마빈 민스키

마빈 민스키(Marvin Minsky)

매사추세츠 공과대학교(MIT; Massachusetts Institute of Technology)

마빈 민스키(Marvin Lee Minsky, 1927년 8월 9일 ~ 2016년 1월 24일)는 인공지능의 개념을 창시한 미국인 과학자이다. 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 인공지능 연구소의 공동 설립자이며, 인공지능과 관련된 책들을 저술했다. '인공지능의 아버지'로 불리는 그는 "인간은 생각하는 기계다."라는 말을 생전에 남겼으며 뇌 신경망을 모방해 컴퓨터의 논리회로를 만들면 컴퓨터도 지능을 가질 수 있다고 믿었다.

생애

마빈 민스키는 1927년 8월 9일, 뉴욕에서 안과의사 아버지 헨리와 시온주의 운동가였던 어머니 파니 사이에서 태어났다. 그의 가족은 유대인이었다. 그는 윤리 문화 필드스턴 학교와 브롱크스 과학 고등학교에 다녔다. 이후, 매사추세츠주 안도버에 있는 필립스 아카데미에 다녔다. 그는 1944년부터 1945년까지 미국 해군에서 복무했다. 1950년 하버드대에서 수학 학사, 1954년 프린스턴대에서 수학 박사 학위를 받았다. 그의 박사학위 논문은 "신경-아날로그 강화 시스템의 이론과 뇌 모델 문제에 대한 응용"이라는 제목이 붙었다. 1951년에 최초의 신경망(SNARC)을 만들었는데 그것은 시뮬레이션 시냅스 전달 계수 강화에 기반한 것이었다. 그는 1954년부터 1957년까지 하버드 동료 학회의 주니어 펠로우였다. 하버드에서 주니어 펠로우로 있을 때 최초의 공초점 현미경(Confocal Scanning Microscope)을 만들었는데 그것은 전례 없는 해상도와 화질을 가진 광학 기구였다. 1,950연대 초반 이후 그는 기계에 지능을 부여하는 작업뿐만 아니라 컴퓨터 아이디어를 이용하여 인간의 심리 과정을 설명하는 작업을 해왔다. 1959년에 마빈 민스키와 존 매카시(John McCarthy)는 매사추세츠 공과대학교 인공지능 연구소를 설립하고, 오랫동안 공동소장으로 재직하여 인공지능의 전 분야에 걸쳐 그의 흔적을 남겼다. 그는 1961년 역사적인 문서 인공지능에로의 진보(Steps Towards Artificial Intelligence)에서 이전에 이루어졌던 것을 분석하고, 막 태동한 인공지능의 주요한 문제들을 설명했다.

1963년에 발표된 물질, 마음 및 모델(Matter, Mind, and Models)에서는 자기를 인식하는 기계를 만드는 문제를 설명했다. 1969년에 발표된 퍼셉트론(Perceptrons)에서는 인지는 시모어 페퍼트(Seymour Papert)와 함께 루프가 없는 학습 및 패턴 인식 기계의 능력과 한계에 대해 설명했다. 1974년의 지식을 표현하기 위한 틀(A Framework for Representing Knowledge)에서는 인지, 자연어 이해, 시각적 지각에서의 여러 가지 현상을 설명하기 위한 지식표현의 모델을 제시했다. 이러한 표현 방법을 프레임(Frame)이라고 부르며, 이전에 정의된 프레임으로부터 변수 할당을 상속받는 것으로, 흔히 객체지향 프로그래밍의 초기 형태로서 인정받게 된다. 1970연대 초기에 그와 파퍼(Papert)는 마음의 사회(The Society of Mind)라고 하는 이론을 형식화하기 시작했는데, 그것은 지능이라는 것이 단 하나의 메카니즘의 산물이 아니라 다양한 종류의 에이전트들의 상호작용에 의해서 이루어진다고 제안한다. 이러한 논문들이 1970 연대와 80연대 초기에 등장했다. 파퍼트는 새로운 아이디어를 교육에 변화시키는 것에 적용하는 데 힘을 쏟았고, 반면에 마빈 민스키는 그 이론에 대한 작업을 계속했다. 1985년에 그는 마음의 사회(The Society of Mind)를 출간하였는데 하나의 페이지의 생각이 270페이지에 서로 연결되어 있어서, 그 이론 자체의 구조를 반영하였다. 인공지능의 개척자이자 수학자, 컴퓨터공학자, 로봇공학자, 피아니스트, 발명가였던 마빈 민스키 미국 매사추세츠공과대 명예교수가 2016년 1월 24일 미국 보스턴에서 뇌출혈로 세상을 떠났다.

