지각: 외부의 상태정보를 보는 능력

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게시물ID : phil_10028

작성자 : aiidyn

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등록시간 : 2014/10/22 18:52:57

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지각: 외부의 상태정보를 보는 능력

2장. 지각: 외부의 상태정보를 보는 능력

지각과 진짜 인공지능 장치

1장에서 다룬 주제가 물질로부터 발생한 생명체의 본질적인 특성에 대한 것이었다면, 이번 2장에서는 물질들로부터 발생되는 신호들을 정보화 하는 능력인, 생각이나 지능에 관한 내용을 다룬다. 사실 1장의 생명체에게는 DNA라는 자기형태의 규칙정보가 있기는 하지만, 이 정보는 단지 가지고만 있는 것일뿐 생명체가 직접 받아들여서 처리하고 변형하는 성질의 것은 아니다. 그리고 본 장에서는 외부의 다양한 신호를 직접 받아들이고 처리할 수 있는 능력에 대한 것이며, 그 능력을 통칭하여 ‘지각’이라고 표현하였다.

지금까지의 인간의 능력으로 판단하건데 인공적으로 진정한 생명체를 만들 수 있을지는 기술적으로도 그렇지만 논리적으로도 대단히 미지수이다. 왜냐하면 진정한 생명체라면 그것은 보존(생존)존속(번식)이라는, 숙명적이기는 하지만 ‘스스로의 목적, 스스로를 위한 목적’을 가진 존재로 간주할 수 있다. 즉, 생명체는 다른 존재를 위한 것이 아닌 스스로만을 위한 존재인 것이다. 그리고 어떤 존재가 자신의 이로움과는 전혀 무관한 이런 스스로만을 위하는 목적체를 창조하려고 노력 한다는 것에는 어떤 모순점이 있어보인다. 이런 인공생명체와는 달리 그러나, 인간이 생각하는 방식을 그대로 재현할 수 있는 ‘진짜’ 인공지능 장치의 경우는 어쩌면 만들어 낼 수도 있을 것으로 생각한다. 여기서, 인공지능 앞에 ‘진짜’를 강조한 것은 지금 말하고자 하는 인공지능이 지금까지 흔히 시도되어 왔었던, 인간처럼 행동하게끔 하는 인공지능인, ‘가짜’ 인공지능과는 다르기 때문이다. 지능을 단지 보여지는 형태로 이해하고 인공지능장치를 만드는 것은 그냥 지능의 껍데기를 흉내내는 것일 뿐이고, 이런 시도로 만드는 인공지능장치는 절대로 ‘진짜’ 인공지능장치에는 도달할수 없다. 진짜 인공지능장치를 만들기 위해서는 지능에 대한 본질적인 접근이 필요하고, 그러기 위해서는 지능의 본질적인 이해부터 선행되어야 한다. 그것은 마치, 차를 만들었는데 아무리 허술해도 그것에 차의 본질이라 할수 있는 엔진과 바퀴가 있으면 ‘진짜’차라고 할수 있지만, 아무리 이쁘게 꾸미고 멋진 외관을 가지고 있어도 그것에 엔진과 바퀴가 없으면, 그래서 앞으로 나아가지 못한다면, 그것은 결국 ‘진짜’차가 아니고 ‘가짜’차 또는 차모형에 지나지 안는것과 마찬가지다. 그리고 이런 ‘진짜’인공지능 장치의 형태는 ‘생각하는 뇌 생각하는 기계-제프 호킨스’ 라는 대단히 혁신적인 책에서 설득력 있게 설명되고 있는데, 본 장에서 말할 내용은 소개한 책 중에서 그것과 관련된 내용을 주축으로 한다.

