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[김정호의 4차혁명 오딧세이] '변증법적 인공지능' GAN을 아십니까?

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역사 발전과 변증법

우리는 매일 생활 속에서 ‘정반합’(正反合)의 과정을 거치면서 살아간다. 서로 다른 생각, 방법, 이념, 정책, 이론, 습관, 관념들이 출동하는 서로 경우가 많다. 이런 때 서로 양보하면서 타협해 새로운 돌파구를 열어가고 그 과정에서 사회가 발전하고 있다. 이 과정을 ‘변증법적’이라고 표현할 수 있겠다.

김정호 카이스트 교수

여기서 변증법은 정과 반이 충돌하고 결합하면서 다음 선의 방향으로 발전한다는 개념이다. 다른 표현으로 정명제(테제, Thesis)와 반명제(안티테제, Antithesis)를 사용하여 이 모순되는 주장들이 합명제(진테제, Synthesis)를 찾거나 최소한 발전하는 방향으로 질적 변화를 일으킨다는 철학이 변증법이라고 요약할 수 있다. 이러한 변증법이 이루어지는 과정 또는 결과물을 일컬어 ‘정반합’이라고 부르며, 이 정반합이라는 단어는 병증법의 동의어로 쓰이기도 한다.

이러한 변증법은 서양 문명에서 최초로 체계를 갖춰 가면서 발전한 논리적 사고 중의 하나라고 한다. 역사적으로 독일의 철학자 게오르크 빌헬름 프리드리히 헤겔(Georg Wilhelm Friedrich Hegel. 1770~1831)이 변증법을 재발견했다. 헤겔은 이성이 인류를 진보로 이끌며 이러한 이성이 진보를 일궈내는 메커니즘이 바로 변증법이라고 보았다.

이제 4차 산업혁명의 핵심인 ‘인공지능’ 시대가 가까이 다가 오면서 앞으로 인류 역사의 발전이 서양의 대표적인 철학인 변증법을 따를 지, 아니면 완전히 인간의 이성과 분리된 새로운 ‘인공지능’ 이 정하는 방향으로 전개될지 우리에게 새로운 숙제가 탄생했다.

역사 발전 원동력으로 변증법을 주장한 독일 철학자 헤겔. [출처=위키백과]

'변증법 인공지능' GAN

그런데 마침내 변증법적인 알고리즘이 인공지능에도 적용되기 시작했다. GAN(Generative Adversarial Networks)이라고 부르는 최신의 인공지능 알고리즘이다. 그대로 번역하면 ‘적대적인 생성 인공지능 네트워크’ 라고 부를 수도 있겠다. 필자는 이 새로운 인공지능 알고리즘을 ‘변증법적 인공지능'으로 부르려 한다.

이러한 GAN 인공지능에서는 컴퓨터가 최적의 해답을 찾기 위해 ‘진짜(Real Data)’와 ‘가짜(Fake Data)’를 같이 공존해 두고 경쟁시키며 둘 다 발전시킨다. 서로 경쟁하면서 배우는 학습(Learning)과정을 사용한다. 그래서 진짜와 가짜가 끊임없이 경쟁하면서 발전한다. 가짜는 이러한 진짜와의 경쟁을 통한 무수한 학습을 통해서 거의 완전체에 가까워 진다. 그래서 진짜와 가짜를 구별할 수 없는 수준까지 학습을 하고 완성한다. 그러면 인공지능 조차도 진위를 가릴 확률이 50% 가 된다. 진정한 복제품이 완성된다.

이렇게 변증법에서 정과 반이 경쟁하면서 합이라는 새로운 결과물을 만들어 내면서 발전하듯이, 인공지능 내부에서 진짜와 가짜와 정반합으로 발전하여 제 3의 창작물을 만들어 내는 인공지능 알고리즘이 GAN 이다. GAN 내부에는 위조 발생기(Generator Network)가 있고, 진위를 판별하는 판별기(Discriminator Network)가 있다. 이러한 발생기와 판별기는 딥러닝 인공지능 네트워크로 구성된다. 이렇게 진짜와 가짜가 정반합을 이루면서 질적 변화를 추구하는 인공지능 네트워크가 GAN 이다.

이 GAN을 처음 제안한 과학자가 이안 굿펠로우(Ian Goodfellow)이다. 그는 머신 러닝의 연구자로 지금은 구글 브레인에서 연구자로 근무하고 있다. 미 스탠포드 대학에서 학사와 석사를 마치고 박사 학위는 인공지능이 메카인 캐나다 몬트리올 대학에서 받았다. 지도 교수는 인공지능 4대 대가인 요슈아 벤지오 (Yoshua Bengio)교수이다. 그는 GAN을 경찰과 위조 지폐범 사이의 게임에 비유했다. 위조 지폐범(Generator)은 최대한 진짜(Real Data)같은 가짜 화폐(Fake Data)를 만들어 경찰(Discriminator)을 속이기 위해 노력하고, 경찰은 진짜 화폐와 가짜 화폐를 완벽히 판별하여 위조 지폐범을 검거하는 것을 목표로 한다. 이러한 경쟁적인 학습이 지속되다 보면 어느 순간 위조 지폐범은 진짜와 다를 바 없는 위조지폐를 만들 수 있게 된다.

이처럼 변증법적으로 인공지능이 학습하고 진화해 가서 최고의 단계로 진화해 가는 방법이 GAN 알고리즘 인공지능이다.

발생기 네트워크, 구분기 네트워크로 구성된 GAN 인공지능의 원리. [출처=Towards Data Science]

 

GAN 인공지능에 의해서 생성된 창작 예술 그림. [출처=Deep Hunt]

인공지능 창조에 철학적 접근 필요

그런데 GAN 을 이용하면 한편으로 최고의 가짜 복제품을 만들어 낼 수 있다는 역설이 존재한다. 최종으로 궁극적인 정반합의 상태는 진짜와 가짜의 구분 확률이 50%가 되는 지점이다. 그러면 구분이 되지 않는다는 말이다. 이렇게 GAN 을 이용하면 진짜 같은 가짜가 인공지능에 의해서 생성된다. 위조 지폐뿐만 아니라 그림, 디자인, 소설 등 모든 창작품에 진정한 모조품이 등장한다. 피카소의 그림인지 인공지능 모조품인지 구분이 불가능하다. 더 나아가 진짜와 구별이 되지 않는 가짜 뉴스도 얼마든지 생성 가능하다.

이렇게 되면 GAN 은 창작 기계이면서 동시에 모조품 제작 기기가 된다. 양면성을 갖는다. 그런데 인간 역사의 변증법적 진화는 수십 년 수백 년이 걸린다. 그런데 인공지능의 변증법적 진화는 ‘초’ 단위로 진화한다.

이처럼 인공지능도 ‘철학적’이다. 인공지능 알고리즘의 발전에서도 새로운 상상력의 원천이 철학, 역사, 종교, 예술이고 그에 기반해서 새로운 창조가 가능하다. 그 대표적인 변증법적 인공지능 알고리즘인 GAN 이다. 앞으로 한국에서 독창적인 인공지능 알고리즘을 찾고 싶다면 동양 철학을 공부해 보면 좋겠다. 불교, 도교, 유교 등 동양 철학이 다시 보인다. 인공지능 창조에도 인문학이 필요하다.

GAN 인공지능에 의해서 생성된 인공적인 가상 얼굴 사진. [출처=Torch]

 

GAN 인공지능에 의해서 생성된 가상 만화 캐릭터. [출처=Medium]

 

joungho@kaist.ac.kr 


[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수

 

 