약력

학력

• 1944년 ~ 1945년 : 미국 해군
• 1946년 ~ 1950년 : 하버드 대학교(Harvard University) 수학 학사
• 1951년 ~ 1954년 : 프린스턴 대학교(Princeton University) 수학 박사
• 1954년 ~ 1957년 : 하버드 대학교 펠로우즈 협회(Society of Fellows) 주니어 펠로우

경력

• 1990년 ~ 2016년 : 매사추세츠 공과대학교(MIT) 도시바 미디어 예술 과학부 교수
• 1974년 ~ 1989년 : 도너 매사추세츠 공과대학교 과학부 교수
• 1974년 : 매사추세츠 공과대학교 전기공학부 교수
• 1959년 ~ 1974년 : 매사추세츠 공과대학교 인공지능 연구소 공동 책임자
• 1958년 : 매사추세츠 공과대학교 수학 조교수
• 1959년 : 매사추세츠 공과대학교 인공지능 프로젝트 창업자
• 1957년 ~ 1958년 : 매사추세츠 공과대학교 링컨 연구소 직원
• 1978년 : 스미스소니언 협회 더블데이 강사,
• 1979년 : 코넬 대학교 메신저 강사
• 1981년 ~ 1982년 : 미국 인공지능 협회 회장
• 1986년 : 브뤼셀 자유 대학교(UlB)의 명예 박사
• 1987년 : 파인 매너 칼리지(PMC)의 명예 박사

수상

• 1970년 : 컴퓨터 기계 협회 튜링상
• 1989년 : 매사추세츠 공과대학교 킬리안상
• 1990년 : 일본상 수상자
• 1991년 : 연구 우수상 IJCAI
• 1995년 : 조셉 프리스틀리상
• 1995년 : 영국왕립의학협회 랭크상
• 1995년 : IEEE 컴퓨터 소사이어티 컴퓨터 파이오니어상
• 2001년 : 광학 협회에서 미국의 'R.W. Wood Prize' 수상
• 2001년 : 프랭클린 연구소 벤자민 프랭클린 메달
• 2002년 : 세계 회의론자대회 이성의 찬미상

기업/제휴

• 1961년 ~ 1984년 : 인포메이션 인터내셔널(Information International)회사 이사
• 로고 컴퓨터 시스템(LOGO Computer Systems) 회사 설립자
• 싱킹 메카닉(Thinking Machines) 회사 설립자
• 월트 디즈니 아이디어 구체화 동료

발명

• 1951년 : 확률신경 아날로그 보강계산기(SNARC) - 첫 번째 뉴럴 네트워크 시뮬레이터
• 1955년 : 공초점 현미경 - 미국 특허 3013467
• 1963년 : 첫 번째 헤드 장착 그래픽 디스플레이
• 1963년 : 바이너리 트리 로봇 조작기 개념
• 1967년 : 서펜타인 유압로봇 암(보스턴 과학관)
• 1970년 : '뮤즈(Muse)' 뮤지컬 변주곡 신시사이저(프레드킨 E와 함께)
• 1972년 : 첫 번째 로고 '터틀' 장치(S. Papert 포함)