지각1: 외부의 상태정보, 신호들을 받아들이고 처리할 수 있는 능력

인공지능 장치: 인간의 지능이 작용하는 원리의 형태를 모방한 장치

패턴과 정보

패턴이 중요하다. 모든 정보는 패턴에서 나온다. 패턴이 없으면 정보도 없고 지능도 없고 생각도 없다. 패턴이 있는 신호에는 규칙이 있으며, 규칙은 반복되는 성질을 통해 형성이 되고, 반복되는 것은 예측이 가능하다. 즉, 패턴의 본질은 반복되는 성질이며, 패턴의 본질은 (신호에서의) 반복되는 속성으로 정의될수 있다. 에컨데, 직선이나 원은 그 자체가 가지는 미시적으로 반복되는 성질로 패턴을 형성하며, 무작위 신호라도 그것이 단위형태로 반복이 된다면 그것역시 패턴을 형성한다. 또한, 무작위의 신호이고, 단위형태로도 반복되지 안더라도, 그것이 시간적으로 반복되어 나타난다면 그것역시 패턴을 형성한다. 그리고 이 반복되는 신호인 패턴은 필연적으로 모르는 관련된 신호에 대한 예측을 가능하게 한다. 신호(또는 자료)에서 어떤 패턴을 찾으려고 한다는 것은, 신호(또는 자료)에서의 반복되는 성질의 관찰을 통해 신호에서의 모르는 부분에 대한 예측가능한 성분이 있는지 없는지를 확인하여 그 내용을 파악한다는 의미이다.

신호: 물질활동에 대한 측정 관찰치

일관성: 바뀜이나 변함이 없는 성질

무작위성: 일관된 비일관성

패턴: 신호에서의 일관되게 반복되는 성질

자료: 정보화를 위해 기록된 신호

정보: (신호로부터 도출되는) 가치있는 내용

가치: 자신의 목적달성을 위해 대상과의 관계에 의해 지니게 되는 중요성

기억예측모델

뇌는 인간이 가지고 있는 감각기관을 통해서 들어오는 신호를 받아서 처리한 후 운동기관에 운동신호를 보내어 움직임을 유발한다. 지능은 이런 들어온 신호를 받아서 처리하여 운동기관으로 보내는 과정에서 발생한다. 그리고 이런 지능의 본질적인 작용을 설명한 ‘생각하는 뇌 생각하는 기계’라는 책은 뇌의 작용을 패턴을 처리하는 관점에서 해석한 ‘기억예측모델’을 제안하였다. 그 ‘기억예측모델’의 내용을 요약하면 다음과 같다.

1. 세상에는 혼돈과 함께 일말의 규칙이 있고 인공지능 장치 뇌는 절대안정적인 정보를 최대한 다양하고 충만하게 수집하는 것을 목적으로 한다.

2. 뇌에서의 신경세포는 그 목적과 관련된 외부자극에 ‘반응작용’(주의)을 하려고 항상 대기하고 있다.

3. 신경세포는 시냅스 강화를 통해 반복되는 반응자극을 시간서열 불변형태의 패턴으로 기억한다.

4. 저장된 기억은 항상 인출의 기회를 기다리며 준비하고 대기하고 있다.

5. 저장된 기억은 그것의 패턴과 유사관련이 있다고 이해되는 현재의 외부자극에 의해 인출된다.

6. 저장된 기억의 사슬이 자동 순차적(자극입력 속도를 앞질러)으로 인출되면서 생각이 일어나고, 신경세포는 곧바로 올 외부자극에 대해서 매 순간 예측을 통한 유추결과로 준비상태가 된다.

7. 예측에 따른 준비상태와 실제의 외부자극이 결합하면서 지각(유사) 또는 주의(상이)가 일어난다.

8. 지각에 의해 관련된 기억의 시냅스는 강화되고 불변형태성은 안정화 된다.

9. 주의에 의해 관련된 기억은 교정되거나 새로 생성되고, 자극에 대한 우선 예측 대상 순위가 바뀌고, 동시에 미래에 대한 현재의 예측은 수정된다.

그리고 이 기억예측모델에서 재해석 되는 각종 마음관련 용어들을 정리하면 다음과 같다.

