한다.

이렇게 인공지능에서 학습을 통해서 정해진 변수 값들을 행렬이나 테이블로 쭉 나열해 볼 수 있다. 그런데 놀랍게도 그 숫자들의 의미를 전혀 찾을 수가 없다. 인간에게 단순한 숫자의 나열에 불과하다. 그 숫자의 의미를 찾아 보려고 노력하지만 그 의미를 찾을 수 없다. 그래서 필자는 "설명 가능한 인공지능은 없다"고 말한다.

인공지능 신경망 딥러닝의 구조. 입력층(Input layer), 내부층(Hidden Layer), 그리고 출력층(Output layer)으로 연결망이 이루어져있다. [출처: KAIST]
인공지능 딥러닝 알고리즘에서 전진학습 과정(Forward Propagation)과 가중치 변수(w)들, [출처: KAIST]


인공지능 작동원리, 아직은 설명 가능하지 않아 

미국 국방성 고급 연구기관인 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)는 방위 고등 연구 계획국의 약자이며, 미국 국방성의 연구, 개발 부문을 담당하고 있다. 인터넷의 원형을 개발한 것으로 잘 알려져 있다. 이 DARPA에서 인공지능을 이해하고 설명해 보려는 프로젝트를 진행하고 있다.

인공지능이 인간을 대신해서 전쟁을 수행하고 공격한다면 인간에게 매우 위협적이다. 핵 무기보다 무섭다. 잘못하면 인류의 종말이 가까이 올 수 있다. 그래서 국방 무기에 인공지능을 적용할 때 많은 우려를 갖는다. 이러한 배경으로 미국 국방부에서는 인공지능을 충분히 신뢰하기 위해서는 인공지능 내부와 결정과정을 이해하고 설명할 수 있어야 한다고 보는 것이다. 그런데 필자는 성공할 수 없는 프로젝트라고 본다.

인공지능은 수많은 데이터로 학습한 이후, 호랑이와 고양이 사진을 구별할 수 있다. 그런데 왜 그런지 인공지능 내부를 설명할 수 없다. 그리고 미래 인공지능은 쌍둥이도 구별하고, 같은 사람이 나이 들어도 알 수 있다. 가족도 찾아 낸다. 화장하더라도 같은 사람을 찾아 낼 수 있다.

이러한 구분은 '인간 아기'가 2~3세만 되어도 호랑이와 고양이 사진을 구별해내는 것과 유사하다. 방향이 돌려지고, 조명이 바뀌어도 찾아 낸다. 그런데 아기가 설명할 수는 없다. 설명할 수 없는 직관으로 찾아 낸다. 그래서 인공지능 내부는 직관이자 블랙박스이다.

인공지능 강화학습(Reinforcement Learning)을 통해서 얻어진 숫자 4x6 행렬(Q 값), [출처: KAIST]


인공지능, 신의 언어일까? 외계인의 언어일까?

인공지능에서 충분한 데이터로 학습하면 내부는 모르지만 입력을 하면 정답이 나오고 최적 값이, 그리고 판정이 나온다. 그래서 필자는 ‘인공지능이 신의 언어 혹은 외계인 언어’일수도 있다고 본다.

당분간 이해하거나 설명하려는 인간의 노력은 무의미하다. 어쩌다 반도체와 컴퓨터가 성능이 발전하고, 데이터가 많아 지면서 알게 된 비밀일 것 같다. 인공지능은 인간과 외계인과의 대화 물꼬를 틀지도 모른다.

4차 산업혁명의 동력인 반도체가 양자역학 원리에 의해서 동작한다. 양자 역학도 불확실성에 기반하고 확률을 구하는 물리이다. 기존 인간의 확정적 경험 세계로는 절대 설명할 수 없다. 그냥 받아 들여야 한다.

양자적 불연속 에너지 현상, 존재의 불확실성, 배타성 (Exclusion Principle) 등은 인간의 실 생활에서 찾아 볼 수 없다. 원자 세계에서만 나타나는 현상이다. 그래서 양자역학과 인공지능 모두 미지의 세계이고 상상의 세계이다. 4차 산업혁명 개념과 실제도 그래서 어렵다. 그 물결을 받아 들이고 파도를 타야 한다.

