英케임브리지大, 스스로 생각하는 프로그램 CRAB 개발

‘인공지능’이란 무엇일까? ‘스스로 생각하는 것’이라고 정의한다면 현재의 컴퓨터는 아직 인공지능과는 거리가 있다. 인간의 언어로 검색창에 질문을 하면 컴퓨터는 ‘답일 수도 있는 수많은 검색 결과’를 내어놓는 데 그치기 때문이다. 그래서 컴퓨터를 연구하는 수많은 학자들의 목표는 ‘인간의 의도’를 파악하는 컴퓨터를 만들어내는 것이다. 인터넷망 또는 서버를 통해 인간보다 훨씬 많은 정보를 갖고 있는 컴퓨터가 질문자의 의도를 파악할 수 있다면 과학은 물론 경제, 사회의 발전 속도가 획기적으로 빨라질 것이다.

이런 컴퓨터가 만들어지면 “이 환자의 수술을 언제, 어떻게 하는 것이 좋은가?”라는 질문부터 “이번 달에 기준금리를 올려야 하는가?”, “실업률을 1% 낮추기 위해 어떤 정책을 펼쳐야 하며 반대급부는 무엇인가?”라는 질문에도 명쾌하게 답을 내놓을 수 있기 때문이다. 인간은 직접 고민하는 대신 컴퓨터에게 무엇을 물어보아야 하는지만 고민하면 된다.

●컴퓨터 ‘왓슨’ 올해 초 퀴즈왕에 승리

4년 전 IBM이 창업자의 이름을 딴 슈퍼컴퓨터 ‘왓슨’을 퀴즈쇼 ‘제퍼디’에 출연시키겠다고 했을 때 대부분의 사람들은 고개를 갸웃거렸다. 정형화되지 않은 유머 또는 반어법이 섞인 질문 속에서 정확한 답을 찾아내는 것이 컴퓨터에 가능하리라고 생각하지 않았기 때문이다.

하지만 왓슨은 올 초 실제 방송에 출연해 역대 최고 퀴즈 챔피언들과의 승부에서 압도적인 승리를 거뒀다. 이는 수많은 정보 속에서 질문자의 의도에 가장 가까운 답을 골라내는 프로그램이 상당한 발전을 이뤘다는 것을 의미한다.

IBM은 최근 발표한 ‘2011 IBM 기술 동향 보고서’를 통해 “왓슨의 정교한 분석 기술은 많은 양의 데이터를 관리하는 분야에 획기적인 발전을 가져올 것”이라며 “교육, 의료, 금융서비스, 생명과학, 정부 등에서 기존과는 전혀 다른 방식으로 컴퓨터를 활용하는 시도가 시작될 것”이라고 전망했다. 왓슨은 지난 10월 미국 병원인 ‘세톤 헬스케어 패밀리’의 환자 데이터 분석에 채택되면서 상용화의 첫발을 내디뎠다.

인공지능에 도전하는 것이 IBM만의 영역은 아니다. 컴퓨터공학 전공자들은 물론 기계공학자, 로봇공학자, 뇌과학자, 심리학자 등 수많은 분야의 학자들이 셀 수 없이 많은 각자의 접근 방식으로 인공지능을 만들기 위해 노력하고 있으며, 그 결과물 또한 속속 등장하고 있다.

특히 지난 19일(현지시간) 안나 코헤넌 케임브리지대 교수 연구팀이 발표한 연구 결과는 기존 과학의 연구 방식을 송두리째 흔들 수 있는 것으로 평가된다. 이들이 만들어낸 스스로 연구하는 컴퓨터 프로그램 CRAB의 등장에 전 세계 과학계가 주목하고 있다.

일반적으로 자연과학 분야의 연구자들은 정보를 얻기 위해 수준 높은 과학 학술지를 읽는다. 비슷한 종류의 연구를 하는 전 세계 과학자들의 성과와 의견을 가장 빠르게 접할 수 있기 때문이다.

그러나 점점 학술지에 축적되는 양이 많아지고 학술지 종류도 늘어나면서 한 연구자가 새로운 정보를 무한정 습득할 수 없는 것이 현실이다. 예를 들어 미국 의생물학 데이터베이스에는 현재 1900만건의 논문이 저장돼 있고 매일 4000건씩 늘고 있다.

언어학을 전공한 코헤넌 교수는 ‘0’과 ‘1’로 된 디지털코드만 인식할 수 있는 컴퓨터가 인간이 작성한 단어 또는 문장을 보다 정확하게 인식할 수 있는 프로그램을 연구해 왔다. 이를 통해 논문 수천만건에서 찾아낸 문장에서 신뢰도가 높은 부분을 추출할 수 있는 능력을 학습시켰다.

또 인과관계에 따른 논리적인 사고 시스템을 도입해 새로운 결론 또는 가능성을 제시할 수 있는 수준으로까지 프로그램을 다듬었다.

영국의 컴퓨터월드는 “이런 작업을 거쳐 탄생한 CRAB는 논문의 진실성을 검증해 연구자가 자신의 분야에서 꼭 알아야 할 지식과 바람직한 실험 방향까지 내놓을 수 있다.”고 평가했다.

코헤넌 교수는 울라 스타이너스 스웨덴 카롤린스카 의대 교수팀과 함께 CRAB의 성능을 테스트하기 위해 의학 중 가장 활발한 연구가 펼쳐지는 ‘암 연구’ 분야를 선택했다. CRAB는 암과 관련된 화학물질을 다룬 논문을 검색하고 선택해 어떤 화학물질이 암 발병에 더 많은 영향을 미치는지를 찾아냈다.

특히 CRAB는 새로운 화학물질이 매년 수천개 이상씩 만들어지고 있는 상황에서 기존 실험 데이터가 없는 화학물질에 대해 암 발병과 관련될 수 있는 가능성을 제시하는 데도 성공했다. 또 CRAB는 합성을 할 경우 전혀 새로운 성질을 갖게 되는 화학물질들의 모습을 예측해 실험의 우선순위와 실험 방법도 내놓았다.

●인터넷 활용 누구나 이용 가능

CRAB가 주목받는 것은 수천년간 과학자들이 독점해 온 영역에 컴퓨터가 개입할 여지가 생겼기 때문이다. 지금까지 과학자들의 연구는 경험과 지식을 통해 과학적 사실에 대한 가설을 세우고 실험을 통해 그것을 입증하는 형태로 이뤄져 왔다. 기계나 컴퓨터가 등장한 이후에도 실험 결과를 논리적으로 분석하고 가설을 세우는 것은 순수하게 과학자들의 몫이었다.

그러나 CRAB는 컴퓨터가 인간이 입력한 정보만을 분석하는 데 그치지 않고 스스로 새로운 가설을 제시하는 단계에 이르렀다는 점을 보여준다. 현재는 생명공학, 특히 암 분야에 국한돼 최적화돼 있지만 검색과 프로그램의 방향을 바꾸기만 하면 다른 과학 분야, 궁극적으로는 경제나 사회과학 분야에도 활용될 수 있다는 것이 전문가들의 분석이다. 일간 텔레그래프는 “CRAB는 인터넷 검색창을 통해 이용할 수 있도록 설계됐기 때문에 누구나 접근할 수 있다.”면서 “이는 CRAB의 확장성이 무궁무진할 수 있다는 것”이라고 전했다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr