인공지능(AI : Artificial Intelligence)의 탄생

인터넷에 인공지능의 역사에 대해 검색하면 대부분 1956년 다트머스 회의에서 인공지능이라는 단어가 만들어졌다는 것부터 시작을 하는데 조금 더 거슬러 올라가 보고자 한다.

 

19세기 말까지만 하더라도 생물학자들이 신경 구조를 연구하는 방법은 현미경을 관찰하는 것 뿐이었다. 현미경으로 뇌를 관찰해도 식별이 가능한 것은 회백질과 백색질 밖에 없는데 이탈리아의 해부학자이자 병리학자인 카밀라 골지(Camillo Golgi)는 1873년 중크롬산칼륨을 가하여 굳어진 신경조직에 묽은 질산은 용액이 스며들게 하여 크롬산은으로 어둡게 염색된 신경 세포를 선명하게 볼 수 있는 방법(골지 염색법)을 개발해 모든 신경 세포가 하나의 거대한 그물과 같은 구조로 되어 있다는 그물망 이론을 주장하였다.

1887년 스페인 신경과학자이자 병리학자인 산티아고 라몬 이 카할(Santiago Ramón y Cajal)은 카밀로 골지의 염색법을 접하고 쥐 뇌의 모든 부위를 염색해 절편을 관찰하여 신경 세포를 그림으로 그렸다. 골지의 주장과 달리 각각의 신경 세포가 서로 떨어져 있다고 주장(뉴런 이론)했고 신경 세포가 어떤 네트워크망을 이루느냐에 따라 시신경 세포들이 되기도하고 기억 세포들이 되기도 한다는 것이다. 즉 레고블록이 세포라면 어떻게 블록을 쌓느냐에 따라 비행기가 될 수도 성이 될 수도 있다는 것이다.

 

1943년 인공신경망에 관해 가장 잘 알려진 논문(A logical calculus of ideas immanent in nervous activity:신경 활동에 있어서 관념의 논리적 미적분)이 워렌 맥클록(Warren McCulloch)과 월터 피츠(Walter Pitts)에 의해 발표된다. 뉴런(신경 세포)이 서로 시냅스(두 신경 세포 사이의 신호를 전달하는 연결 부위)에 의해 연결되어 다른 뉴런으로부터 자극을 받으면 'on/off'처럼 이진법으로 작용을 한다는 모델을 제안하였다. 즉, 인간의 사고 과정을 신경망의 작동을 통해 이론적으로 증명한 것이다. 이것이 최초의 뉴런 인공신경망 모델이다. 정확한 인간 두뇌 활동의 모델링은 아니지만 큰 기여를 하였다.

 

이러한 신경망의 연구는 계속되어 1949년 캐나다의 심리학자인 도널드 올딩 헵(Donald Olding Hebb)은 <The Organization of Behavior>라는 책을 통해 '기억은 신경 세포의 시냅스에 저장되며 신경 세포 A가 신경 세포 B의 활성화에 자주 관여하여 신경 세포에 어떤 변화를 발생시키면 신경 세포 A와 B의 연결강도가 강화된다'는 가설을 제시하였다. 즉, 뉴런 사이의 연결 강도에 따라 기억의 세기가 조절된다는 것이다. '헵의 시냅스'라 불리는 이러한 헵의 학습규칙은 추후에 개발될 다른 신경망 모델에 직간접적으로 기초가 된다. 

여담으로 서울대학교 강봉균 교수팀에서 신경 세포가 아닌 시냅스 수준에서 기억이 저장된다는 것을 세계 최초로 규명했다. 실험을 통해 기억저장 세포들의 수상돌기가시의 밀도와 크기가 증가한다는 것이 관찰되었다. 좀 더 정확히 말하면 수상돌기가시의 기억저장 시냅스들의 밀도와 크기가 강화되었다는 것이다. 이것으로 헵의 이론을 더 정확하게 증명했다.

 

1950년 영국의 수학자 앨런 튜링(Allan Turing)은 철학 학술지 'Mind'에 'Computing Machinery and Intelligence'라는 논문을 게재하고 논문의 첫 챕터에 'The Imitation Game(모방 게임)'이란 제목으로 '기계는 생각할 수 있을까?'라는 질문을 던지며 미래에 기계가 지능을 가지게 된다면 그것을 증명할 수 있는 방법을 제안한다. 'Turing Test'로 더 유명한 'The Imitation Game'은 남자 A와 여자 B 그리고 질문자 C가 있다고 했을 때 A는 거짓말을 하는 역할(여자라고 대답), B는 진실을 말하는 역할(자신이 여자라고 대답) 그리고 이 A와 B가 안보이는 곳에서 C는 질문을 한다. 이 때 A역할을 기계가 대신했을 때 모방게임을 만족스럽게 할 수 있을것인가이다. 그리고 앨런 튜링은 그 방법으로 기계가 할 수 있는 최선의 전략은 인간이 자연스럽게 대답할 수 있는 내용을 모방하는 것이라고 생각한다는 것이다. 여기서 인공지능이라는 단어를 쓰지는 않았지만 인공지능에 대한 판별 기준을 설명하고 있는 것이다.

 

1956년 미국 다트머스대 교수로 재직하고 있던 존 맥카시(John McCarthy)는 마빈 민스키(Marvin Miinsky), 클라우드 섀넌(claude Shannon), 나다니엘 로체스터(Nathaniel Rochester)와 공동으로 'Dartmouth Conference'를 개최해 다트머스대에서 두 달동안 10명의 과학자를 초청해 인공지능을 연구한다. 여기서 'AI'라는 용어를 처음 명명, 튜링의 '생각하는 기계'의 개념을 '기계를 인간 행동의 지식에서와 같이 행동하게 만드는 것'이라고 정의하고 논리와 형식을 갖춘 시스템으로 이행시키는 방안을 논의했다.