알파고를 통해 인공지능이 전 세계의 주목을 받고 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경의 급속한 발전과 빅 데이터가 디플랜 구현에 극적인 돌파구를 마련하면서 인공지능은 전환기를 맞았다. 인공지능이 4차 산업혁명의 핵심 요소로 떠올랐다.
인공 지능의 부활
2016년을 대표하는 중요한 행사 목록에는 반드시 알파고와 이세돌의 위대한 국가와 인공지능이 포함될 것이다. 알파고를 통해 인공지능이 전 국민의 관심 분야로 떠올랐다. 덕분에 교육과 인공지능 보급이 순식간에 이뤄졌다.
인간의 지능으로 사고기계를 만든다는 생각은 오랜 역사가 있다. 인공지능은 인간이 계산방법을 개발하면서 자연스럽게 나타났다. 인공지능의 역사를 보면 많은 부침이 있었다. 1930년대부터 1940년대에 걸쳐 사고 기계에 대한 기대가 본격적으로 높아지기 시작했다. 튜링테스트가 개발되면서 수학논리 컴퓨팅 사이버네틱스(인공뇌과학) 정보이론 등 인간의 사고과정에 대한 이론이 등장했다.
1956년 인공지능이라는 용어가 처음 등장했다. 하지만 일반 정보 프로그램을 만드는 것은 예상보다 어려워 1970년대까지 불황으로 이어진 것으로 나타났다. 영국의 AI연구소가 해체되면서 미국연구재단은 AI연구 지원을 중단했다.
1980년대 인공지능은 뉴럴넷 이론을 통해 재발견됐다. 뉴럴 네트워크 이론은 인간의 사고가 뇌 활동의 산물로 간주되며 이 뇌 구조를 분석하고 처리하는 메커니즘을 식별하고 사고할 수 있는 기계라는 이론에 기초하고 있다. 하지만 이 이론을 적용하기 위해 방대한 양의 데이터를 관리할 방법은 없었다. 다시 불황에 빠져 1990년대에 인터넷의 발전과 함께 부활했다.
검색엔진을 통해 방대한 양의 데이터를 수집할 수 있기 때문이다. 여기서 기계학습은 수많은 데이터를 분석하고 인공지능으로 스스로 학습하는 방식으로 진화할 수 있었다. 또 인간의 뇌를 모방한 신경망 구조로 구성된 딥러닝 알고리즘으로 진화하여 한계를 극복할 수 있었다.
1997년 5월 IBM의 슈퍼컴퓨터 딥 블루가 당시 체스 세계챔피언이었던 게리 카스파로프를 몇 번의 도전 끝에 꺾고 다시 주목받았다. 그리고 2011년 2월, IBM의 왓슨은 2명의 참가자와 함께 미국의 텔레비전 프로그램 「제파디!」로 우승했다. 기계가 인간을 이긴다는 사실에 세계가 놀랐고 결과적으로 IBM 등이 주도하는 인공지능 개발에 대한 관심이 다시 높아졌다.
기존 컴퓨터는 인간의 계산능력을 두 배로 늘림으로써 인간사회를 크게 변화시켰다. 더구나 이는 인간이 쓴 프로그램과 인간의 관여를 통해서만 이뤄졌다. 하지만 컴퓨터는 인간의 개입 없이 스스로 배우고 결정할 수 있는 인공지능 능력을 만들어냈다. 지능은 인간만이 갖고 있는 독특한 능력으로 알려져 왔다. 물론 다른 종류의 동물들도 지능을 가지고 있지만, 그것은 아주 약하기 때문에 지능이라고 불릴 정도는 아닙니다. 하지만 컴퓨터가 인간만의 지능을 갖고 있다는 사실에 놀랐다. 이는 기계학습으로 불리는 방식으로 이뤄졌다.
