과학 포털 iKAOS

4 Contents

[댓글 이벤트] 우리는 인공지능과 친구🤝가 될 수 있을까? 인공지능과 뇌🧠 Part.3ㅣ선을 넘는 과학자들

인공지능이 우리와 대화를 나누고 전략을 세워주는 모습을 보면 마치 영혼을 가진 친구처럼 느껴지기도 합니다. 하지만 기술적으로 볼 때 인공지능은 인간의 지식과 사고방식이 담긴 방대한 데이터를 학습한 결과물에 가깝습니다. 우리가 챗GPT와 나누는 대화는 인공지능이라는 그릇에 담긴 인류 전체의 지혜, 즉 우리 자신과 소통하는 과정이라고 이해하는 것이 더 정확합니다. 인공지능은 맥락을 놓치지 않는 기술적 정교함을 통해 공감을 흉내 낼 뿐, 인간과 같은 방식의 자아를 가진 존재로 보기는 어렵습니다. 생성형 인공지능을 사용할 때 가장 주의해야 할 점은 정보의 출처와 진위 여부입니다. 인공지능은 방대한 데이터를 섞어서 새로운 결과물을 만들어내기 때문에, 사실과 허구를 명확히 구분하지 못하는 본질적인 특성을 가집니다. 비록 화이트 해킹 기법 등을 통해 데이터의 원천을 추적하려는 시도가 이어지고 있지만, 근본적으로 데이터의 경계를 나누는 일은 매우 까다롭습니다. 따라서 신뢰할 수 있는 정보를 얻기 위해서는 검색 엔진과 연동되어 출처를 명시해 주는 RAG(검색 증강 생성)와 같은 보완적인 도구를 활용하는 지혜가 필요합니다. 인공지능의 위험성은 기계의 악의가 아니라, 인간의 복잡한 가치 체계를 수치화된 목표로 완벽히 치환할 수 없다는 점에 있습니다. 인간은 윤리적이고 사회적인 규범 속에서 판단하지만, 인공지능은 단순히 설정된 점수를 최대화하는 방향으로 학습됩니다. 이러한 가치 정렬의 부재는 무인 자동차의 선택이나 군사적 시뮬레이션에서 의도치 않은 결과를 초래할 수 있습니다. 우리가 가진 미묘하고 복잡한 도덕적 기준을 인공지능에게 학습시키는 문제는 여전히 해결해야 할 거대한 과제로 남아 있으며, 이는 기술 적용에 신중해야 하는 이유가 됩니다. 인공지능의 규모를 나타내는 파라미터가 기하급수적으로 늘어나면서 성능 또한 비약적으로 발전하고 있습니다. 그러나 파라미터가 커진다고 해서 인공지능이 반드시 인간과 유사한 사고 과정을 거치는 것은 아닙니다. 최근 연구에 따르면 인공지능의 크기가 일정 수준을 넘어서면 인간의 판단 방식과 오히려 동떨어진 추론을 하거나 예상치 못한 행동을 보이는 경향이 나타납니다. 즉, 인공지능이 우리의 말을 잘 알아듣는 것처럼 보인다고 해서 그것이 우리와 같은 논리 구조를 공유하고 있다고 착각해서는 안 된다는 점을 시사합니다. 인공지능 기술을 교육이나 일상에 무분별하게 적용할 경우, 인공지능이 가진 편향성이 인간에게 전이되어 사고의 경직을 초래할 위험이 있습니다. 특히 인공지능과의 대화는 인간 사이의 소통보다 편향성을 더 빠르게 증폭시키는 특성이 있어, 사용자가 인지하지 못하는 사이에 특정 시각에 젖어들게 만듭니다. 다가오는 인공지능 시대에 필요한 역량은 기술에 종속되는 것이 아니라, 진짜와 가짜를 구분하고 인공지능과 인간의 차이를 명확히 인지하는 '메타인지'입니다. 이를 통해 인공지능을 도구로 활용하며 새로운 기회를 창출하는 주체적인 인간이 되어야 합니다.

국립과천과학관선을 넘는 과학자들🔬

뇌인지과학
융합

[페스티벌+어스] 트랜스버스 특별대담 by 장동선, 이명현 ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

과학자의 삶은 단순히 연구실 안에만 머물지 않습니다. 서로 다른 분야의 전문가들이 만나 경계를 넘나들며 대화하는 과정은 그 자체로 새로운 지평을 열어줍니다. 나이나 배경에 상관없이 공통의 가치를 공유하며 마음이 통하는 친구가 될 수 있다는 점은 과학이 주는 뜻밖의 선물입니다. 이러한 연결은 우리가 세상을 더 넓게 바라보게 하며, 각자의 전문 지식이 서로 맞물려 더 큰 의미를 만들어내는 토대가 됩니다. 경계를 허물고 소통하는 과정에서 우리는 혼자일 때보다 훨씬 더 풍요로운 지적 세계를 경험하게 됩니다. 과학자의 길을 걷게 하는 가장 강력한 동기는 모르는 것을 알아가는 즐거움에 있습니다. 거창한 우주의 기원을 단번에 밝혀내기보다는, 구체적이고 작은 질문을 던지며 이를 증명해 나가는 과정이 본질입니다. 망원경으로 하늘을 관측하거나 실험을 통해 가설을 검증하며 얻는 작은 깨달음들은 과학자에게 무엇과도 바꿀 수 없는 뿌듯함을 선사합니다. 질문을 만들고 그에 대한 답을 찾아가는 매 순간이 과학적 삶의 아름다움이며, 이러한 탐구 정신은 우리를 더 깊은 진실의 세계로 인도하는 나침반이 되어줍니다. 앎이 깊어질수록 우리가 느끼는 아름다움의 크기도 커집니다. 단순히 대상을 바라보는 것을 넘어, 그 이면에 숨겨진 원리와 질서를 이해할 때 비로소 전체적인 그림이 보이기 시작합니다. 수학적 질서나 뇌의 작동 방식을 이해하는 것은 세상을 더 풍성하게 경험하게 하는 도구가 됩니다. 과학은 차가운 객관성만을 따지는 학문이 아니라, 자연의 정교한 설계를 발견함으로써 인간이 느낄 수 있는 미적 경험을 한 단계 더 높은 차원으로 끌어올려 줍니다. ‘아는 만큼 보인다’는 말은 과학의 세계에서 가장 명확하게 증명됩니다. 과학 커뮤니케이션은 복잡한 수식과 데이터를 대중의 언어로 번역하는 과정입니다. 전문가들 사이의 소통이 정확성에 초점을 맞춘다면, 대중과의 과학 커뮤니케이션은 마음의 문을 여는 공감의 언어가 필요합니다. 정보의 손실을 감수하더라도 본질적인 메시지를 친절하게 전달하는 ‘의역’의 기술이 중요합니다. 훌륭한 과학 커뮤니케이터는 과학적 사실을 나열하는 데 그치지 않고, 그 속에 담긴 흥미진진한 이야기를 찾아내어 많은 이들에게 울림과 깨달음을 전달합니다. 이는 과학과 대중 사이의 거리를 좁히는 가장 핵심적인 역할입니다. 과학적 지식은 우리의 일상을 더 나은 방향으로 설계하는 데 실질적인 도움을 줍니다. 인간의 본성과 진화적 기원을 이해하면, 질투나 불안 같은 감정에 매몰되지 않고 자신을 다스리는 ‘행복 엔지니어링’이 가능해집니다. 또한 과학은 사회적 혼란 속에서 스스로 판단할 수 있는 ‘지식의 백신’ 역할을 합니다. 막연한 믿음이나 선동에 휘둘리지 않고, 확률과 논리에 근거해 합리적인 결정을 내릴 수 있게 돕는 것이 바로 과학이 우리 삶에 기여하는 방식입니다. 과학적 사고는 우리를 더 주체적인 삶으로 이끄는 강력한 힘이 됩니다. 기초과학에 대한 투자는 현재의 자원을 나누는 문제를 넘어, 인류가 누릴 수 있는 파이 자체를 키우는 일입니다. 당장 눈앞의 실용성이 보이지 않더라도, 호기심에 기반한 탐구는 반도체나 항공우주 기술처럼 세상을 바꾸는 혁신의 씨앗이 됩니다. 과학은 한정된 자원을 두고 벌이는 갈등에서 벗어나, 더 넓은 우주와 미래를 꿈꾸게 함으로써 인류 문명의 가능성을 확장합니다. 이러한 도전 정신이야말로 우리가 끊임없이 새로운 지식을 갈구해야 하는 이유이며, 다음 세대에게 더 나은 세상을 물려주기 위한 필수적인 과정입니다. 궁극적으로 과학적 태도는 우리를 끊임없이 성장하게 만드는 삶의 방식입니다. 정해진 답에 안주하기보다 끊임없이 질문을 던지고 자신의 오류를 인정하는 태도는 인간을 더 겸손하고 유연하게 만듭니다. 과학을 통해 자신을 객관적으로 바라보는 ‘메타인지’를 기를 때, 우리는 실존적인 불안을 넘어 삶의 진정한 의미를 발견할 수 있습니다. 세상을 향한 호기심을 잃지 않고 주도적으로 답을 찾아 나가는 과정 속에서 인간은 비로소 지적으로 풍요로운 삶을 완성합니다. 과학은 단순한 지식의 집합이 아니라 세상을 대하는 가장 고결한 태도입니다.

