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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능의 '학교 성적표'

  • 기사입력 : 2019년07월08일 08:00
  • 최종수정 : 2019년07월08일 09:22
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성적표, 수험생의 모든 것을 보여주지 못한다

초등학교부터 시작해서 대학, 대학원을 다니면서 학기 중에 과목을 수강하게 되고, 그 학기가 끝나면 그 결과로 성적표를 받는다. 성적표가 나오는 날 기대가 되기도 하고 걱정되기도 한다. 이제 학교를 졸업하고 더 이상 성적표를 받지 않아도 되니 마음이 편하게 느껴진다. 하지만 한편으로 이제 학교에서 학생들을 가르치는 입장에서 매 학기마다 과목 강의를 끝내고 학생들에게 학점을 주게 된다.

       김정호 교수

지난 주에도 한 학기가 끝나고 학생들에게 학점을 부여했다. 그런데 대학에서 학점을 줄 때 ‘절대평가’ 방식과 ‘상대평가’ 방식이 있다. 상대평가 방식에서는 일정한 비율로 A, B, C, D 학점을 주게 되어 있다. 하지만 ‘절대평가’ 방식에서는 교수의 판단에 따라 모두 A 를 줄 수도 있고, 모두 F 를 줄 수도 있다. 교수의 책임, 권한과 의무가 있는 절대 평가를 더 선호한다. 그 수업 학생 모두가 잘 했다고 판단할 수 있기 때문이다.

학교 성적이 학생들에게 민감한 이유는 대학 입학 시험과 취업에 큰 영향을 미치기 때문이다. 특히 대학 입시 수시 모집에서 큰 영향을 미친다. 초창기 수시는 현재의 교과전형과 같이 내신만을 보는 경우가 대부분이었다. 하지만, 2002학년도 대입전형 때부터는 내신 이외의 영역도 늘어났다. 그 이후 다양한 전형자료를 심사하여 학생의 잠재력 및 소질을 평가하고 입학여부를 결정하는 입학사정관제 전형제도를 도입하였다. 그래서 학교 성적의 의미, 영향, 가치 그리고 공정성이 중요해 지고 있다.

그렇지만 성적이 학생의 모든 능력과 품성, 그리고 미래 가능성을 표현하지는 않는다고 생각한다. 다만 성실성은 표현한다. 특히 학교에서 암기식 공부를 하고, 암기 내용이나 문제를 빨리 푸는 내용으로 성적을 매긴다면, 학교 성적은 학생의 미래 능력이나 성취와의 관계는 더 멀어진다. 암기를 잘하고, 문제를 정확히 빨리 푸는 것은 인공지능 컴퓨터와 경쟁이 되지 않는다.

중학교 생활 통지표의 한 예시, [출처=네이버 블로그]


천재 아인슈타인의 학창시절 성적표는 초라했다

그러면 위대한 과학자의 학교 성적표가 궁금하다. 아인슈타인은 현대 물리학의 대표적인 과학자이다. 그 아인슈타인의 성적표가 궁금하다. 1879년 3월 14일에 태어난 아인슈타인은 만 17세 때, 대학입학 자격 시험 증서로 고등학교 성적표를 제출하였다. 인터넷에 올라온 그의 성적표를 요약하면 다음과 같다.


1. 독일어 및 독문학: 5
2. 프랑스어 및 불문학: 3
3. 영어 및 영문학: -
4. 이탈리아어 및 이탈리아문학: 5
5. 역사: 6
6. 지리: 4
7. 대수학: 6
8. 기하학(면적 측정, 삼각법, 구적법, 해석기하학): 6
9. 도형 기하학: 6
10. 물리: 6
11. 화학: 5
12. 자연사: 5
13. 미술: 4
14. 제도: 4

성적표에는 14개 과목의 성적이 나와 있는데, 당시 아인슈타인이 다닌 스위스의 학교 에서는 1등급이 가장 나쁜 등급 점수였고, 6 등급이 가장 좋은 등급 점수이었다. 영어 및 영문학 과목을 제외하면 거의 대부분 4~6 점 대의 성적을 받았다. 4~6 점이면 지금의 대학학점으로 보면 A-B 정도의 학점으로 생각한다. 특히 대수학 6, 기하학 6, 도형 기하학 6, 물리 6 의 최고 등급이 눈에 띈다. 물리 과목과 관련 수학과목은 아주 잘 했다고 볼 수 있다.

