궁금한 인간,
너는 무슨 생각으로 사니? [1]
인간의 뇌, 마음 그리고 인공지능 [1] 이미테이션 게임
인간에 대한 궁금증, 과연 인간은 무슨 생각으로 사는가? 궁금한 인간에 대해 고민한 단상들을 정리해 보았다. 학문적으로는 사회인지학, 진화심리학, 행동경제학과 관련 있지만 관심있는 큰 틀은 하나다.
이런 기재(본성)로 이뤄진 인간의 미래 조망이다.
인간의 마음은 뇌 작용
인간의 두뇌가 데이터를 분석하고 처리하는 데 있어 현존하는 어떤 컴퓨팅(computing) 체계보다 우수한 효율성을 가지고 있다는 것은 주지의 사실이다. 인간의 마음(Mind)을 그림 1처럼 정보처리 체계(information processing approach)라는 것에 동의하면, 눈에 보이지 않는 인지(Cognition)도 컴퓨터의 메타포(Metaphor)처럼 처리 가능하며 각각의 단계가 내용(표상)과 처리 조작(계산)으로 정리할 수 있다. [1]
가장 단순하게 도식화한 초기모델이지만 인간을 이해하는데 도움이 된다.인간의 마음에 대한 초기 연구는 뉴런을 성질을 이용하는 네트워크 연구단계를 넘어 현재는 인간의 뇌를 모방한 인공신경망과 딥 러닝 기술을 [2] 활용한 인공지능 형태로 발전해 왔다.
최근의 마음 이론은 [3] 뇌 기제에 관한 연구중심 이론이다.
마음은 신념, 의도, 바람, 이해 등과 같은 정신적 상태가 자신 또는 상대방의 행동에 영향을 미친다는 것을 이해하는 능력이다. 마음 이론이 잘 발달되어 있는 사람은 타인의 마음 상태를 인지하고 이해하는 공감 능력이 우수한 반면, 마음 이론에 결함이 있는 사람은 타인의 입장을 이해하기보다는 자신의 시각에서 상황을 이해함으로써 호혜적인 상호 작용을 하는데 어려움을 보인다.
이것을 기계 대상으로 적용한 것이 바로 튜링 테스트이다. 실제로 튜링 테스트 역시 '인간적인 면'을 중점적으로 보고 있기에 본질은 같다. 1960년대 앨런 튜링은 튜링 테스트라는 것을 고안했다 [4].
(우리가 아는 영화 <이미테이션 게임>의 실제 주인공이다. 인공지능의 아버지라고도 볼 수있다.)
이 튜링 테스트는 인공지능이 실제 인간처럼 행동하는지 평가한다. 즉 얼마나 인간에 대한 모방(이미테이션)
을 잘하는지에 관한 테스트이다.
인간의 미러시스템을 인공지능에 적용하는 것이 핵심.
인간의 뇌에는 모방 시스템을 자체 내재화하고 있다.
뇌가 직접 실행을 하지 않고도 다른 사람의 동작을 재현하는 전문적인 회로를 가지고 있다는 것을 뇌영상과 뇌파연구를 통해 확인되었다. 어떤 생각과 동작을 할 수 있으려면 그에 맞는 뇌의 구조가 필요하고 그 구조가 바로 하드웨어이자 소프트웨어가 된다. 대뇌의 다른 부분과 함께 협력해서, 단지 보는 것만으로 다른 사람의 동작을 머릿속에서 재현하고 의도를 추측해내는 인간의 이러한 회로를 미러 뉴런 시스템 Mirror Neuron System이라고 부른다. ‘학습의 동물’ 인간은 최고급 사양의 미러 뉴런이란 부품 덕분에 지구 상에 지금까지 생존해 왔다고 할 수 있다. 미러 뉴런의 또 다른 기능은 다른 사람의 의도를 짐작하는 것이다. 인간은 어떤 상황에서 한 동작을 보면 대충 다음에 어떤 동작이 이어질지 알 수 있다. 더 나아가서 다른 사람의 사소한 동작과 표정, 소리를 듣고도 무엇을 하려고 하는지, 어떤 기분인지 파악할 수 있다.
만약 미러 뉴런이 없었다면 인간이 지금과 같은 사회와 문화를 만드는 것이 가능했을까?
환경 및 타인과 상호작용을 통해 인간의 뇌는 발달해 온 것이다.