기계학습은 기계가 수학적 최적화와 통계분석 기술을 기반으로 인간의 도움 없이 데이터에서 특정 신호와 패턴을 학습하고 다음에 무슨 일이 일어날지를 예측해 적절한 결정을 내리는 알고리즘을 만드는 데 초점을 맞춘다. 2012년 6월 구글과 앤드류는 기계학습 분야인 편향 알고리즘을 활용해 정확도 74.8%인 1000만 유튜브 동영상으로 고양이의 이미지를 식별하는 프로젝트에 성공했다. 신경망의 개념을 이용하여 규제완화가 가능하게 되었다(Quiet Water, 2015). 클라우드 컴퓨팅 환경의 신속한 개발과 빅 데이터가 지원되어 디프랑스가 실현되었다.
글로벌 기업을 위한 AI 전략
이런 극적인 돌파구로 인공지능은 큰 전환점을 맞았다. 영상인식, 음성인식, 번역 등 다양한 분야에서 기계에 영상과 음성인식 방법을 가르치는 딥케미컬 러닝 기술이 적용돼 구체적인 성과를 내고 있다. 현재 세계 주요 기업들은 인공지능을 미래 최대 성장동력으로 보고 있다. 구글, IBM, 마이크로소프트, 애플, 페이스북, 바이두, 알리바바, 삼성 등이 대거 참여하면서 AI 애플리케이션이 급속히 확대되면서 의료기술 개선, 유전자 분석, 신약 개발, 금융거래 등이 이뤄지고 있다.
구글은 2001년부터 인공지능 관련 기업을 인수·인수하며 인공지능 분야를 선도해 왔다. 2014년 영국의 AI 기업 딥마인드 테크놀로지스를 6억달러(약 6600억원)에 인수했다. 딥마인드는 인공지능에 대한 관심을 높이기 위해 9학년 이세돌과 바둑 대결에서 승리한 알파고를 개발한 회사다. 구글도 2009년부터 자율주행차 개발에 나서면서 AI 기술 활용에 앞장서고 있다. 로봇공학에서도 앞서고 있다.
구글은 스마트 폰 사용자를 위한 전자 메일을 읽고 자신의 행동을 완전히 파악하고 질문하기 전에 원하는 것을 검색하고 원할 상황을 고려하고 결과를 알리는 진정한 사이버 도우미를 개발한다는 목표를 세웠다. 계획의 일환으로 AI 비서 '구글 어시스턴트', IoT 허브 '구글 홈', AI 모바일 메신저 앱 '알로' 등이 인공지능을 활용한 서비스를 준비하고 있다.
IBM은 인공지능의 실제 사례를 보여주기 위해 딥 블루와 왓슨을 개발해 구글과 함께 인공지능 분야를 이끌고 있다. IBM은 각 산업에 통합해 거대한 인공지능 생태계 조성에 주력하고 있다. 왓슨의 데이터 검색 능력과 자연언어 사용 능력은 개발자로 하여금 다양한 인공지능 서비스를 개발할 수 있게 했다. IBM은 왓슨을 의학 분야에 적용하는 데 특히 능숙하다. 왓슨은 암 환자의 데이터와 각종 의료 데이터를 활용해 암 환자를 치료하고, 암을 발견해 최적의 치료를 하는 시스템으로 발전하고 있다. 왓슨은 유명한 의사보다 더 정확하게 연기한다고 알려져 있다.
최근 왓슨 IoT 기술을 적용한 자율 셔틀버스도 선보였다. 버스는 차 밖에 설치된 센서에서 데이터를 수집해 AI로 운전한다. 또 승객과의 일상적인 대화도 가능하며 승객이 목적지를 말하면 목적지까지 최적의 노선을 자동으로 운행한다. IBM는 왓슨을 실생활에 도입함으로써 거대한 인공지능 생태계를 구축하고 싶다고 생각하고 있습니다.