외계인의 이미지. [출처: 허핑턴포스트코리아 ]

 

joungho@kaist.ac.kr  


[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수] 

 

[관련키워드]

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
이정후, 9호 홈런 등 3할 타율 복귀 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 샌프란시스코 자이언츠 이정후가 홈런 포함 멀티 히트를 기록하며 타율 3할대에 복귀했다. 이정후는 11일(한국시간) 미국 캘리포니아주 샌프란시스코 오라클 파크에서 열린 2026 메이저리그 휴스턴 애스트로스와의 홈경기에 1번 타자 우익수로 선발 출전해 5타수 2안타(1홈런) 1타점 1득점으로 활약했다. 시즌 타율은 0.300으로 올라섰다. 이정후는 1회말 유격수 뜬공, 3회말 유격수 병살타로 물러나며 출발이 안 좋았다. 수비에서도 1회말 알바레스의 타구를 놓치는 아쉬운 모습을 보였다. 하지만 방망이로 곧바로 빚을 갚았다. 팀이 1-1로 맞선 5회말 2사 주자 없는 상황에서 상대 선발 헤이든 웨스네스키의 2구째 92.5마일(약 148.8km) 포심 패스트볼을 통타해 우측 담장을 넘어가는 솔로 아치를 그렸다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 이정후. [사진=샌프란시스코 SNS] 2026.08.11 psoq1337@newspim.com 시즌 9호포로 빅리그 데뷔 후 개인 한 시즌 최다 홈런을 경신했다. 장외로 날아간 대형 홈런이었으나 오라클 파크 특유의 '스플래시 히트'에는 미치지 못했다. 타구가 맥코비만 바닷물에 직접 빠지지 않고 난간을 맞았다. 이정후는 8회말에도 바뀐 좌완 스티븐 오커트의 슬라이더를 밀어쳐 좌전 안타를 만들며 멀티히트를 완성했다. 이후 2루 태그업까지 성공했으나 후속타 불발로 득점에는 실패했다. 연장 10회말 마지막 타석에서는 유격수 땅볼로 돌아섰다. 이정후의 활약에도 샌프란시스코는 웃지 못했다. 3-2로 앞서던 9회초 마무리 딜런 스미스가 동점을 허용했다. 이어진 10회초 승부치기에서 제이슨 폴리가 폭투와 피안타로 무너지며 3실점했다. 결국 샌프란시스코는 3-6으로 역전패하며 3연패에 빠졌다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 송성문. [사진=로이터] 2026.08.11 psoq1337@newspim.com 샌디에이고 파드리스의 송성문은 밀워키 브루어스전에 9번 타자 유격수로 선발 출전했으나 2타수 무안타 1희생번트에 그쳤다. 3회말 무사 2루에서 희생번트를 성공시켰지만 후속타가 터지지 않았다. 송성문의 시즌 타율은 0.209로 떨어졌다. 샌디에이고는 7회말 터진 잭슨 메릴의 역전 2점 홈런에 힘입어 3-2로 승리, 3연승을 달렸다. 밀워키 배지환은 결장했다. psoq1337@newspim.com 2026-08-11 13:43
사진
부부 '공동명의 절세'도 옛말? [서울=뉴스핌] 정영희 기자 = 부부 공동명의 1주택자의 종합부동산세 셈법이 세제개편을 계기로 한층 복잡해지고 있다. 그동안 절세 수단으로 활용돼 온 공동명의가 제도 변화에 따라 오히려 불리하게 작용할 수 있다는 분석이 나오면서, 주택 보유 형태에 따른 세 부담을 다시 따져봐야 한다는 목소리가 커지고 있다. [AI 그래픽 생성=정영희 기자] ◆ 명의 따라 달라지는 종부세…입법예고에 반발 11일 부동산 업계에 따르면 세제개편안으로 공동명의 1주택자의 종부세 계산법이 달라지면서 명의 형태와 실제 거주 여부에 따른 세 부담 격차를 둘러싼 논란이 커지고 있다. 같은 한 채를 보유하더라도 단독명의인지 공동명의인지, 공동명의 특례를 선택하는지에 따라 공제액과 세액이 달라져서다. 기존에 절세를 위해 선택했던 명의 구조가 세법 변화에 따라 불리해질 수 있다는 우려도 나온다. 이번 세제개편안은 주택 수 중심이던 종부세 체계를 주택가격과 실제 거주 여부 중심으로 바꾸는 데 초점을 맞췄다. 실거주 1세대 1주택자의 기본공제는 현행 12억원에서 14억원으로 높이는 반면 비거주 1주택자는 9억원을 적용한다. 1주택자의 공정시장가액비율은 70%가 적용된다. 