이명현, 장동선

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

뇌인지과학
융합

[강연] 초거대 AI와 인간의 뇌 by장병탁ㅣ2021 '대한민국 과학기술대전' 첫번째 | 1강

인공지능은 지난 70년 동안 비약적인 발전을 거듭해 왔습니다. 초기에는 인간의 지식을 규칙 형태로 입력하는 전문가 시스템이 주를 이루었으나, 이는 복잡한 현실 문제를 해결하는 데 한계가 있었습니다. 이후 기계가 스스로 데이터를 통해 학습하는 머신러닝과 딥러닝 기술이 등장하며 새로운 전환점을 맞이했습니다. 이제 인공지능은 단순히 프로그래밍된 명령을 수행하는 단계를 넘어, 방대한 데이터를 바탕으로 스스로 패턴을 찾아내고 지능을 고도화하는 단계에 이르렀습니다. 최근의 초거대 인공지능은 인간의 뇌 구조를 모방한 심층 신경망을 통해 놀라운 성과를 보여주고 있습니다. 알파고가 바둑에서 승리하고, 생성형 모델이 실재하지 않는 정교한 이미지를 만들어내는 것은 모두 이 기술의 결과입니다. 특히 수천억 개의 파라미터를 가진 모델들은 인간과 구별하기 힘들 정도로 자연스러운 문장을 생성하며 언어 지능의 정점을 보여줍니다. 이러한 발전은 인공지능이 인간의 전유물이라 여겨졌던 창의적 영역까지 확장될 수 있음을 시사합니다. 하지만 현재의 인공지능은 인간의 뇌와 비교했을 때 여전히 명확한 한계를 지니고 있습니다. 가장 큰 차이점은 효율성입니다. 인간의 뇌는 단 25와트 정도의 적은 전력으로도 고도의 사고를 수행하지만, 초거대 인공지능을 구동하기 위해서는 막대한 컴퓨팅 파워와 전력이 소모됩니다. 또한 인간은 적은 양의 데이터만으로도 새로운 개념을 빠르게 학습하는 반면, 인공지능은 여전히 학습을 위해 천문학적인 규모의 데이터를 필요로 한다는 점에서 구조적인 차이를 보입니다. 뇌의 본질적인 역할은 생명체의 생존을 위해 주변 환경을 지각하고 행동을 제어하는 것입니다. 단세포 동물부터 인간에 이르기까지 신경계는 먹이를 찾고 위험을 피하기 위한 실시간 반응 체계로 진화해 왔습니다. 인간의 뇌는 우리 몸에 대한 지도를 내부에 복제하여 세상과 상호작용하는 모델을 가지고 있습니다. 이는 단순히 텍스트나 이미지를 처리하는 현재의 인공지능과는 달리, 현실 세계라는 물리적 공간 안에서 직접 경험하며 지능을 형성해 왔음을 의미합니다. 진정한 지능을 구현하기 위해서는 인공지능이 컴퓨터 내부의 닫힌 세계를 벗어나 로봇과 같은 물리적 몸을 가져야 합니다. 이를 '체화된 인지'라고 부르는데, 감각 기관과 운동 기관을 통해 세상과 직접 소통할 때 비로소 깊이 있는 이해가 가능해집니다. 사람이 정제해서 준 데이터만 학습하는 것이 아니라, 기계가 스스로 움직이며 데이터를 수집하고 시행착오를 겪는 과정이 필요합니다. 이러한 지각과 행동, 학습의 순환 구조야말로 뇌가 가진 자연 지능의 핵심 원리입니다. 미래의 인공지능은 무엇을 학습할지 스스로 결정하는 '메타 인지' 능력을 갖춘 보편 학습 기계로 진화해야 합니다. 현재는 사람이 설정한 목적 함수에 따라 학습이 이루어지지만, 차세대 인공지능은 자신의 행동을 스스로 모니터링하고 오류를 교정하며 지식을 축적해 나갈 것입니다. 뇌의 신경세포들이 순환 구조로 연결되어 과거와 미래를 현재와 공존시키듯, 인공지능 역시 예측과 실제 결과를 비교하며 끊임없이 자아를 갱신하는 방향으로 나아가야 인간 수준의 범용 지능에 도달할 수 있습니다. 인공지능의 발전 단계에서 우리는 현재 모델 최적화가 자동화되는 초기 단계에 머물러 있습니다. 앞으로의 과제는 열린 세계에서 자율적으로 적응하며 상식을 갖춘 인공지능을 만드는 것입니다. 뇌의 진화 과정을 거울삼아 감성과 이성이 조화를 이루는 자연 인공지능을 지향한다면, 기계는 단순한 도구를 넘어 인간의 삶을 실질적으로 돕는 동반자가 될 것입니다. 70년의 연구 역사를 토대로 이제는 뇌를 닮은 인지적 인공지능이라는 새로운 지평을 향해 나아갈 때입니다.

