인공지능은 감정을 가지고 있는가?
#인공감성 #알고리즘 구조 #소피아 #감성컴퓨팅
인공지능은 감정을 가지고 있으며 스스로 학습할 수 있는가?
초기 인공 지능은 잘 만들어진 규칙을 컴퓨터로 구현하여 마치 기계가 인간보다 뛰어난 지능을 가진 착각을 갖도록 하였다. 점차 지능을 가진 기계라면 사람처럼 생각하고 행동해야 하지 않을까? 라는 질문의 답을 찾기 위해 과학자들은 부단히 노력하였다. 결국, 인간처럼 느끼고 인간과 상호 작용할 수 있는 인공 감성을 연구하고 발전시켰다. 인공 감성은 사물인터넷을 통해 수집되는 빅데이터가 클라우드 환경으로 업데이트되며 정확도가 향상되고 있다. 인공 지능 기술인 딥러닝과 결합하여 빅데이터 처리 기능을 탑재한 감성 로봇이 속속 등장하고 있다.
#인공 지능에서 인공 감성으로 발전하고 있다.
지능은 지식만을 잘 기억하고 전달하는 능력만 이야기하는 것이 아니다. 인간에게는 다중 지능처럼 다양한 지능이 존재하고 지능의 표출은 감정을 동반한다. 감정을 나타내는 말은 감성, 정서, 마음, 기분, 느낌 등 다양하다. 감정도 지능의 한 부분이라면 학습이 가능한 것인가? 감정은 인간의 본능과 연결된다. 자신의 신체를 보호하려는 욕구에서 불쾌감이나 미움과 같은 감정이 나온다. 자신의 종족을 유지하려는 본능에서 사랑과 헌신이라는 감정이 나온다. 감정을 과연 인공 지능에게 학습시킬 수 있을까?
#알고리즘 구조
컴퓨터의 알고리즘 구조는 크게 3가지로 나눈다. 명령어를 하나씩 순서대로 처리하는 순차 구조와 둘 이상의 조건에서 하나를 선택해야 하는 선택 구조, 반복적인 계산을 빠르게 처리하기 위한 반복 구조이다. 이 구조를 바탕으로 연산을 빠르게 하다 보니 마치 컴퓨터가 동시에 여러 가지 일을 하는 것처럼 느껴지는 것이다. 이 구조가 고도화된 알고리즘이 전문가 시스템이다. 전문가 시스템은 지금까지 어떤 한 분야에 특화된 프로그램으로 활용되었다.
알고리즘의 기본 구조딥러닝 기술이 나오면서 인간만이 할 수 있었던 영상 데이터의 특징을 추출하고 분류하는 작업이 가능해졌다. 전문가 시스템이 인간이 일일이 영상 데이터를 보고 분류를 해주는 작업이었다면, 딥러닝은 기계가 스스로 많은 양의 데이터를 보고 학습하여 새로운 영상 데이터가 들어왔을 때 자동으로 분류하는 기술이다. 표정 이미지로 감정을 분류하고 음성 데이터로 음색을 구별한다. 문맥의 의미를 파악하여 반응할 수 있게 되었다.
#휴머노이드 로봇 ‘소피아’
소피아Sophia는 인공지능 알고리즘과 로봇기술을 결합해 제작한 인간형 휴머노이드 로봇이다. 홍콩에 본사를 둔 핸슨 로보틱스Hanson Robotics가 개발하였다. 인간의 피부와 비슷한 나노기술 소재를 활용해 만든 프러버frubber를 통해 인간과 흡사하게 만들었다. 얼굴은 배우 오드리 햅번을 모델로 제작됐으며 60여 가지 감정을 표현한다. 2018년 한국에 방문한 소피아는 더불어민주당 박영선 의원과 대담을 나누었다. “불이 난 곳에 노인과 아이가 있다면 누구를 먼저 구할 것인가”라는 질문에 “사람에게 엄마와 아빠 중 누가 더 좋냐고 묻는 것만큼 어려운 질문이다”라고 수준 높은 답변을 했다. 로봇이 감정을 갖게 되면 인간과 기계와의 상호 작용을 가능하게 한다. 휴머노이드 로봇은 동반자로 함께 생활하며 곁에서 인간을 돕는다.
#감성 컴퓨팅 기술이 발전하고 있다.
인공지능 기술의 발달은 인간처럼 생각하고 학습하며 느낄 수 있는 로봇을 만들자는데 이르렀다. 이는 로봇의 모습을 인간의 모습과 유사한 휴머노이드Humanoid로봇으로 변화시켰다. 거기에 인간이 느끼는 희노애락喜怒哀樂의 감정까지 표현할 수 있다. 인공지능은 똑똑한 기계에서 지능형 감성 로봇Emotional Robot으로의 진화하고 있다.
감성 인식 로봇의 시작은 1966년 미국 MIT 컴퓨터공학자인 요셉 바이첸바움Joseph Weizenbaum이 만든 인공지능 채팅 프로그램 일라이자ELIZA이다. 일라이자는 컴퓨터라는 사실을 숨기고 사람들과 심리상담 채팅을 하였다. 사람들은 어떠한 거부감도 느끼지 못했으며 인간보다 더 심리적인 안정감을 느꼈다고 한다. 일라이자 알고리즘은 상대의 대화에 공감해주며 대화를 이끌어내는 단순한 알고리즘을 사용했다. 사람들은 일라이자가 사실 채팅 프로그램이라고 알려주어도 잘 믿지 않았으며 “일라이자가 인격이 있는 것 같다”고 말했다. 이를 인공 지능에서 일라이자 효과ELIZA Effect라고 한다. 다음은 잘 알려진 일라이자 알고리즘이다.