부부 공동명의 1주택자는 지분별로 각각 종부세를 내는 방식과 부부 중 한 명을 1세대 1주택자로 간주하는 공동명의 1주택 특례 가운데 유리한 방법을 선택할 수 있다. 특례를 택하면 단독명의 1주택자와 마찬가지로 실거주 여부에 따라 14억원 또는 9억원의 기본공제를 적용받는다. 반대의 경우 부부가 각자 보유 지분에 대해 별도의 납세자가 돼 종부세를 계산한다. 결국 실제로는 같은 집 한 채를 보유하고 있어도 명의와 특례 선택에 따라 적용되는 공제 구조에 차이가 있다. 비거주 1주택자의 기본공제가 9억원으로 낮아지면서 공동명의 일반과세가 더 유리해지는 사례가 나타날 수 있다. 공동명의자가 1세대 1주택자와 다른 과세체계에 놓이면 오히려 불리해질 가능성이 제기된다. 납세자들의 불만은 실제 보유주택 수보다 명의의 형식에 따라 과세 결과가 달라질 수 있다는 데 집중돼 있다. 이날 오후 2시 기준 법제처 국민참여입법센터 내 종부세법 개정안 입법예고에 총 3207건의 의견이 접수됐다. 이 가운데 공동명의와 관련한 의견은 29건으로 전체의 약 0.9%다. 의견 제출자 A씨는 "부부 공동명의는 공정시장가액비율 80%, 단독명의는 70%를 적용하는데 공동명의를 하지 말라는 것인지 의도를 모르겠다"며 "그냥 세금을 더 걷겠다는 것으로 들린다"고 지적했다. 또 다른 제출자는 B씨는 재산세와 종부세의 기준이 다른 점을 문제삼았다. 그는 "재산세는 이미 부부 공동명의 1주택자에게 1주택 기준을 적용하면서 종부세는 명의가 2인이라는 형식적인 이유로 불이익을 주는 것은 세제 간 엇박자"라며 "집이 두 채가 아니라 실질적으로 한 채인데 부부가 공동명의로 등기했다는 이유로 차별하는 것은 부당하다"고 주장했다. 종부세만 실거주 여부와 명의 구조에 따라 과세 방식이 달라지면서 납세자가 체감하는 제도 간 차이가 커질 수 있다는 지적이 나온다. ◆ 거주냐 비거주냐…같은 집인데 수백만원 차이 명의 방식에 따른 세액 차이도 상당할 것으로 예상된다. 우병탁 신한은행 프리미어 패스파인더 전문위원은 부부가 주택 지분을 각각 50%씩 보유한 것으로 가정해 반포자이 전용 84㎡의 보유세 변화를 분석했다. 세액공제는 적용하지 않았고 2027년 공시가격 상승률은 올해 상승률의 절반 수준으로 가정했다. 분석 결과 반포자이 전용 84㎡ 공동명의자의 보유세는 2026년 1171만원에서 2027년 실거주할 경우 1744만원으로 늘어나는 것으로 추산됐다. 1년 만에 573만원, 48.9% 증가하는 수준이다. 같은 공동명의라도 해당 주택에 거주하지 않을 경우 증가폭은 더 컸다. 비거주 공동명의자의 보유세는 2027년 2183만원으로 계산돼 올해보다 1012만원, 86.4% 급증했다. 같은 주택과 동일한 지분 구조를 유지하더라도 거주 여부에 따라 2027년 세 부담이 439만원 벌어지는 셈이다. 공동명의는 그동안 종부세 부담을 줄일 수 있는 방식으로 활용돼 왔다. 1주택자는 부부가 지분을 나눠 보유하면 각각 공제를 받을 수 있어 공동명의를 선택하는 경우가 적지 않았다. 세법이 바뀌면서 기존에 유리했던 명의 구조가 예상치 못한 세 부담으로 돌아올 수 있다. 이장원 법무법인 리치 세무사는 "1주택 공동명의는 각각 종합부동산세 공제를 받을 수 있어 일반적으로 유리한 편"이라면서도 "세법이 바뀌면 유리하다고 판단해 선택했던 공동명의가 갑자기 불리한 상황을 만들 수 있다"고 설명했다. 주택 수가 늘어나면 명의 구조에 따른 차이는 더 복잡해진다. 이 세무사는 "부부가 각각 주택 한 채씩 온전히 갖고 있으면 각각 1주택자로 세금을 내지만 2채를 50%씩 갖고 있으면 각각 2주택을 갖고 있는 것이 된다"며 "유리하다고 해서 공동명의를 했는데 갑자기 세법을 바꿔버리면 곤란할 수 있다고 말했다" 일각에서는 주택을 취득할 당시의 세제상 유불리를 고려해 결정한 명의 구조가 이후 제도 개편에 따라 다른 결과를 낳는다면 납세자의 예측 가능성이 떨어질 수 있다고 우려가 나온다. 같은 주택을 계속 보유하더라도 거주 여부와 명의 형태, 특례 신청 여부 등에 따라 세 부담이 크게 달라지는 만큼 과세 형평성을 둘러싼 논란이 이어질 것으로 보인다. chulsoofriend@newspim.com 2026-08-11 06:00
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동