장병탁

카오스재단카오스크로스

뇌인지과학
수학
융합

[강연] 창의성의 기원, 뇌가 사랑한 오브제 _ by김대수｜2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들' 10강 | 10강

유전자는 자연의 역사 속에서 자신의 존재를 보존하고 자손에게 전달하기 위해 뇌라는 경이로운 기관을 만들어냈습니다. 유전자가 담을 수 있는 정보량은 한정적이지만, 뇌는 그 수만 배에 달하는 방대한 정보를 수집하고 활용할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 결국 뇌는 유전자의 생존을 돕기 위해 세상에 적응하고, 때로는 슬픔과 행복이라는 감정을 만들어내며 창의적인 방식으로 외부 세계와 소통하는 신비로운 역할을 수행합니다. 우리 뇌는 세상을 바라볼 때 모든 정보를 낱개로 받아들이기보다 특정 단위로 묶어서 인식하는 경향이 있는데, 이를 '오브제'라고 부릅니다. 예술가들이 과일로 사람의 얼굴을 그리듯, 뇌는 파편화된 정보 속에서 본질을 끌어내어 하나의 의미 있는 대상으로 완성하거나 다른 대상과 분리하여 인식합니다. 이러한 패턴 완성 및 분리 기능은 뇌가 복잡한 환경 속에서 사물을 정확히 판별하고 생존에 필요한 판단을 내리는 데 핵심적인 근거가 됩니다. 생명 진화의 역사를 살펴보면 뇌의 존재 이유는 움직임과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있습니다. 신경계가 없는 해면동물이나 고정된 생활을 하는 멍게와 달리, 고등 동물일수록 목과 턱, 손발이 발달하여 주변의 오브제와 적극적으로 상호작용하게 되었습니다. 사물을 만지고 다루는 능력이 발달함에 따라 뇌의 기능도 함께 진화했으며, 이는 자연 속의 다양한 자원을 활용하여 생존과 번식의 가능성을 높이는 결정적인 계기가 되었습니다. 창의성이란 단순히 독특한 생각을 하는 것에 그치지 않고, 사물의 새로운 용도를 발견하여 실질적인 유용함을 만들어내는 능력을 의미합니다. 물고기를 잡기 위해 빵 조각을 미끼로 사용하는 새의 행동처럼, 자연계에서 창의성은 더 많은 에너지를 효율적으로 습득하게 해주는 강력한 생존 전략입니다. 남들이 이미 검증된 방식에만 머물 때, 새로운 아이디어를 통해 틈새시장을 개척하는 창의적 활동은 개체와 종의 번영에 커다란 이점을 제공합니다. 신경과학적 관점에서 호기심은 특정 물체에 대한 끌림과 탐구 욕구로 정의됩니다. 연구 결과, 시상하부의 MPA라는 신경 영역이 물체에 대한 호기심을 관장한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 신경이 활성화되면 동물은 새로운 대상에 강한 애착을 보이며 이를 획득하기 위해 평소에 없던 창의적인 행동을 발휘합니다. 즉, 호기심은 뇌가 목표를 발견했을 때 이를 달성하기 위해 잠재된 능력을 끌어올리는 핵심적인 동력이 됩니다. 창의력을 현실에서 구현하는 또 다른 핵심 기제는 '메타인지'입니다. 이는 자신이 아는 것과 모르는 것을 구분하고, 하나의 경험을 전혀 다른 상황에 적용하여 문제를 해결하는 고차원적인 학습 능력입니다. 뇌가 오브제를 탐색하며 얻은 정보들을 융합하고 응용하는 과정에서 메타인지가 작동하며, 이는 단순한 지식 습득을 넘어 새로운 가치를 창출하는 창의적 사고로 이어집니다. 이러한 능력은 변화하는 환경에 적응하는 데 필수적입니다. 사물의 가치를 판단하고 창의적인 선택을 내리는 과정에는 사회적 신뢰와 환경이 중요한 변수로 작용합니다. 마시멜로 실험이 보여주듯, 미래의 보상을 믿고 현재의 욕구를 참아내는 능력은 뇌가 더 깊은 아이디어를 생산할 시간을 벌어줍니다. 또한, 충분한 휴식은 뇌가 정보를 연결하고 창의성을 발휘하게 돕는 '인큐베이션' 역할을 합니다. 결국 창의성은 오브제를 향한 뇌의 본능이자, 세상을 더 유용하게 활용하려는 생명력의 표현입니다.

김대수

카오스재단카오스강연

생명과학
뇌인지과학