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비즈니스 관점으로 꿰뚫은 거의 모든 인공지능 - 인공지능이 만들어내는 '새로운 부의 지도를 읽다!'
문용석 지음 / 스마트비즈니스 / 2022년 8월
평점 :
비즈니스 관점으로 꿰뚫은 거의 모든 인공지능
인공지능에 대해 관심을 가지게 된 계기는 알파고와 이세돌 9단의 대국 때문 이었다.
알파고의 출현으로 기업,국가를 막론하고 인공지능에 전 세계적인 경쟁의 서막이 올랐다고 해도 과언이 아니다. 그 이후에 인공지능에 관심을 가지게 되면서 이 책을 읽게 되었다. 보통 3일 정도 책을 보는데 어려운 용어와 방대한 내용 때문에 일주일 정도 정독을 하면서 나름 힘들게 읽었지만 책 제목 그대로 인공지능의 모든 것을 알게 해준 책이다. 책 전반부는 인공지능의 발전 전개 과정을 역사적으로 이야기 하고 있으며 중반부는 인공지능의 특징을, 그리고 후반부는 글로벌 기업들이 인공지능을 어떻게 이용해서 비즈니스 활동을 하는지 알 수 있었다. 저자 분은 인공지능에 대해 무조건 낙관적인 전망을 말하지 않고 인공지능이 가진 한계도 지적하면서 인공지능의 미래를 전망하고 있다. 인공지능도 많은 유지 비용이 필요하고 아직은 큰 수익 창출을 바로 할 수 없어 글로벌 기업들만의 전유물이 될지 모르지만 일정 시간이 지나 인공지능이 일반화 되는 시점에는 인공지능에 투자 기업들에게는 중요한 비즈니스 혁신 도구 되지 않을까 생각한다. 그리고 인공지능이 발전 할수록 클라우드 컴퓨팅, 자율주행, AI스피커,휴먼노이드 로봇 등 다른 산업의 분야들도 함께 유기적으로 산업이 커지고 있다는 사실도 알 수 있었다.
딥러닝 혹은 심층 신경망은 사람의 뇌를 모방한 인공 신경망 기술의 일종으로, 현재의 인공지능 혁명을 가능케 한 기술이다.
알파고는 바둑 인공지능에 심층 신경말 기술을 도입한 최초의 사례이다. 12개의 깊은 층으로 이루어진 정책망과 가치망을 도입해 강화학습과 지도학습을 반복하면서 최선의 수를 찾도록 만들었다. 알파고는 우선 정책망을 통해 승리 가능성이 높은 다음 후보수를 예측하고, 가치망으로 현 국면의 형세를 판단해서 승률을 계산한다. 그런 다음 이러한 정보를 바탕으로 몬테카를로 트리 탐색을 통해 이후의 전개를 시뮬레이션하여 최종적으로 가장 유리한 수를 선택하도록 설계되었다.
1997년, 딥블루라는 이름의 인공지능이 당시 체스 세계 챔피언이던 게리 카스파로프를 2:1로 제압하는 사건이 있었다. 딥블루는 초기 인공지능 연구의 주류를 이루었건 기호주의 방식의 산물이었다. 기호주의는 데이터를 학습하는 머신러닝이나 딥러닝과 달리, 인위적으로 컴퓨터에 입력한 규칙을 통해 동작하는 방식을 말한다.
다트머스 회의는 튜링이 제시했던 생각하는 기계를 인공지능이라는 이름으로 세상에 나오게 한 역사적 시발점이 되었다. 기호주의는 모든 지식을 기호화하고, 기호 간의 규칙을 프로그램화하는 방식이다. 반면 연결주의는 규칙에 대한 사전 입력 없이 학습을 통해서 스스로 해답을 찾는 방식이다. 이 두 가지 접근 방식은 다소 적대적인 경쟁으로 전개되면서, 인공지능의 겨울이라고도 부르는 시기들을 겪었다.