로봇에게 인간과 같은 감정을 느끼게 하려면, 감성 인식, 감성 알고리즘, 감정 표현으로 구현된다. 감성 인식은 사람과 주변 상황을 인식한다. 감성 알고리즘은 로봇이 느낀 감성을 알고리즘으로 생성한다. 감정 표현은 느낀 감정을 자연스럽게 행동하도록 한다. 감성 인식은 주로 카메라를 통해 사람의 표정을 촬영하는 것이 일반적이다. 2016년 애플은 얼굴인식을 통해 사람의 표정을 읽는 기술을 가진 실리콘밸리 스타트업 이모션트Emotient를 인수했다. 이 기술은 얼굴 표정을 통해 사람이 어떤 감정 종류를 가졌는지, 감정의 강도가 어느 정도 인지, 그리고 미세표정까지도 읽을 수 있다.
http://besuccess.com/news/emotient/
감성 지능의 발전은 하드웨어의 발전과 소프트웨어의 발전 모두를 필요로 한다. 사물인터넷Internet of things과 빅데이터Big data를 통해 수많은 데이터를 수집하고, 인공지능 기술로 다양한 감성을 학습한다. 인간과 로봇의 상호작용 기술인 HRIHuman-Robot Interaction기술을 통해 생각만으로 로봇이 움직이는 시대가 오고 있다.
#감성을 가진 인공지능 로봇
SF영화는 오래전부터 감성을 가진 인공지능 로봇을 주제로 다뤄왔다. 2001 스페이스 오디세이1968를 시작으로 터미네이터1984, A.I2001, I.Robot2004, 빅 히어로2014, 채피2015에 이르기까지 인간과 마음을 나누고 인간을 돕는 로봇 영화는 계속되었다. 영화처럼 감성 로봇 연구는 계속해서 진행되어 상품으로 제작되었다.
아이보AIBO는 AI인공지능와 BO로봇의 합성어이다. 1999년 소니에서 감성 지능형 완구 로봇으로 발표하였다. 아이보는 애완동물로 제작되었고 6개의 감정(기쁨, 슬픔, 성냄, 놀람, 공포, 혐오)과 4개의 본능(성애욕, 탐색욕, 운동욕, 충전욕)을 가진다. 소니의 구조조정으로 생산과 판매가 2006년 중단되었고, 2014년부터는 A/S마저 중단됐다. 2015년 일본에서는 망가진 아이보의 합동 장례식이 열렸다. 수명이 다한 아이보는 합동 장례식 이후 다른 아이보의 교체용 부품으로 재탄생되었다. 그동안 아이보는 외로운 노인의 말벗이 되어주는 가족이었다.
키스멧Kismet은 터키어의 ‘행운’을 뜻하는 말이다. 1999년 미국 매사추세츠 공과대학MIT의 인공지능 연구실에서 인간과 로봇의 상호 작용을 연구하기 위해 개발하였다. 키스멧은 함께하는 사람의 표정과 움직임을 학습한다. 말과 행동에 따라하도록 프로그래밍 된 감성 지능형 로봇이다. 인간이 키스멧에게 어떤 행동을 하면, 키스멧은 반응하고 키스멧의 반응을 보고 인간이 반응한다. 이렇게 반복하면서 키스멧은 인간의 감정을 학습한다. 키스멧은 안구에 있는 CCD전하결합소자카메라와 소형 무선 마이크로 주위의 상황을 인식한다. 눈썹, 눈꺼풀, 안구, 입술, 귀를 갖고 있어 희로애락喜怒哀樂의 표정을 표현한다.
소프트뱅크의 로봇 페퍼Pepper는 2015년 6월 출시한 가정용 로봇이다. 가사 서비스보다 가족들의 표정을 읽어 감정을 인식하여 기분을 케어하는 용도가 우선이다. 페퍼는 일본어, 영어, 프랑스, 스페인어로 대화가 가능한 클라우드 기반 스마트 로봇이다. 페퍼를 가정에 저렴하게 보급하여 클라우드로 빅데이터를 구축하여 학습 성능을 높인다. 페퍼의 음성인식은 아주 매끄럽지는 않지만 충분히 대화가 가능한 수준이다. 소니의 아이보처럼 반려동물로서 가족과 유대관계를 형성하는 또 하나의 가족이다. 페퍼는 그 용도가 매장 및 관광 안내, 노인 돌봄 서비스 및 의료서비스, 교육 서비스로 점차 확대되고 있다.
디즈니 애니메이션 빅 히어로의 ‘베이멕스’는 비명 소리에 반응한다. 사용자의 통증을 파악하여 의료용 스프레이로 상처를 치료해준다. 체온을 감지하고 손바닥에는 제세동기가 있어 응급 조치를 할 수 있다. 신체를 스캔하여 생체 정보 및 감정까지도 읽어내 주인공에게 ‘사춘기’라는 진단을 내린다. 베이멕스는 풍성하고 따뜻한 마음을 지닌 힐링 로봇이다. 그래서 몸도 푹신한 에어 쿠션으로 제작되었다.
영화에서만 나왔던 감성 로봇이 우리 주면 가까이 다가왔다. 소프트뱅크의 페퍼Pepper는 노인과 대화하면서 약 복용시간을 알려주고 몸의 이상 징후도 감지한다. 아이보AIBO는 혼자 있는 사람들의 외로움을 달래주고 애완동물처럼 감정을 교류하며 웃음을 선사한다. 미래에는 ‘베이멕스’와 같은 힐링 로봇이 우리와 함께할 것이다. 인공 지능을 인공 감성으로 받아들일 수 있는 자세를 가진 사람이 인공지능 시대를 잘 활용할 수 있는 사람이 될 것이다.