마이크로소프트는 코르타나를 사용자들이 의존하는 최초의 디지털 개인비서로 만드는 데 주력하고 있다. 코타나는 자연언어 인식 능력과 기계 학습 능력을 갖추고 있으며 검색엔진 빙의 빅데이터를 활용해 사용자가 정보를 검색할 뿐 아니라 원하는 것을 할 수 있도록 돕는 서비스로 발전하고 있다. 마이크로소프트는 모든 기계가 인공지능을 기반으로 진화해 인간의 언어를 이해하는 컴퓨팅 시대가 되면서 대화가 인간과 사물 커뮤니케이션의 핵심 수단이 된다고 보고 이를 플랫폼과의 대화 개념으로 정리했다.
애플이 음성인식 정보검색 서비스 시리의 생태계 확대에 힘을 쏟고 있다. 아이시리는 앱 서비스와 연동하여 확장성 외부로 들어간다. 그동안 아이폰과 아이패드로만 운영되던 시리도 PC와 노트북 운영체제인 맥 OS에 포함되는 것으로 알려졌다.
페이스북은 2013년 뒤늦게 AI 연구소를 설립하고 채팅 플랫폼 챗봇을 공개했다. 10억 명의 이용자를 기반으로 AI 기반 생태계를 만드는 것을 목표로 하고 있다.
반면 중국은 거대한 시장과 거대한 자본력을 바탕으로 AI 산업에 적극 나서고 있다. 바이두는 구글의 거의 모든 비즈니스 모델을 모방하는 것으로 알려져 있다. 따라서 인공지능도 예외는 아니다. 바이두는 구글의 인공지능 분야를 주도한 앤드루 응 씨를 영입해 인공지능연구소장에 임명했다. 바이두 인공지능 실험실은 인간의 개입 없이 진정한 의미에서 스스로 학습할 수 있는 지능을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 이번 인공지능 기술은, 백번의 사업력 향상이 기대된다.
이처럼 글로벌 기업들은 인공지능 생태계를 만들고 주도하는 공통의 전략을 갖고 있다. 이를 위해 삼성전자는 오픈소스로 인공지능 소프트웨어 기술을 도입하고 있다. 기술을 공개해 더 많은 개발자의 동맹국을 확보하고 인공지능 생태계의 진화를 가속화하기 위해서다. MS는 AI 코타나와 스카이프 번역 음성인식 기술을, 구글은 텐서플로우를 개방했다. 텐솔 프로는 기계학습과 디플래닝을 위해 만들어졌다.
페이스북은 AI 기술의 오픈 소스 하드웨어 「빅서」도 공개했다. 빅서는 기계학습 데이터 학습에 쓰이는 서버로 데이터 처리를 가속화했다. 중국 바이두의 독자적인 인공지능 소프트웨어를 오픈소스로 출시했다. 바이두 인공지능연구소가 개발한 AI 기술인 WARP-CTC는 컴퓨터가 인간의 음성을 인식하는 데 필요한 기계학습기술에 적용된다.
인공 지능의 보급
이러한 환경에 발맞춰 많은 스타트업 기업들도 인공지능 분야에 진출하고 있다. 이에 따라 콘텐츠 쇼핑 등 서비스 이용자의 취향을 파악함으로써 제품 추천부터 글쓰기, 자료, 자율주행 등 인공지능이 널리 활용되기 시작했다. 미국 유력 일간지 워싱턴포스트(WP)는 2016년 여름 리우데자네이루 올림픽 보도에 대해 인공지능 로봇 '헬리오그래프'가 기사를 쓰고 있다고 전했다.
알파고의 성공도 스타트업 딥마인드의 작품이다. 딥마인드는 인공지능 수준의 또 다른 카드로 평가된 바둑게임의 수를 다루기 위해 인간의 창의력이 필요하다는 것을 많이 운영하고 있다. 세계 최고의 바둑 선수가 된 알파고는 스타크래프트 게임에 도전하며 진화를 거듭한다.