인간의 뇌는 환경에 생존하기 위해 지속적 진화
그동안의 전통적 정보처리 패러다임의 인지주의는 입력 자극과 그에 대한 출력 반응 사이에 게재하는 마음을 하나의 능동적 처리 상자로 보고, 이 상자 내에서 이루어지는 계산과정, 즉 정보처리 과정들을 추정하여 마음을 설명하려 한 것이다. 그런데 이 상자 내에서 이루어질 수 있는 계산적 연결의 유형 집합은 거의 무한하다. 만일 인지심리학이 신경과학적 연구에 바탕을 두지 않고 이 계산적 연결 과정을 이론화한다면, 추론된 처리과정이 틀릴 가능성이 확률적으로 상당히 크다. 반면 신경과학적 자료에 근거하여, 즉 뇌의 구조적, 기능적 특성에 근거하여, 이들이 제시하는 제약 범위 내에서 내적 과정을 추론, 모델링한다면 그 추론 집합의 범위는 상당히 줄어들어 보다 타당한 추론이 될 가능성이 커진다.
지능의 생성 과정과 그 본질을 좀 더 이해하기 위해서 먼저 뇌의 속성을 들여다보자. 뇌는 왜 존재하는가? 뇌의 핵심 기능은 무엇인가? 생물학적으로 모든 개체는 생존과 번식을 추구하며 뇌는 이를 위해서 신체를 조절하는 것이 가장 기본적인 핵심 기능이다. 즉 뇌는 개체가 환경에 적응하고 살아남기 위해서 지각, 행동하는 데 있어서 중추적인 역할을 수행한다. 뇌가 풀고자 하는 문제는 무엇인가? 환경에서 살아남고 번식을 하기 위해서는 물체를 알아보고, 상대를 인식하며, 적을 피하고, 먹이를 포획하고, 짝짓기 상대를 찾아야 한다. 이러한 목적으로 많은 고등 동물에서는 시각, 청각, 기억, 선택적 집중 등과 같은 인지기능이 발달하였고 인간에게는 여기에 언어, 사고와 같은 고등 인지 기능이 추가되었다. (계속)
[1] 데이비드 마(David Marr)는 인간의 마음을 포함한 정보처리 시스템이 작동하는 방식은 아래와 같은 세 가지가 동시에 갖춰져야 비로소 온전히 설명할 수 있다는 관점이다.
· 전산/계산 단계 (Computational level): 이 시스템의 대략적인 목표, 목적 그 자체 (예; 체스에서
이긴다). 무엇이 문제인가?
· 논리/표상과 알고리즘 단계 (Algorithmic/representational level): 목표를 위해 시스템이 정보를 표상하고 조작하는 방식. 어떤 전략을 사용하는가
· 실현/물리적 구현 단계 (Physical/implementational level) : 시스템이 표상과 알고리즘을 구현하는 방 식 (예; CPU, 뉴런 등). 전체적 구현 방식 틀
[2] 인공지능 기술은 기계 지능과 컴퓨터지능 용어를 사용하면서 알려지게 됐으며, 기계(컴퓨터)를 이용한 학습인 ‘머신 러닝(Machine learning)’과 여러 비선형 변환 기법을 조합해 보상을 반영한 비지도 학습을 통한 데이터의 인공신경망 최적화 알고리즘의 집합인 ‘딥 러닝(Deep learning)’을 통해 인간의 사고방식을 기계(컴퓨터)에게 가르치는 지능형 로봇의 형태로 발전되고 있다.
[3] 마음이론은 (Theory of Mind; ToM) 타인의 사고와 감정 또는 행동과 그 이유를 추론하기 위해 특정 정신 기관이 존재한다고 가장하는 이론이다. 즉, 누군가에게 공감하거나 감정 이입하는 과정이 이러한 정신적인 기관에 통해서 이루어진다고 가정하는 이론이다. 선천적인 베이스와 후천적인 경험 모두에 의해서 발달한다고 일컬어진다.
[4] 튜링 테스트는 기계가 인간과 얼마나 비슷하게 대화할 수 있는지 여부를 따져 기계에 지능이 있는지 판별하는 테스트를 말한다. 사람과 컴퓨터 양쪽에 타이포 그래프를 이용해 문자를 입력해 질문을 한 다음 어떤 응답이 컴퓨터인지 판정하는 식으로 진행한다.
