[AI 이야기] 인공지능의 결정적 인물들 (2)딥러닝의 시초, 월터 피츠

11:30 am

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November 5, 2021

시리즈의 두 번째 순서로 인간의 뇌를 모델링하는 연구로 딥러닝의 기원을 열은 월터 피츠에 관해 알아봅니다. 혹시 아직 시리즈의 지난 컨텐츠를 보지 않으셨다면 먼저 확인해보시는 것을 추천드립니다.

[AI 이야기] 인공지능의 결정적 인물들 (1)앨런 튜링

월터 피츠(Walter HarryPitts, Jr. 1923.04.23~1969.05.14)는 인간 뉴런의 작동 원리를 최초로 수학적으로 모델링하는 중요한 업적을 남겼습니다. 인공신경망, 기계학습, 나아가 딥러닝 연구의 기원을 연 개척자라고 할 수 있죠. 지금부터 초기 인공지능의 역사에서 중요한 역할을 한 그의 삶과 연구에 관해 살펴보도록 하겠습니다.

 

빈곤한 거리의 천재 소년

월터 피츠의 삶이 연상되는 영화 <굿 윌 헌팅>, 출처

월터 피츠는 미국 디트로이트시의 가난한 가정에서 태어났습니다. 게다가 아버지에게 학대당하고, 동네 아이들에게도 괴롭힘 당하는 왜소한 소년이었죠. 그의 인생은 구스 반 산트(Gus Van Sant) 감독의 영화 ‘굿 윌 헌팅(Good WillHunting)’ 속 불운한 천재 소년의 이야기를 떠올리게 합니다.

 

1935년 12살의 피츠는 동네 불량배들을 피해 들어간 도서관에서 그의 인생을 바꿀 운명적인 책을 만납니다. 바로 버트란드 러셀과 알프레드 화이트헤드가 쓴 '수학 원리(Principia Mathematica)'였죠. 그는 수백 페이지에 이르는 이 어려운 책을 며칠에 걸쳐 모두 읽어버립니다.

 

게다가 놀랍게도 책의 내용에서 몇 가지 오류까지 발견해냅니다. 그리고는 책의 저자인 러셀에게 이에 관해 편지를 보냈죠. 이에 감명받은 러셀은 이 천재 소년을 영국에 데려와 가르치려 했지만, 아직 12세에 불과한 그를 케임브리지 대학원에 입학시키지는 못했습니다.

워렌 맥컬록과 월터 피츠, 출처

다만 이 인연을 계기로 피츠는 논리학과 수학을 배우고, 여러 사람과 만날 귀중한 기회를 얻게 됩니다. 후일 그와 공동 연구를 한 신경과학자 워렌 맥컬록 (Warren Sturgis McCulloch)도 그 중 한 사람이었죠. 맥컬록은 청소 등 허드렛 일을 하며 떠돌던 피츠가 그와 함께 지낼 수 있도록 후견인이 되어줬습니다.

 

 

딥러닝의 시초, 맥컬록-피츠 모델

논문 <신경 활동에 있어서 관념의 논리적 미적분>과 명제논리로 나타낸 맥컬록-피츠 모델, 출처

이후 두 사람은 함께 연구한 성과를 발표하게 됩니다. 바로 ‘신경 활동에 있어서 관념의 논리적 미적분(A Logical calculus of ideas immanent in nervous activity)이란 논문이죠. 두 사람은 이 논문을 통해 뉴런의 작용을 0과 1로 이뤄진 2진법 논리 모델로 설명해냅니다.

 

다음은 이 논문의 요약 부분의 내용입니다.

“신경 활동의 '전부 아니면 전무 (All-or-Nothing)' 적인 특성 때문에 신경계의 일과 그들 사이의 관계들은 명제논리 (Propositional logic)로 취급된다. 모든 망의 행동은 이러한 관점에서 기술될 수 있다. ...중략... 어떠한 조건들을 만족시키려는 논리적 표현에 대하여, 우리는 그것이 기술하는 방법대로 행동하는 망을 찾을 수 있다.”*

 

이는 인간의 뇌를 기계적으로 모델링한 최초의 연구였습니다. 각 신경세포의 기능은 매우 단순하나, 이들이 상호 연결됨으로써 복잡한 계산을 수행하는 신경 시스템의 기초를 마련한 것이 이 논문이었죠. 이는 훗날 2진 출력을 하는 현대 컴퓨터를 가능하게 만든 기반이 되었습니다.**

 

이 논문이 후대에 미친 영향과 중요성은 매우 큽니다. 맥컬록-피츠 모델이 발표되고 15년 후 '퍼셉트론'이라는 개념으로 이어졌죠. 이 퍼셉트론이 뉴럴 네트워크로, 뉴럴 네트워크는 딥러닝으로 발전했습니다.**

 

 

불운했던 생애와 위대한 업적

 

피츠는 MIT에서 연구하게 됐고, 촉망받는 젊은 과학자로 주목받았습니다. 다만 안타깝게도 이후 그의 삶은 순탄치 못하게 흘러갔죠. 홀로 우울증과 알코올 중독에 시달리다 쓸쓸히 짧은 생을 마감합니다.

 

피츠는 불우한 어린 시절을 보냈습니다. 아마 맥컬록과 함께 한 때가 그나마 행복한 시기였을 것 같네요. 이렇듯 그는 불운한 삶을 살았지만, 그가 남긴 뛰어난 업적은 오늘날 딥러닝의 발전으로 이어질 수 있었습니다.

* 인용 http://www.aistudy.co.kr/neural/McCulloch_Pitts.htm

** 인용 및 참조 http://wiki.hash.kr/index.php/월터_피츠#.EB.94.A5.EB.9F.AC.EB.8B.9D.EC.9D.98_.EC.8B.9C.EC.B4.88

References

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Walter_Pitts

[2] http://afflictor.com/2015/02/05/they-would-create-the-first-mechanistic-theory-of-the-mind/

[3] http://wiki.hash.kr/index.php/월터_피츠

[4] https://ko.hrvwiki.net/wiki/Walter_Pitts

[5] http://www.aistudy.co.kr/neural/McCulloch_Pitts.htm

[6] The Man Who Tried to Redeem the World withLogic https://nautil.us/issue/21/information/the-man-who-tried-to-redeem-the-world-with-logic

[7] 70th Anniversary of Publication: WarrenMcCulloch & Walter Pitts - A Logical Calculus of the Ideas Immanent inNervous Activity https://www.semanticscholar.org/paper/70th-Anniversary-of-Publication%3A-Warren-McCulloch-%26-Posp%C3%ADchal-Kvasnicka/50044ca6ad13e2e852de81237c4939e5973b8982

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