도서

• 신경망과 뇌 모델 문제(Neural Nets and the Brain Model Problem) : 프린스턴 대학교의 박사 학위 논문(1954), 신경망에서의 학습, 이차 보강, 순환 동적 저장 및 시냅스 수정 등에 관한 이론과 이론의 첫 번째 간행물
• 계산(Computation) : 1967년 프렌티스 홀 유한 및 무한 기계 컴퓨터 과학의 표준 텍스트, 지금은 절판
• 시맨틱 정보 처리(Semantic Information Processing) : MIT 프레스(1968년), 이 컬렉션은 현대 컴퓨터 언어학에 큰 영향을 미쳤다.
• 퍼셉트론(Perceptrons) : 세이모어 A 파퍼트와 함께함(1969년), 계산 기하학의 현대 이론을 발전시키고 루프 없는 연결론 학습 기계의 근본적인 한계를 설정했다.
• 인공지능 : 오레곤 프레스사의 시모어 파퍼트와 함께한 인공지능(1972년), 절판
• 로보틱스 : 더블데이, (1986년)민스키의 소개와 포스트스크립트로 로봇에 관한 에세이를 편집했다.
• 마음과 사회(The Society of Mind) : 사이먼과 슈스터(1987년), 지적 구조와 발달에 대한 마음과 사회의 첫 번째 종합적 서술. 1996년 보이저사가 발행한 인터랙티브 CD-ROM 버전도 있었다.
• 튜링 옵션(The Turing Option) : 뉴욕 워너북스 해리슨과 함께했다(1992년), 2023년 초지능형 로봇의 건설에 관한 SF 스릴러
• 감성머신(The Emotion Machine) : 사이먼과 슈스터(2006년), 마음과 사회의 속편

주요활동

인공지능, 인지과학, 수학 , 전산언어학, 로봇, 광학에 많은 공헌을 했다. 또한, 상식 추론을 하는 인간의 능력을 기계에 부여하는 작업에 주력해왔다. 인간의 지능 구조와 기능에 대한 그의 개념은 마음의 조직 에 표현되었으며, 그것은 매사추세츠 공과대학교(MIT)에서 강의하는 주제이기도 하다.미국 하버드대 수학과를 졸업하고 프린스턴대에서 수학으로 박사학위를 받은 그는 1951년 박사과정 연구원으로 함께 있었던 딘 에드몬즈와 함께 최초의 학습하는 기계 확률신경 아날로그 보강계산기(SNARC)를 개발했다. 이후, 인간과 기계의 차이에 주목하며 인공지능 연구에 접어들었다.1958년 매사추세츠 공과대학교 교수로 부임한 민스키 교수는 이듬해 맥카시와 함께 지금의 ‘컴퓨터과학 및 인공지능 연구실(CSAIL)’로 발전한 인공지능 연구실을 설립하면서 '인공지능 프로젝트'를 시작했다. 초기에는 촉각을 느끼거나 물건을 들어올리는 로봇 팔, 로봇의 눈 역할을 하는 시각 스캐너 등을 개발하면서 기계가 어떻게 인간의 감각과 인지능력, 지능을 가질 수 있는지 연구했다. 현재 가상현실 기기에 활용되는 머리에 쓰는 헤드마운트 디스플레이(HMD)도 이때 발명됐다. 민스키의 천재성은 다양한 학문 분야를 아울렀다. 그는 1956년, 지금도 생물학 분야에서 널리 사용되는 공초점 현미경을 최초로 발명했다. 촉각센서를 이용한 기계손, 기계팔 등 로봇 장치를 개발해 현대 로봇공학을 한 단계 진전시켰으며, 다른 발명품으로는 다양한 음악의 조합과 변주가 가능한 시퀀서 기반의 신시사이저 트라이덱스 뮤즈(1972) 등이 있다. 1960년대 후반에는 당시 동료 교수였던 시모어 패퍼트와 함께 뇌 신경망의 일부를 모방한 형태인 인공신경망 퍼셉트론(perceptron)의 한계를 밝혔다. 퍼셉트론은 입력된 패턴을 한번에 하나씩 비교하면서 원하는 출력값이 나올 때까지 가중치를 조절하면서 학습하는 개념이다. 그가 남긴 가장 유명한 업적은 1974년 발표한 이론인 지적 활동의 프레임워크(A Framework for Representing Knowledge)이다. 이는 인간의 지식을 프레임이라는 데이터 구조로 표현하고 언어 이해, 패턴 인식, 문제 해결 등과 같은 지적 활동을 외부로부터 입력된 데이터와 내부 프레임의 상호작용으로 보는 연구 방식이다. 심리학에서 주로 사용되던 연구 방법을 인공지능에 적용한 것이다.