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"북한 핵잠수함은 순항핵잠(SSGN)" [서울=뉴스핌] 김종원 선임기자 = 북한 관영 조선중앙통신이 25일 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 '핵동력 전략유도탄 잠수함 건조사업'을 현지 지도했다고 보도했다. 북한의 '핵동력 전략유도탄 잠수함'은 핵연료를 추진 동력으로 핵탄두를 장착한 잠수함발사 탄도미사일(SLBM)과 순항미사일(SLCM)을 운용할 수 있는 8700t급 중형 순항유도탄 핵잠(SSGN)으로 분석됐다. 북한은 올해 3월 핵동력 전략유도탄 잠수함 건조가 추진되고 있다고 공개했다. 당시 잠수함 하단부만 공개했지만 이번에는 동체 전체를 전격 공개했다. 건조 중인 핵잠 배수량이 8700t급이라고 처음 언급했다. 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 핵잠수함 건조 현장을 지도했다고 북한 관영 매체들이 25일 보도했다. 사진은 방청도료가 칠해진 대형 선체를 살펴보는 김정은과 수행 간부들. [사진=노동신문]  ◆핵연료 장전·원자로 시운전·실출력 운전 남아 홍민 통일연구원 선임연구위원은 북한의 핵잠 건조 단계와 관련해 원자로 등 핵심 장비가 들어간 상태의 외피 결합과 외관 완성으로 평가했다. 홍 선임연구위원은 "핵추진잠수함 건조 단계로 볼 때 원자로 압력용기와 증기발생기, 주터빈 계통, 감속기·주축 라인, 주냉각 펌프 하우징, 미사일 발사관 구조물이 내부에 들어간 상태"라고 말했다. 홍 선임연구위원은 "잠수함 중앙부에 서 있는 김 위원장의 선체 중앙부는 원자로 구획 부분"이라면서 "최고지도자에게 공개했다는 것은 원자로 탑재가 끝난 완전한 선체 실루엣 상태라는 의미"라고 설명했다. 향후 핵연료 장전과 완전한 원자로 시운전, 실출력 운전이 남아 있는 것으로 분석했다. 8700t급과 중형 순항유도탄 핵잠(SSGN), 함교와 발사관 구간이 연동된 설계라고 봤다. 홍 선임연구위원은 "25개의 다축 트롤리에 얹혀 있는 잠수함 공개와 배수량 기준 미국·러시아·중국 등의 통상 1만1000~1만8000t급의 전략핵잠(SSBN)이나 순항핵잠(SSGN) 보다는 작은 사이즈"라면서 "배수량 기준으로는 러시아의 아쿨라급(8000~8500t), 델타급 III·IV(9000~10000t)과 유사하다"고 분석했다. 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 핵잠수함 건조 현장을 살펴봤다고 노동신문이 25일 전했다. 사진은 딸 주애와 함께 이야기 하고 있는 모습. 뒤편의 '군자리 혁명 정신'이란 글귀는 6.25 전쟁 당시 탄약과 무기 제조와 보급을 위해 지하 군수공장이 위치한 군자리의 주민들이 결사의 각오로 임했다는 점을 강조하는 선동 구호. [사진=노동신문] ◆SLCM에 소수 SLBM 운용 혼합형 배치 특히 홍 선임연구위원은 "북한이 공개한 잠수함의 특징은 중앙 미사일 발사관 구획과 함교를 구분하지 않고 일체화시킨 설계"이라면서 "함교(지휘·항법·센서·통신 상부구조)와 발사관(VLS) 사이에 독립 격벽을 치고 외관상 매끄럽게 연동된 외형으로 처리했을 가능성이 있다"고 판단했다. 선체골격에서는 러시아 델타급 III·IV, 선체 비율에서는 중국의 진급(Type 094)과 유사한 것으로 분석했다. 중앙부가 두툼해지는 배럴형(bulged) 실루엣으로 발사관을 중앙에 집중 배치하는 델타급의 전형적 특징과 유사하다. 중앙 발사관 높이를 함교와 연동시킨 것은 SLCM 이외에도 소수의 SLBM을 운용하는 혼합형 배치 가능성도 있다고 홍 선임연구위원이 분석했다. 북한의 잠수함 용어 표현과 잠수함 성격으로 봤을 때 순항핵잠(SLCM)용이거나 SLCM 다수와 SLBM 소수의 혼합 플랫폼으로 봤다. 홍 선임연구위원은 "핵동력 전략유도탄 잠수함을 영문판에 'nuclear-powered strategic guided missile submarine'로 표기해 'guided missile'은 통상 순항미사일(SLCM)"이라고 설명했다. 북한 김정은(왼쪽 셋째) 국무위원장이 핵잠수함 건조 현장을 돌아봤다고 노동신문이 25일 전했다. 사진은 노동당 군수공업부장 조춘룡(김정은 오른쪽) 등과 잠수함 설비를 살펴보는 장면. 뒤편으로 '침략자 미제와 대한민국 것들을 쓸어버릴 무기생산에 총권기하자'는 선동 구호가 보인다. [사진=노동신문]  ◆한국 해군 핵잠수함 건조·도입 속도 붙을 듯 홍 선임연구위원은 "일단 핵탄두 SLCM을 탑재하는 SSGN의 성격이라고 볼 수 있다"면서 "다만 소수의 SLBM과 다수의 SLCM 혼합 플랫폼 가능성도 배제하기 어렵다"고 말했다. 핵탄두와 재래식탄두 이중 용도의 전략 순항미사일을 탑재하는 잠수함일 경우에는 저고도 비행으로 요격 회피 가능성이 있어 '제2격' 보복능력이 신장될 것으로 분석됐다. 홍 선임연구위원은 "8700t급 SSGN일 경우 전략순항 미사일 화살-2, 화살-1라-3(대형화 개량형), 불화살-3-3-1 등을 탑재할 수 있고 사거리는 1500~2000km 정도일 것으로 보인다"고 관측했다. 잠수함 함수 부분에 어뢰관 6~7개가 식별돼 핵어뢰 탑재 가능성도 나온다. 현재 미국은 공격핵잠(SSN) 50척과 순항핵잠(SSGN) 4척, 전략핵잠(SSBN) 14척 잠수함 전력으로 전 세계를 상대로 24시간 365일을 중단 없이 전략·전술 작전을 벌이고 있다. 북한이 핵잠 실물 전체를 전격 공개함에 따라 향후 한국의 핵잠 건조와 도입도 속도가 붙을 것으로 보인다. kjw8619@newspim.com 2025-12-25 14:17