머신러닝, 딥러닝
머신러닝은 표현 그대로 기계가 학습하는 것을 의미한다. 머신러닝은 주로 통계적 분석을 기반으로 하는 학습법이다. 딥러닝에서 추구하는 심층학습과 달리. 이들 머신러닝 기법들은 상대적으로 적은 양의 데이터와 저층의 학습에 최적화되어 있다. 또한 정교한 통계 모델을 사전에 설정하고, 통계 분석에 맞도록 입력 데이터를 가공해야 하는 등 사전 작업에 적지 않은 공수가 들어가는 단점도 있다. 딥러닝은 머신러닝의 사전 작업을 없애고, 기존 머신러닝 기법들보다 월등한 성능을 보여줄 수 있는 기술이다. 하지만 딥러닝은 머신러닝 대비 인프라와 학습 시간 등 투자 비용이 휠씬 비싼 기술이기 때문에 달성하고자 하는 성능과 비용 관점을 비교하면서 두 가지 기술 중 적절하게 선택할 필요가 있을 것이다. 인공 신경망 기술인 딥러닝도 머신러닝의 서브셋으로 분류된다. 학습을 통해 기계 스스로 문제를 해결하는 공통점이 있기 때문이다.
지도학습은 정답이 주어진 데이터를 학습하여 데이터와 정답 간의 관계성을 분석하는 방법이다. 방대한 데이터를 통해 학습하면서 올바른 답을 낼 수 있도록 스스로를 수정해가는 것이다.
비지도학습은 원하는 결과가 주어지지 않은 상태에서 입력 데이터의 특성을 스스로 학습하는 방식이다. 선생 없이 학생 스스로 학습하는 경우나, 혹은 아이들이 세상을 배워 가는 것에 비유하기도 한다.
강화학습은 행동심리학에서 영감을 받은 기계의 학습 방법으로 알려져 있다. 바람직한 행동에 대해 반복적으로 보상이 주어지면 강아지가 어떤 행동을 해야 하는지 스스로 이해하게 되는 것과 같은 이치다.
전이학습은 특정 분야에서 학습을 통해 만들어진 신경망의 일부를 다른 신경망의 학습에 사용하여, 개발 시간과 인프라, 비용을 획기적으로 줄일 수 있도록 한 방법이다.
자연어 처리 분야도 2012년 이후 딥러닝이 도입되면서 혁명적인 변화가 시작되었다. 딥러닝은 기존의 기호주의적 접근과는 근본적으로 다르다. 인간이 문법을 가르치는 등 언어를 특정해주는 수고를 할 필요 없이 학습을 통해 기계 스스로 알아내도록 유도하기 때문이다. 이 방식을 통해 통계적으로 어떤 단어들이 서로 가까이에 있는지, 얼마나 유사성이 있는지를 분석할 수 있었다. 사람과 자연스런 대화가 가능해지는 대화형 인공지능은 자연어 처리 기술이 목표로 하는 최종 목적지다.
전문가들은 현재 인공지능의 혁명적인 발전이 빅 데이터와 컴퓨팅 파워의 비약적인 발전 덕분임을 인정한다. 데이터와 알고리즘, 네트워크, 클라우드, 그리고 기하급수적 하드웨어 성장이다. 결국 딥 러닝 기반 인공지능의 발전은 빅 데이터와 강력한 컴퓨팅 인프라로 만들어진 무대 위에서 벌어지는 알고리즘의 향연인 셈이다.
인공지능 시대에 들어오면서 대량의 데이터를 수집, 저장하고 학습하고 운용할 수 있는 고성능, 고효율의 하드웨어 인프라를 갖춘 클라우드 컴퓨팅이 더욱 빛을 발하고 있다. 클라우드 컴튜팅은 인공지능의 발전에 가장 중추적인 역할을 담당하는 인프라스트럭처라 할 수 있다.
자율주행은 움직이는 차량의 주변 상황을 정확히 인지 분석해서 차량의 움직임을 결정하고 제어하는 일련의 과정을 차량 스스로 수행하는 기술이다. 인공지능의 학습을 통한 최적화 덕분에 이 모든 것이 가능해졌다. 자율주챙 자동차는 이런 능력을 기반으로 확률적으로 가장 높은 최적의 시나리오를 찾아서 목적까지 무사히 운행할 수 있는 것이다. 자동차의 주행 데이터를 통해 학습하는 딥러닝 기술을 자율주행의 핵심이다. 학습한 데이터가 많을수록 자율주행의 성능은 좋아질 것이다.
딥러닝기반 협의 인공지능의 한계
우선 데이더에 대한 의존성이다. 강력한 통계적 학습 기법인 딥러닝 기술이 전적으로 데이터에 의존하는 기술임은 주지하는 바다. 학습 데이터의 양과 질은 인공지능 성능의 결정적인 요인이다.
데이터를 학습하는 딥러닝은 다소의 차이는 있겠지만, 태생적으로 편향성을 가질 수밖에 없다. 데이터를 수집하는 과정과 데이터 접근성의 차이 등에 의해 자연스럽게 데이터의 편향을 가져올 수 있기 때문이다. 편향된 데이터 세트로 학습한 인공지능은 편향된 결과를 낼 수밖에 없는 것이다.
인공지능은 알고리즘이 제시한 결과에 대해 이유를 설명하지 못한다. 알고리즘의 결정에 의문을 가져도 이의 제기는 거의 불가능한 블랙박스다. 단지 확률적 판단에 불과함에도 신탁의 예언처럼 인공지능의 결정을 받아들여야 하는 것이다. 인과관계를 설명하지 못하는 인공지능의 기술적 한계 때문이다.
다음은 일반화의 문제다. 특정 학습 환경에서만 최적화된 인공지능 모델은 약간의 변화에도 제 성능을 발휘하지 못하는 경우가 많다. 과적화된 모델은 특히 환경의 변화에 매우 민감하다. 항상 동일한 특성의 데이터만 발생하는 환경은 사실 거의 존재하지 않는다.
딥러닝은 지능화된 강력한 통계적 도구일 뿐 유감스럽게도 우리가 생각하는 궁극적인 지능은 가지고 있지 않음이 명백하다. 질문을 던질 때 마다 모든 답변 가능성을 확률적으로 검토해야 하는 방식으로는 결코 효율적인 지식 체계를 만들 수 없다. 그런 의미에서 딥러닝은 지능의 충분조건이 아닌 필수요건일 수 있다.
테슬라의 사업 전략은 확실히 시장을 우선 선점하고, 점차적으로 기술을 발전시키는 점진주의 방식으로 읽힌다. 테슬라는 기술을 위한 기술이 아닌, 철저한 사업 중심의 인공지능 전략을 보유하고 있다.
인공지능은 업무 프로세스의 전환을 포함하는 내부 혁신과 새로운 비즈니스의 혁신을 가져올 수 있는 핵심 기술로서 디지털 전환을 견인하는 강력한 엔진이다. 인공지능은 자동화와 최적화, 지능화, 그리고 개인화가 가능한 기술이다.
사용자 데이터가 많아질수록 인공지능은 학습을 통해 성능을 강화시킬 수 있고, 이를 통해 더 많은 사용자와 데이터를 확보 할 수 있기 때문이다. 인공지능 비즈니스는 시장을 선점한 기업에 더욱 유리해지는 특징이 있다.
인공지능 비즈니스에서 규모의 경제를 이룰 수 있는 가장 큰 두 개의 시장이 형성되고 있기 때문이다. 바로 자율주행과 휴머노이드 로봇이다. 이처럼 시장을 일단 선점하고, 단계적으로 기술을 완성시켜 나가는 전략은 인공지능 비즈니스에 상당히 효과적으로 보인다.
인공지능 비즈니스는 막대한 투자 대비 결과에 대한 불확실성이 상대적으로 매우 큰, 낮은 ROI 비즈니스의 전형인 셈이다.