[이남식 칼럼]세상을 바꾸는 '기계학습'

이남식

발행일 2017-10-24 제12면
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미래엔 삶의 다양한 영역에서
기존 산업·빅데이터·기계학습이
새로운 가치 창출하게 될 것
이를 위해 착실히 준비하는 것이
미래의 경쟁력 키워가는 지름길
교육콘텐츠도 바뀌지 않으면 안돼


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이남식 수원대학교 제2창학위원장·국제미래학회 회장
최근 네이처지에 알파고를 개발한 '딥마인드'에서 새롭게 발표한 논문에 의하면 수많은 기보를 통하여 훈련시킨 '알파고' 인공지능프로그램과 '알파고 제로'라 불리는 새로운 방식의 인공지능프로그램이 대결해 '알파고 제로'가 100 대 0으로 승리했다고 한다.

그런데 놀라운 것은 새로운 '알파고 제로'는 과거의 기보 자료나 지도 훈련 없이 순수하게 스스로 강화학습에 의해 바둑 두는 방식을 터득했다는 것이다. 사람들이 바둑을 두는 지식에 근거하여 학습한 것보다 기계가 스스로 학습한 것이 더 낫다는 것을 보여주었다.

과거 '알파고'에서는 정책망(policy network)과 가치망(value network), 두 개의 심층신경망(deep neural network)을 사용하여, 정책망은 인간고수가 어디에 돌을 놓을지를 지도학습으로 훈련시키고, 가치망은 바둑돌을 두었을 때, 누가 이길 것인지를 예측할 수 있도록 훈련시켰다. 이렇게 훈련이 끝나면, 몬테칼로 나무탐색(tree search)을 통하여 가장 확률이 높은 상대방 수에 대하여 승리할 수 있도록 하였다.

그러나 새로운 '알파고 제로'는 하나의 신경망을 사용하고 사람의 지도나 감독 없이 무작위로 스스로 바둑을 두되 강화학습이 일어나도록 프로그램하였다. 결국은 '알파고 제로' 스스로 승리하는 패턴(즉 포석)을 손실함수(loss function)로 계산하며 학습하여 지난번 보다 훨씬 효율적인 결과를 낳았다. 과거의 '알파고'는 몇 달간의 훈련을 거쳐 완성되었는데, 새로운 '알파고 제로'는 단 36시간의 학습 뒤에 '알파고'를 앞설 수 있게 되었다. 그리고 과거 '알파고'는 분산된 여러 대의 컴퓨터와 48개의 TPU(신경망을 계산하는 CPU)를 사용하였으나 새로운 '알파고 제로'는 4개의 TPU를 가진 한 대의 컴퓨터로 가능하였다.

불과 몇 개월 만에 바둑이라는 한정된 영역이기는 하지만 기계학습의 새로운 가능성을 보여준 것이 아닌가 한다. 제4차 산업혁명의 가장 큰 동력을 '인공지능'이라 하지만 이 중에서도 그 중심에는 기계학습 즉 머신러닝이 있다. 스스로 학습하고 발전하는 기계를 통하여 앞으로 엄청난 생산성 향상과 더불어 21세기에 새로운 경제부흥을 기대하게 되었다.

따라서 이제는 누가 기계를 잘 만드느냐가 아니라 누가 기계학습을 잘 시킬 수 있는 기술을 가지고 있느냐가 경쟁의 핵심이 되는 시대로 접어들고 있다. 다만 많은 사람들의 걱정처럼, 효율과 성과만을 기준으로 강화학습이 일어날 경우, 많은 부작용이 일어날 수 있다. 인간이 기계와 다른 점은 '인간의 양심'이 악한 일이 일어나지 않도록 작용하고 있다는 점이다.

하지만 기계학습에 의하여 가장 효율화된 시스템이 인간의 통제를 벗어나게 될 경우 엄청난 문제를 야기하게 될 것이다. 따라서 인공지능을 갖춘 기계를 어떻게 인간의 통제 하에 둘 것인가에 대하여 전 세계적인 기준을 만들고 총체적으로 이를 감독하고 관리하는 논의가 반드시 필요하지 않을까 한다.

앞으로 전 세계 인구의 60% 이상이 도시에 거주하게 될 것이며, 이 때문에 스마트시티의 필요성이 대두되고 있다. 마찬가지로 생산성의 향상을 위하여 모든 생산현장이 스마트팩토리로 바뀌어가고 있다. 결국 엄청난 양의 다양한 정보들이 빅데이터로 생성, 보관되며 실시간으로 의미 있는 패턴을 찾아 새로운 가치를 만들어내는 것 또한 기계학습의 영역이라 할 수 있다.

따라서 미래에는 우리 삶의 다양한 영역에서 기존의 산업과 빅데이터, 기계학습이 새로운 가치를 창출하게 될 것이다. 이를 착실히 준비하는 것이야말로 미래의 경쟁력을 키워가는 지름길이다. 이를 위해서는 교육의 콘텐츠가 바뀌지 않으면 안 된다. 더 이상 안 배워도 될 것들을 줄이지 않으면 새로운 것을 배우고 익힐 여유가 없다. 선생님이나 교수님이 있기 때문에 배워야 하는 것들이 있다면 이제 다시 생각해 보아야 할 때이다.

/이남식 수원대학교 제2창학위원장·국제미래학회 회장

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