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연말 공항은 설렘으로 가득하다 [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = #. 스타트업 입사 4년 차인 30대 직장인 A씨는 연말에 아껴둔 휴가를 소진하기로 결심했다. 그동안 여러 프로젝트로 쓰지 못한 연차를 모두 사용하기로 했다. 회사에서도 연차 소진 권고가 내려지면서 징검다리 연휴를 눈치 보지 않고 사용할 수 있는 분위기가 조성됐다. 이에 A씨는 크리스마스 이브인 23일, 24일과 26일 연차를 내고 22일 저녁 일본에 도착해 여정을 시작하는 6박 7일 여행을 다녀오기로 마음먹었다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 비행기 출발을 기다리는 이들로 설렘이 가득차 있던 김포공항에는 크리스마스 이브를 맞이해 화요일인 26일 징검다리 연휴에 연차를 낸 이들과, 고국으로 돌아가는 외국인 관광객 등이 공항에 자리했다. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 24일 크리스마스를 앞둔 김포공항은 여행객으로 북적였다. 크리스마스 다음날인 26일 금요일 하루를 연차로 내면 최소 3박 4일의 휴가를 즐길 수 있어서다. 내년 1월 1일 신정까지 연차를 내면 최장 11일을 휴가로 사용할 수 있다. 커다란 캐리어를 양손에 쥐고 있는 하루토(가명·23) 씨는 이날 고국인 일본으로 돌아간다. 그는 "한국 여행을 마치고 가족들과 크리스마스와 연말을 함께 보내기 위해 고국인 일본에 가기로 했다"고 설명했다. 이날 출국장에는 외국인들이 화장품 등 다양한 선물을 가득 담은 박스와 커다란 캐리어를 밀며 분주히 오갔다. 출국장에 위치한 체크인 줄에는 커다란 기내용 캐리어를 쥔 사람들로 줄들이 가로세로 빽빽히 차 있었다. 이른 아침 시간에 출발하느라 챙기지 못한 끼니를 벤치에 앉아 간단히 빵과 커피로 때우는 이들도 간간히 보였다. 안양에서 왔다는 30대 커플은 "4박 5일 일정으로 대만으로 갈 예정"이라며 "직장인이라 업무 때문에 더 휴가를 내지 못해 아쉽다. 뒤에 휴가를 더 붙였다면 유럽에 가고싶었다"고 아쉬워했다. 이어 "업무가 쌓여있어도 연차를 아예 날릴 수는 없고 (회사에서도) 소진하라는 분위기여서 다행이었다"라며 "대만에서 맛있는 음식을 많이 먹어보고 싶다"며 기대감을 감추지 못했다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 김포공항 출국장 한 켠에 쌓여 있는 캐리어와 수화물들. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 이날 공항에서 만난 40대 여성은 서울 서초구 양재에서 공항으로 왔다. 그는 "중국 상하이에서 근무하는 남편을 만나러 간다"며 "중국에서 2주 정도 같이 연말을 보낼 것"이라고 말했다. 해외에서 보내는 장기 휴가가 가능한 이유는 크리스마스인 25일, 내년 신정인 1월 1일이 각각 목요일이기 때문이다. 금요일인 26일(금요일), 29일부터 31일까지, 내년 1월 2일(금요일) 등 총 5일의 연차를 사용하면 최장 11일의 휴가를 즐길 수 있다. 가족끼리 휴가일을 맞춰 같이 해외 휴가를 가는 경우도 있었다. 장승훈(28·건국대 컴퓨터공학과) 씨는 "참여하고 있는 개발자 관련 프로그램에 양해를 구하고 나를 포함해 총 6명이 중국 상하이로 어머니 생일과 가족 기념일을 겸해 가족 여행을 간다"며 "아버지나 삼촌 등 다른 분들도 휴가를 낼 수 있었던 것 같은데 중국을 가본 적이 없어 기대가 된다"고 말했다. 이날 출국하는 여행객들의 목적지는 일본과 중국이 대부분이었다. 고환율과 엔저의 영향으로 여행 경비 부담이 비교적 덜한 일본이나 중국이 인기 관광지로 꼽혔다. 여행 전문 기업 노랑풍선에 따르면 올해 12월 25일부터 내년 1월 4일까지 노랑풍선을 통해 해외 패키지여행을 예약한 고객 수는 전년 동기간 대비 약 10% 증가한 것으로 나타났다. 특히 이중 일본이 30%로 가장 높았고, 중국(20%)이 그 뒤를 이었다. 베트남과 필리핀은 각각 16%, 7%를 차지했다. 노랑풍선 관계자는 "한한령 완화와 단체 비자 발급 확대, 주요 노선의 항공편 증편 등 여행 여건이 개선되면서 중국 여행객이 늘었다"며 "긴 연휴로 장거리 여행을 가는 이들이 생기며 유럽은 8% 수준을 늘었다"고 설명했다. aaa22@newspim.com 2025-12-24 14:41
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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.
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