로봇과 인공지능 그리고 4차 산업혁명

이 글은 지난 6월 28일 로봇고에서 있었던 ‘제2회 지역주민 아카데미’에서 필자가 강연한 내용을 요약한 글이다. 로봇과 인공지능 그리고 4차 산업혁명이라는 키워드로 지금 이 시각 전세계에서 어떤일이 벌어지고 있는지, 또한 지금 우리가 어떠한 시대를 살아가고 있는지를 전하고자 한다. (편집자 주)

1. 4차 산업혁명이란

3년전 구글 딥마인드팀이 ‘알파고’라는 인공지능기반 바둑 SW를 들고와서 우리의 자랑 세계 최고의 바둑기사 이세돌 선수를 4승 1패로 누르며, 전세계를 깜작 놀라게 했다. 이후 정부도 사물인터넷(IoT)이라는 정보통신 인프라를 구축하던 정책적 지향점에서 전환하여 인공지능 기술에 대해 투자와 관심을 보이기 시작했다. 그러나 3년이 지난 지금 머신러닝 기술을 살펴보면 특허와 SCI 논문인용 횟수 면에서 더욱 선진기술과 격차가 벌어진 느낌이다. 예를 들면 강화학습 기술은 ‘알파고’를 몇배로 압도하는 ‘알파고 제로’ 기술로 발전했고, 심층기계학습 기술은 실시간으로 동영상을 이해하는 수준으로 발전하고 있다. IBM왓슨의 인지기반 인공지능 기술은 환자를 진료하는 의료분야에서 혁명을 주도하고 있다. 이처럼 알파고의 충격은 한 순간의 보여주기식 이벤트가 아닌 현재 진행형인 것이다.

4차 산업혁명은 정보의 흐름이 완전히 역전되어, 우리가 아닌 기계가 우리의 정보를 수집하여, 분석하는 AI 혁명이라는 점에서 기존의 3차 정보기술 혁명과 크게 대비된다. 우리의 일상생활 데이터를 기계가 수집하고, 빅데이터로 모여 클라우드 컴퓨터에 의해 분석되는 시대인 것이다. 이를 기반으로 성장한 인공지능은 물만난 고기처럼, 모든 기업들의 운영을 지능화하고, 제조산업을 넘어서 방송통신, 컨텐츠, 투자, 유통 등 전 산업분야를 집어삼키고 있다. 더욱 지능화된 인공지능이 로봇과 자동차로 적용되어, 생활지원 로봇, 자율주행 자동차로 진화될 날이 멀지 않은 것으로 보인다. 그리고 피부로 와닿는 변화의 물결을 앞으로 수년내에 우리는 맛보게 될 것이다. 

2. 세계 경제 현황

해마다 IMF가 발표하는 세계 경제지도를 살펴보면 우리나라는 GDP규모를 기준으로 1조4천억달러규모의 세계 11위의 경제대국으로 표기되고 있다. 한 나라의 경제규모는 그 나라의 산업화 정도에 비례한다. 전세계 GDP총합은 2018년 기준 84조달러로서 해마다 성장하고 있다. 글로벌 산업화가 빈부의 격차를 조장한다는 복지 평등주의자들의 주장이 틀렸다는 것을 이 보고서는 명확히 보여주고 있다. 즉 경제는 계속 성장을 해야, 사회불평등도 해소 되고, 일자리가 계속 늘어날 수 있는 것이다. 문제는 애플, MS, 아마존, 구글, 페이스북 등으로 대표되는 5대 IT 글로벌 기업들이 무차별적으로 산업 생태계를 바꾸고 있다는 점에 있다. 이미 시가총액만으로도 세계 Top5를 차지하고 있는 것에도 모자라 최근 르쿤, 힌튼, 앤드류응, 데이빗실버 등 AI분야를 이끌고 있는 석학 교수들을 CTO로 모셔 인공지능 기술개발을 총괄하게 하고 있다.

아마존은 이제 단순한 온라인 쇼핑기업이 아니다. 수많은 주문데이터를 빅데이터로 구축하여 물품 주문, 배송을 예측시스템을 도입하여 효율화 하고 있다. 물류센터를 키바(KIVA)라는 로봇을 이용하여 자동화하고 있다. 더 나아가 아마존웹서비스(AWS)로 클라우드 컴퓨팅산업에서 압도적 1인자가 되어 수백만 글로벌 기업들에게 기업운영 솔루션을 웹을 통해 서비스하고 있다. 앞으로도 이들 기업들이 계속 인공지능을 기반으로 미래 핵심산업을 지배할 것이라는 것을 쉽게 예측할 수 있는 대목이다. 매킨지 보고서에 따르면, 전세계 SW개발자들의 중심이 모바일 앱개발, 게임 개발자에서 로봇, 인공지능 개발자로 이동되고 있다. 가뜩이나 어려운 산업경쟁 구도에서 미래의 핵심인력인 인공지능(AI) 인력들이 해외로 유출되고 있다. 과연 대한민국을 책임질 미래 산업인력이 모두 빠져 나간 후, 그나마 우리 경제를 간신히 지키고 있는 제조산업이 얼마나 버틸 수 있는지 심히 우려되는 형국이다.