최초의 신경회로망 컴퓨터

최초의 신경회로망 컴퓨터(SNARC)

프린스턴대학교 수학과 대학원생이었던 민스키와 딘 에드먼즈는 신경회로망 컴퓨터(SNARC)를 최초로 개발하는 데 성공하였다. SNARC는 Stochastic Neural Analog Reinforcement Calculator의 약자이며 3,000여개의 진공관과 40개의 뉴런으로 구성된 시스템이었다.기계 자체는 약 40개의 헵(Hebb) 시냅스들이 무작위로 연결된 네트워크다. 이러한 시냅스는 각각 한번 입력하면 신호가 들어오고 다른 신호를 출력하는 확률을 지닌 메모리로 이루어진다. '확률식'에 따라 신호 전달은 0에서 1까지 확률을 보인다. 확률 신호가 통과하면, 콘덴서는 수식을 기억해 "클러치"를 결합한다. 이때, 운영자는 버튼을 눌러 기계에 보상을 준다. 큰 모터가 움직여 40개의 시냅스 기계 모두를 연결하는 체인이 있어, 클러치가 연결되었는지 아닌지를 점검한다. 콘덴서는 일정 시간 동안만 "기억"하기 때문에, 체인은 최근 업데이트된 확률만을 반영한다. 이때 민스키의 스승은 이 컴퓨터에 대해 회의적이었으나 폰 노이만은 매우 진보적이며 언젠가는 매우 유용할 것이라며 칭찬을 아끼지 않았다고 한다. 그러나 1970년대에 와서 민스키는 신경회로망의 문제점을 신랄하게 비판하기도 하였다. 이 기계는 인공지능 분야에서 첫 선구적인 시도 중 하나로 여겨진다.

헤드 마운트 디스플레이

마빈 민스키는 1958년에 매사추세츠 공과대학교 교수로 부임한 민스키 교수는 이듬해 맥카시와 함께 지금의 컴퓨터과학 및 인공지능 연구실(CSAIL)로 발전한 인공지능 연구실을 설립하면서 인공지능 프로젝트를 시작했다. 초기에는 촉각을 느끼거나 물건을 들어올리는 로봇 팔, 로봇의 눈 역할을 하는 시각 스캐너 등을 개발하면서 기계가 어떻게 인간의 감각과 인지 능력, 지능을 가질 수 있는지 연구했다. 이때 1963년 최초의 머리 장착형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이)를 발명했다. 이것은 현재 사용하고 있는 가상현실 헤드셋의 선구자다. 헤드 마운트 디스플레이(HMD: Head Mounted Display)장치는 주로 가상현실을 실현하기 위해 개발되었다. 양쪽 눈에 근접한 위치에 액정 등의 소형 디스플레이가 설치되어 시차를 이용한 입체 영상을 투영한다. 이용자의 머리를 향하고 있는 방향을 자이로 센서 등으로 검출, 움직임에 대응한 영상을 강조함으로써 3차원 공간에 있는 것 같은 체험이 가능하도록 한 것도 있다.

공초점 현미경

공초점 현미경은 1955년 마빈 민스키에 의해 창시 되었다. 민스키에 의해 발명된 공초점의 원리는 점주사 방식의 시스템 이였으나 빛은 움직이지 않고 스테이지가 움직이는 방식의 시스템 이였다. 이것은 광학 기구가 움직임으로써 발생하는 수차를 피하고 민감한 정렬을 피하기 위해서였다. 스캐닝 하는 효과를 얻기 위해서 수직과 수평방향으로 솔레노이드를 각각 다른 주파수로 움직였다. 민스키의 시스템은 1장의 이미지를 획득하기 위해서는 약 10초가 걸렸다. 공초점 현미경은 일반적인 광학 현미경 보다 뚜렷한 이미지를 획득할 수 있다. 이것은 시료에서 반사되는 빛 중 초점면에서 반사되는 빛만을 획득함으로써 가능하다. 또한 초점면에서의 이미지만을 획득함은 깊이 방향으로 광학적 절편을 획득 할 수 있다. 이러한 광학적 절편은 3차원 이미지 획득이 가능하다.