알파고는 바둑 게임용 인공지능인데, 그 이면에는 기계가 어떻게 학습하고 엄청난 양의 빅데이터를 획득하는지를 스스로 학습하는 과정과 반복학습을 통해 지식을 지속적으로 강화하는 과정이 핵심 기술로 구현돼 있다. 따라서 이러한 핵심 기술은 다른 많은 분야에 적용되어 이용될 수 있습니다.
금융업무도 인공지능이 담당한다. 챗봇은 인공지능 기술의 일환으로 인간형 대화를 활용한 컴퓨터 프로그램이다. 종래, 챗봇은 간단한 패턴 매칭 방법을 이용하고, 미리 정의된 키워드와 출력 입력 응답만을 인식하고 있었다. 이 중에는 미디어회사들이 짧은 기사를 쓰는 데 사용하는 트위터와 뉴스 로봇도 있다. 하지만 인공지능 기반의 챗봇은 더 진화해 문맥을 이해하고 자연언어로 질문과 명령에 답할 수 있게 됐다. 또 대화가 축적되면서 스스로 학습하는 것이 특징이며, 방대한 금융거래정보, 경제지표 등 전문정보를 학습하고 학습한 지식을 스스로 강화함으로써 사람들을 대신해 투자자문 인공지능으로 구현된다.
최근 P2P 금융회사 8%라는 스타트업이 챗봇 아이다(전자신문2016.7.10)를 개발했다. 예를 들어 3000만원을 벌고 있고 현재 근무기간은 2년입니다. 1000만원을 빌리고 싶은데 금리와 대출 한도는 얼마입니까? Ada는 P2P 대출을 이용할 수 있도록 관련 URL 링크를 답변하고 안내한다. 이용자들은 웹사이트를 방문하거나 전화를 걸지 않고 메신저로 대화하는 것처럼 필요한 정보를 통신해 찾거나 서비스를 이용할 수 있다. 에이다는 알파고에 적용된 딥러닝을 활용했다.
특히 인공지능은 사물인터넷과 결합해 지금과는 전혀 다른 서비스를 만들 수 있는 무한한 잠재력을 갖고 있다. 예를 들어 왓슨과 같은 지능형 의료 플랫폼에 다양한 의료기기가 연결되면 의료 서비스는 단순한 건강 정보 수집과 모니터링에서부터 질병 진단과 처방까지 넘어 실현될 수 있다.
물론 대부분의 상용화 AI는 여전히 서비스 분야에 있다. AI를 활용한 대규모 프로젝트가 실현되려면 아직 갈 길이 멀다. AI가 여전히 잘못을 저지르고 있다는 점도 극복해야 할 문제다. 최근 테슬라의 전기차 자율주행 기능이 트레일러를 인식하지 못해 운전자가 사망한 것이 대표적인 사례다. 높은 신뢰도가 지원되지 않으면 AI가 업계 전반으로 확산되는 데는 한계가 있다. 구글 등이 추진하고 있는 자율주행차도 신뢰성 문제를 극복하지 못해 일반 도로 진입이 제한되고 있다.
그동안 미국은 인공 지능의 개발과 발전을 이끌어 왔지만 중국은 큰 기세로 추격하고 있다. 인터넷에 이어중국은 인공 지능을 국가 목표로 설정하고 인간과 기기의 상호 작용, 빅 데이터 분석과 예측, 자동 주행 차 민군 로봇 등을 개발하는 "차이나 브레인"프로젝트(2016-2020)을 담고 있다(김 변 은, 2016).
이제 인공 지능은 인터넷처럼 경제 사회 문화를 변화시킬 것으로 기대된다. 그것은 우리의 커뮤니케이션 방법을 바꾸지 않고 문화 자체도 바꾼다. 인공 지능도 모든 산업 분야와 제휴하고 산업 지형을 바꾼다. 한편 인공 지능은 인간의 일자리를 빼앗고 일자리에 큰 영향을 미칠 것이다. AI는 인터넷과 스마트 폰을 넘어 충격을 줄 수 있다.