[컴퓨터 예술] 기계도 상상할 수 있을까? 서울대학교 컴퓨터공학과 장병탁 교수 강의

상상할 수 있는 컴퓨터를 만들 수 있을까? 장병탁 교수님은 과거의 인공지능들은 최적화된 답을 찾는 쪽으로 발전해 왔지만 앞으로는 사람과 비슷한 방식으로 인지하고 생각하는 컴퓨터를 만드는 쪽으로 발전해 갈 것이라고 얘기합니다. 

그러면서 현재 뽀로로를 통해 스스로 학습하는 인공지능을 개발 중이며(만화를 통해 학습하는 인공지능을 개발하는 것은 세계 최초라고 합니다) 이 연구의 최종 목표 중 하나는 184번 째 뽀로로 에피소드를 이 인공지능이 창작해 내는 것이라는 얘기도 합니다. 

상상력이라는 것을 연상작용의 연속과정으로 이해하는 부분이 참 인상적입니다. 그리고 이러한 연상작용을 딥신경망을 통해서 인공지능도 할 수 있다고 설명하고 있습니다. 이렇게 해서 나온 결과물이 상상력을 자극할 수 있다거나, 혹은 정말 창의적이면서도 하나의 맥락을 갖는 콘텐츠 될 수 있다면 이것은 정말로 예술 창작에 있어서 하나의 커다란 전환점이 될 것 같습니다. 

더욱 중요한 것은 이러한 인공지능의 학습법이 완전한 자율학습이라는 것입니다. 사람이 사전에 기계에게 어떠한 사전 가이드라인도 주지 않은 상태에서 기계 스스로 동영상을 시청하고 이미지와 텍스트의 의미를 스스로 이해하고 각각의 관계설정을 해나간다는 것입니다. 앞서 다른 글들을 통해서도 살펴봤지만 이제 기계는 아무런 사전 가이드 없이 그림은 그림 그 자체로, 소리는 소리 그 자체로, 문자와 그림이 같이 섞여 있는 영상은 영상 그 자체로 학습하고 이해하는 단계에 온 것 같습니다. 

그 어떤 위대한 개인, 그 어떤 위대한 예술가라고 해도 이 세상의 존재하는 모든 예술을 습득하기에는 한계가 있습니다. 자신의 관심 장르, 또는 자신이 거주하는 지역의 특성이 강하게 반영된 예술 등으로 한 인간이 습득하는 정보의 양은 제한되기 마련입니다. 그에 비해 인공지능은 편견없이 세상에 존재하는 모든 예술에 대해 단 시간안에 학습하고 이를 방대한 딥신경망에 기억시킬 수 있습니다. 사실 인간 예술가의 창의력이라는 것의 정체 역시 그가 지금까지 보고 듣고 경험한 자신만의 데이터베이스에 기초하여 자신만의 연상작용을 통해 조금 다른 무엇가를 만들어 나가는 과정이라고 할 때 이제 기계와 인간은 똑 같은 매커니즘으로 세상을 이해할 수 있게 된 것 같습니다. 그런데 기계가 사람에 비해 앞도적인 학습량을 가질 것이기 때문에 사실상 이미 인간은 인공지능에 압도당한 것이지 않을까 싶습니다. 게다가 데이터를 해석하는 것에 그치지 않고 이렇게 수집한 데이터들을 새로운 연상작용을 통해 유사한 의미를 가지면서도(맥락을 유지하면서도) 조금은 다른 새로운 아웃풋을 낼 수 있다면 이것이야 말로 예술가의 창작과정과 다른 것이 하나도 없어 보입니다. 

앞서 들었던 카이스트 김대식 교수님의 강연에서, 인공지능이 출현하게 될 시대에서 좀더 의미있는 삶을 살기 위해서는 창의적인 태도를 갖는 것이 중요하다고 말씀하셨는데요, 이번 장병탁 교수님의 강연을 들으면 창의력, 상상력이라는 영역에서도 우리는 앞으로 심대한 도전을 받게 될 것으로 생각됩니다. 

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상상력은 연상작용의 반복에 의한 것일 수 있다

기계는 빠르고 정확한 소자의 직렬연결인데 비해 뇌는 느리고 복잡하지만 아주 많은 소자가 연결된 병렬처리 시스템이다. 그래서 뇌는 상상에 적합한 구조를 갖고 있다. 

인공 뉴련(artificial neuron)

생물학적 뉴런을 토대로 고안된 기본 연산기능만을 갖는 처리기

인공 뉴런을 여러개 연결하여 인공신경망을 개발

최근에 구글에서는 딥신경망을 만들어서 음성인식기술의 혁신을 이루었고

페이스북에서는 딥신경망을 통해 사람인식기술을 사람의 버금가는 수준으로 발전시켰다

우리 연구실에서는 딥하이퍼네트워크(상상력 기계)를 연구 중인데, 딥신경망을 통해 어떤 개념이 들어오면, 딥신경망에 저장되어 있던 정보들과 유사성 비교를 통해 이것들을 새로운 방식으로 계속 묶어 나가갈 수 있는데(연상해 나갈 수 있는데) 이것을 반복하다보면 나중에는 최초에 들어오 정보와 비슷하지만 또 다른 새로운 개념을 출력해 내게 된다 

상상력의 기본 컴퓨팅 원리이다. 

위 그림처럼 인공지능이 뽀로로 에피소드를 계속 시청하면 할 수록 점점 더 복잡한 신경망으로 진화하는 것을 볼 수 있다. 

그렇다면 어떻게 기계가 상상력을 갖도록 할 수 있을까?

사람이 그 모든걸 만들수도 있지만 그건 사실 불가능한 일이다. 우리는 만화를 이용해서 기계가 스스로 학습을 하도록 했다. 이것은 사람 아이가 학습하는 방식과도 비슷하다. 우리는 뽀로로 183편을 기계가 스스로 학습하도록 했다. 

만일 뽀로로로 학습한 인공지능이 개발된다면 이 인공지능과 함께 뽀로로에 대해 대화를 나눌 수도 있고 서로 퀴즈를 풀수도 있을 것이다. 

최근에 인공지능 장난감 '코그니토이'가 개발되기도 했다. 슈퍼컴퓨터 왓슨을 기반으로 하여 아이들과 자연스러운 대화가 가능하다. 

IBM의 왓슨은 텍스트 기반인데 현재 개발중인 딥하이퍼네트워크는 텍스트와 이미지(동영상)이 결합된 방식이다. 많은 디지털 동영상을 보여주고 스스로 학습하게 한다면 상상력을 기반으로 사람보다 더 똑똑하게 많은 일을 처리해줄지도 모른다. 앞으로는 이런 자율지능을 가진 스마트 머신들이 나타날 것으로 생각한다. 

이러첨 자율지능을 갖고 스스로 생각하는 기계가 나온다면 철학적으로 궁극적으로 자유의지를 가진 기계를 만들수도 있지 않을까 상상이 된다. 물론 아직 갈길이 멀긴 하다.