기억: 뇌에 반복되는 외부 및 내부신호에 대한 반응으로 형성된 순차적 강화 시냅스망 정보

학습: 경험을 통해 자극에 대해서 새로 분류하고 새로운 시냅스 서열(기억)을 형성하는 것

예측: 기억이 순차적으로 인출되면서 뒤따를 외부자극에 대한 반응 준비작용, 현상에 대한일관성 인식에서 오는 미래 현상에 대한 생각

이해: 인출을 기다리던 기억과 현재의 외부자극의 패턴이 일치할 때의 반응작용

지각: 예측에 따른 준비상태와 실제의 외부자극이 일치 결합하였을 때의 반응작용

주의: 예측에 따른 준비상태와 실제의 외부자극이 불일치 결합하였을 때의 반응작용

지능: 기억이 인출되면서 발휘되는 다음 외부자극신호를 예측하는 능력

창의: 보편적이지만 (어떤 이유에서)지각되기 힘든 패턴에 대한 이해 또는 도출

뇌작용의 본질

뇌를 기능적으로 해석한다면 뇌는 결국 패턴인식을 통한 예측기이다. 인공지능장치의 본질적인 기능은 외부 자극에서 패턴을 인식하여, 모르는 사실을 아는 사실들로부터 예측하는 능력이 될 것이다. 아무리 많은 정보를 가지고 있어도 뇌가 정보들 간에 패턴을 인식하지 못한다면 그 정보는 쓸모가 없는 것이고, 뇌가 패턴에 대한 정보를 인식한다 하더라도 그 정보로부터 뇌가 다른 가치있는 정보를 예측을 하지 못해도 그 정보는 역시 쓸모가 없는 것이며 모르고 있는 것과 진배없다. (차라리 아예 모르고 있는 것이 더 나을지도 모르겠다. 아예 모르면 알려고나 하는데, 저렇게 어슬프게 알면 안다고 판단하여 더 이상 알려고 하지 않고, 그래서 영원히 모르게되니 말이다.) 그리고 뇌가 이런 작동을 하기 위해서는 기억과정을 거쳐야 한다. 말했듯이 패턴은 근본적으로 반복되는 신호이고, 뇌에서 반복되는 ‘반응작용’신호는 그것과 관련된 뇌신경의 시냅스를 자연스럽게 강화시켜 그것과 관련된 내용을 순차적으로 저장시킨다. 이것이 기억이다. 즉, 뇌에서 보았을때 기억은 뇌에 가해지는 반복되는 외부(혹은 내부) 신호의 주의에 의해 강화된 시냅스로부터 형성된 순차적 신경망 정보이다. 기억형성이 시냅스 강화로만 이뤄지고 시냅스를 강화하는 방법이 반복 자극신호뿐이라면, 뇌가 저장한 모든 기억은 결국 패턴뿐이다.

지능이니 주의니 학습이니 설명, 예측이니 하는 모든 뇌의 작용은 이런 패턴 인식을 통해 형성된 기억을 기반으로 작동한다. 패턴에 대한 기억은 외부감각자극 또는 내부자발자극에 대한 주의를 통해 자동적으로 불러 일으켜 진다. 패턴은 본질적으로 예측가능성질을 가지고 있기 때문에, 뇌에 저장된 모든 기억에는 예측가능성질이 있으며, 이런 기억이 불러 일으켜 지면서 자연스럽게 예측능력은 발휘된다. 예컨데, 반복되는 고양이 모양에 대한 시각자극을 통해 뇌신경에서 그것과 관련된 시냅스가 강화되어 고양이의 형태에 대한 정보를 기억하고 있다면, 이제 가려져 고양이의 일부만 보고도 고양이 전체의 형태를 불러일으켜 보이지 않는 부분의 형태에 대한 예측할수 있게 된다. 또한, 반복된 노래소리에 대한 청각자극을 통해 뇌신경에서 그것과 관련된 시냅스가 강화되어 노래에 대한 정보를 기억하고 있다면, 이제 노래의 일부만 듣고도 그 다음에 나올 음을 예측할수 있게 된다. 그리고 지능의 본질은 바로 이런 예측능력이다. 하다못해 그냥 책상위에 있는 컵을 드는 순간에도 우리는 그 컵의 무게라던지 재질을 지난 경험기억들로부터 파악하여 무게감이나 재질감을 예측하여 근육과 자세를 그에 맞게 준비한다. 넓은 의미에서의 지능은 기억이 그것과 관련된 외부자극에 의해 불러 일으켜지면서 자동적으로 발휘하는, 그 외부자극과 관련된 추가적인 자극신호나 다음에 올 자극신호를 ‘예측’하여 새로운 정보를 창출할수 있는 능력으로 정의될수 있다. 그리하여 진정 ‘아는정보’란 머리속에 잘 보관되고 있는 정보가 아니라 보편적인 상황에서도 활용할수 있는 정보이고, 그 정보로부터 기존의 정보나 새로운 정보를 재해석하여 어떤 새로운 직관이나 통찰할 수 있는 정보이라 할수 있다.

이렇듯 기능적인 관점에서 뇌는 정보 처리기관이며, 모든 생각은 결국 정보처리와 관련되어 있기 때문에 정보처리관점에서 뇌의 작용들을 분류해보면 다음과 같다.

1. 정보수집형

음악소리를 '듣고(수용)'있다.

실험 대상을 '관찰'하고 있다.

필요한 자료를 '탐색'하고 있다.

낮에 뭘 먹었는지를 '회상'하고 있다.

2. 정보처리형

실험 결과를 '분석'하고 있다.

어느것이 좋은지 '평가'하고 있다.

수식을 '이해'하려 하고 있다.

3. 정보도출형

실험 결과를 '설명'하려 하고 있다.

실험 결과를 '예측'하려 하고 있다.

4. 정보실행형

어떤 식으로 발표할지 '구상'하고 있다.

어느것을 선택할지 '결정'하려 하고 있다.

기억이 있는 곳에 생각이 있고, 기억이 있는 곳에 지능이 있고, 기억이 있는 곳에 지각이 있고, 기억이 있는 곳에 주의가 있고, 기억이 있는 곳에 이해가 있는 것이다. 이런 기억은 신피질 전체에 있다. 그래서 신피질에서는 특별히 생각하는 곳이 따로 없고, 특별히 지각하는 곳이 따로 없으며, 특별히 주의하는 곳이나, 특별히 이해하는 곳이나, 특별히 예측하는 곳이 따로 없다. 피질의 위치마다에서 그런 처리에 동원되는 정보의 종류나 형태나 수렴성 정도에서 차이가 있을지언정 이 모든 것은 신피질 전체에서 일어난다. 덧붙여 정리하면, 인공지능 뇌가 수행과정을 통해 이루는 것이 진실에 가까운 절대 안정적인 정보를 최대한 많이 소유하는 것이라면, 인공지능 뇌의 가장 본질적인 작용은 의문점을 해결하는 것이다. 그 의문점이 과거나 현재의 일어난 현상에 대한 것이라면 그것은 설명이 되고, 그 의문점이 미래에 일어날 현상에 대한 것이라면 그것은 예측이 된다. 뇌의 이런 설명과 예측 작용은 또한 절대 안정적인 정보를 위한 정보들을 축적시킨다.

결론적으로, '물질'에서 ('측정관찰'을 통해) '신호'가 나오고, 신호에서 (그것이 '반복'이 된다면) '패턴'이 나오고, 뇌에서 이런 패턴자극에 대한 '반응 작용'은 뇌에 '기억'을 형성하며, 저장된 기억은 ‘주의’에 의해서 불려지면서 미래상태에 대한 '예측'이나 현재상태에 대한 ‘설명’을 가능하게 하는 '지능'을 발휘하며, 그 예측 결과물은 특정 '목적'에 따른 '가치'판단을 통해 '정보'가 된다.

생각기계의 한계

뇌의 정보처리 작용을 모방한 인공지능장치는 세상의 객관적인 물질활동들을 각자의 받은 자극과 경험에 따라서 주관적인 생각으로 수용하여 자기만의 정보를 만들 수 있다. 그러나 이런 인공지능장치는 자체적인 목적을 가지고 있지 않은, 그냥 주어진 일을 하는 도구이고 기계에 불과한 것이기 때문에 자체적인 ‘의지’를 정의할 수 없다. 그리하여 이번 장에서 말한 인공지능장치는 정말 고등 동물처럼 정보를 처리할지언정, 하등동물도 가지고 있는 감정이라던가, 욕구 같은 것을 정의할 수 없다. 이 생각기계장치가 가지고 있는 것은 그냥 정보이지, 마음은 아닌 것이다. 마음 기계의 기본작용은 정보를 수집하고 처리하는 과정을 통해 축적된 내제된 정보들을 통해, 주변의 현상에 대해서 설명을 하고 예측을 하는 것이다. 이런 작용이 이뤄지면서 그 정보는 점점 절대안정상태로 간다. 다만, 어떤 스스로의 특정 목표가 없는 기계에게는 지능이나 정보가 있을지언정 감정이나 의지가 없으며, 진정한 마음도 없다. 생각기계는 하고자 하는 존재가 아닌 그냥 하는 존재일 뿐인 것이다.

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[1] 2014/10/22 21:44:59 220.118.***.249 Bede 565113

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