3. 인공지능 전망

세계시장전망 보고서를 보면 전세계 산업규모에서 인공지능의 비중이 점점 커져 2025년 경이면 자동차, 반도체 산업을 모두 합친 규모를 넘어설 것이라고 전망한다. 그도 그럴 것이 그때 쯤이면 반도체는 인공지능 칩으로, 자동차는 자율주행자동차로 진화될 것이기 때문이다. 제조업으로 먹고 사는 우리나라 입장에서는 이러한 변화의 물결이 참으로 위기이자 한편으로 기회일 수 있다. IMF의 장밋빛 예측대로 2035년에 우리나라의 경제규모가 세계 7위권에 올라 설 것인지, 브라질이나 아르헨티나처럼 죽음의 계곡을 넘지 못하여 중진국으로 영원히 밀려날 것인지는 무조건 인공지능 기술경쟁에 달려있다고 본다. 결코 제조업이 경쟁력을 잃고, 일자리가 없어진다는 뜻이 아니다. 제조업이 스마트화되고 그에 따라 일자리도 바뀌고 있는 것을 간파해야 한다. 이제는 생각만으로 아이디어를 내고 프로그램을 짜고, 개발자가 돼서 제2, 제3의 구글과 페이스북이 국가의 미래를 책임지는 세상으로 바뀌고 있는 것이다. 이는 투자만으로 되는 것도 아니다. 교육, 문화, 산업 전반에 걸쳐 인공지능 산업에서 뒤쳐지지 않도록 철저히 준비해야 우리는 4차 산업혁명의 파고를 넘을 수 있는 것이다.

4. 로봇산업의 미래

학습에 의해 행동과 결과로부터 좀 더 잘하는 방향으로 발전하는 능력을 지능이라고 한다면, 그 지능이 기계에 부여한 것을 인공지능이라고 정의한다. 기계가 단순반복하며 오류를 반복하는 것이 아닌 오류로 부터 점점 오류를 줄여나가는 제품이 인공지능 제품인 것이다. 인공지능 연구자들은 인간의 뇌구조를 연구하며, 인공지능의 한계를 극복하는 해법을 30여년전 발견했다. 바로 인공신경망이라는 구조의 발견이다. 머신러닝 분야에서 뇌가 무수한 신경세포들이 상호연결로 이루어진 것을 모방하여 프로그램으로 구현한 것이 인공지능의 시작인 것이다. 이처럼 심층학습은 오랜 역사를 갖고 발전해 오다 최근들어 컴퓨터 기술의 발전으로 거대한 용량의 심층신경망을 처리할 수 있게 되면서 급격히 실용화단계로 오게 된 것이다.

인공신경망의 규모는 해마다 커지면서, 수백개의 계층수, 수백만개의 노드를 갖는 신경망 모델로 발전하였는데, 이제는 SW 프로그램으로 구현하는 단계를 넘어, 예전 SF영화의 ‘터미네이터’에서 상상한 신경망 구조의 하드웨어로 구현되어, 신경망 반도체 칩으로 구현될 전망이다. 그렇게 되면 영상인식, 음성인식 기술의 급격한 발전을 가져와 자율주행 자동차 산업과 로봇산업을 파격적으로 성장시키는 동력이 될 전망이다. 인공지능 기술과 로봇 기술이 만나면서 환경을 인식하고 물체를 조작하는 기술이 완성되면, 로봇이 일상생활에서 서비스하는 꿈같은 현실이 벌어 질 것이다. 앞으로 5년~10년내에 인공지능 로봇이 가정으로 들어와서 냉장고에서 물컵을 가져오는 심부름 로봇, 온라인 쇼핑을 하면 집 앞까지 물품을 자동으로 배달해 주는 로봇이 상용화 될 것으로 보인다.

5. 무엇을 준비해야 하나 

며칠전 손정의 소프트뱅크 회장이 문재인 대통령을 만나 첫째도 AI, 둘째도 AI, 셋째도 AI에 집중 투자해야 한다고 조언했다. 그렇다 아직 늦지 않았다. 이러한 물결이 시작된 것은 불과 4-5년이기 때문이다. 그러나 긴 호흡으로 준비해야 한다고 생각한다. 좀 더 창의적인 교육체계 정비, 수학과 물리를 기반으로 한 기초 과학교육에 대한 투자가 절실하다. 지금 AI를 꽃피운 것은 무조건 과학의 힘이기 때문이다. 그리고 창업자들의 도전을 마음껏 받아주는 창업 생태계 조성도 필요하다. 산업화 시대에 대기업의 역할이 저물어 가고 있다. 이제 수많은 유니콘 기업들이 우리나라를 지탱하는 힘이 되는 시대로 접어들고 있다. 이러한 시대를 맞이하기 위한 국민적 합의와 깨어있는 정치, 경제 지도자들의 리더십이 필요한 시점이다. ▒ 고경철ㆍKAIST 전기 및 전자공학부 인공지능 연구센터 연구교수