아인슈타인의 발견 중에서 가장 대표적인 발명이 ‘빛의 속도는 일정하다’는 특수 상대성 이론이다. 이 이론은 스위스 특허청에서 일하면서 시간 여유를 갖고 있을 때 발표하였다. 아인슈타인은 당시 특허 심사관으로서 시계들의 동기화를 하는 기계에 대한 특허를 많이 접했기 때문에 이러한 특수 상대성 이론을 발견할 수 있었다.

19세기 말은 현대화가 가속되는 시점이었기 때문에 전세계 기차역의 여러 시계들을 동기화하는 것은 사업가들에게 중요한 문제였기 때문이다. 그 중에는 빛을 이용해 시계를 동기화하겠다는 아이디어도 있었고, 아인슈타인은 특허청에서 일하면서 이런 아이디어들을 자연스럽게 접하였다. 그래서 아인슈타인에게 절대 시간, 여러 관찰자들 사이의 변환 등의 개념은 단순히 추상적 사고 대상이 아니라, 여러 특허들을 보며 현실적으로 풀어야 할 과제였던 것이다.

그래서 새로운 발명과 발견은, 기초적인 지식, 몰입하는 능력, 동기를 자극하는 환경, 여유가 있게 연구할 수 있는 지원체계가 꼭 합쳐서 필요한 것을 알 수 있다. 학점이나 성적표는 그 조건 중의 하나일 뿐이다.

아인슈타인의 고등학교 성적표, [출처=예스24]
스위스 베른시에 있는 아인슈타인이 거주하던 아파트 사진, [출처=KAIST]


2019년 인공지능은 초등학생 수준

인공지능이 본격적으로 등장한 것은 알파고가 이세돌 9단과 바둑게임에서 승리한 그 시점으로도 볼 수 있다. 그때 2016년 3월의 알파고는 그 바둑 게임에서 그 이전의 GPU(그래픽 처리 장치) 대신해서 48개의 TPU(Tensor Processing Unit)를 사용했다. TPU는 구글에서 개발한 인공지능용 전용 프로세서이다. 이렇게 인공지능이 강력할 수 있었던 이유는 인터넷이 발달하고, 모든 개인이 스마트폰을 사용하고, 유튜브 자료가 늘어 나면서 빅데이터가 늘어났기 때문이다. 여기에 더해서 심층학습신경망(DNN)으로 불리는 인공지능 알고리즘이 등장했다. 그렇지만 무엇보다도 컴퓨터의 병열 처리 성능이 급속히 향상되었는데, 그 이유는 GPU와 TPU 의 등장과 그 성능 향상에 힘입은 바 크다.

이렇게 보면 인공지능의 학년은 아직 대략 초등학교 4학년 내지 5학년 수준으로 볼 수 있다. 아직 걸음마 단계인 것이다. 인공지능이 모든 작업을 할수 있는 AGI(Artificial General Intelligence)와 자아가 생기는 ASI(Artificial Super Intelligence) 까지는 아직 시간이 더 걸릴 전망이다. 그러기 위해서는 데이터의 량, 컴퓨터 및 반도체의 성능이 지금보다도 더욱 향상 되어야 한다. 이처럼 미래 인공지능이 대학생이 되고 대학원생이 되면 그 능력은 상상 이상이 된다고 볼 수 있다. 이러한 배경으로 인공지능을 초등학교 4학년 학생이라고 보고 다음과 같이 성적표를 매겨 보았다. 아직 성적은 B 수준이다.

인공지능은 특정 수학 과학 분야에서 탁월한 가능성을 보인다. 하지만 도덕과 윤리, 역사관을 확립하기 위해서는 세심한 지도가 필요하다. 이에 더해서 책임과 열정을 갖고 꾸준히 발전하도록 지원해야 한다. 아인슈타인이 그런 환경 속에서 발전했다.

가상적인 인공지능의 초등학교 2019년 기초 생활 통지표 Part 1, [출처=KAIST]
가상적인 인공지능의 초등학교 2019년 기초 생활 통지표 Part 2, [출처=KAIST]
가상적인 인공지능의 초등학교 2019년 기초 생활 통지표 Part 3, [출처=KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr

 

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

 

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