퍼셉트론(perceptron)의 한계

퍼셉트론(perceptron)은 인공신경망의 한 종류로서, 1957년에 코넬 항공 연구소의 프랑크 로젠블라트(Frank Rosenblatt)에 의해 고안되었다. 이것은 가장 간단한 형태의 피드포워드(Feedforward) 네트워크로도 볼 수 있다. 퍼셉트론은 입력된 패턴을 한번에 하나씩 비교하면서 원하는 출력값이 나올 때까지 가중치를 조절하면서 학습하는 개념이다. 1960년대 후반에 당시 동료 교수였던 시모어 패퍼트와 함께 뇌 신경망의 일부를 모방한 형태인 인공신경망 퍼셉트론(perceptron)의 한계를 밝혔다. 그리고 단층 퍼셉트론은 XOR 연산이 불가능하지만, 다층 퍼셉트론으로는 XOR 연산이 가능함을 보였다. 이전까지 학계는 퍼셉트론에 대해 낙관적으로 기대했지만 민스키 교수가 퍼셉트론이 학습할 수 있는 범위에 한계가 있음을 입증하면서 새로운 국면을 맞이하게 됐다.

지적 활동의 프레임워크

지적 활동의 프레임워크(A Framework for Representing Knowledge)는 마빈 민스키가 남긴 유명한 이론이다. 1974년에 제시되었으며 객체지향 프로그래밍의 초기형태로서 인정받게 된다. 이것은 심리학, 언어학, 인공지능의 많은 고전적 개념과 현대적 개념을 결합한 부분적 사고 이론이다. 새로운 상황에 직면할 때마다(또는 자신의 관점을 실질적으로 변화시킬 때) 그는 기억에서 프레임이라고 불리는 구조, 즉 필요에 따라 세부사항을 변경함으로써 현실에 맞게 채택될 기억된 프레임워크를 선택한다. 틀은 특정한 종류의 거실에 있거나 아이의 생일 파티에 가는 것과 같이 정형화된 상황을 나타내기 위한 자료 구조다. 각 프레임에 몇 가지 종류의 정보가 첨부되어 있다. 이 정보 중 일부는 프레임을 어떻게 사용하는지에 관한 것이다. 몇몇은 다음에 일어날 일에 대한 것이다. 이런 기대가 확정되지 않으면 어떻게 할 것인가에 대한 부분도 있다. 프레임의 "상위 수준"은 고정되어 있으며, 가정된 상황에 대해 항상 진실된 것들을 나타낸다. 하위 수준에는 특정 인스턴스나 데이터에 의해 채워져야 하는 많은 "슬롯"이 있다. 관련 프레임 컬렉션은 프레임 시스템으로 연결된다. 중요한 조치의 효과는 시스템 프레임 사이의 변환에 의해 반영된다. 이것들은 특정한 종류의 계산을 경제적이고, 강조와 주의의 변화를 나타내며, "상상"의 효과를 설명하기 위해 사용된다. 비전에서는, 시스템의 다른 프레임들이 다른 관점에서 장면을 묘사하고, 한 프레임과 다른 프레임 사이의 변환은 이곳저곳으로 이동하는 효과를 나타낸다. 다른 종류의 프레임 시스템은 행동, 원인-영향 관계 또는 개념적 관점의 변화를 나타낼 수 있다. 본 논문은 또한 프레임 시스템 아이디어를 언어 이해의 문제인 기억, 지식의 획득 및 검색, 유추에 의한 다양한 추론 방법 및 부분 유사성 일치를 바탕으로 한 결론에 속단하는 방법에도 적용한다.

마음의 사회

마음의 사회(Society of Mind)

마음의 사회(Society of Mind)는 1986년에 마빈 민스키가 개발한 책 제목이자 자연지능 이론의 이름이다. 이 작품은 민스키가 1970년대 초부터 시모어 패퍼트와 함께 개발하기 시작한 '마음의 사회' 이론을 처음으로 포괄적으로 기술한 작품이다. 총 30장으로 나누어 270편의 자급자족논술로 되어 있다. 이 책은 또한 시디롬(CD-ROM) 버전으로 만들어졌다. 마음의 사회를 설명하는 과정에서 민스키는 폭넓은 아이디어와 개념을 소개한다. 그는 언어, 기억, 학습과 같은 과정이 어떻게 작용하는지에 대한 이론을 개발하고 의식, 자아 감각, 자유의지와 같은 개념도 다룬다. 이로 인해 많은 이들이 마음의 사회를 철학의 작품으로 본다. 이 책은 인공지능이나 인지과학에 대해 구체적으로 어떤 것도 증명하기 위해 쓰여진 것이 아니며, 물리적 뇌 구조를 언급하지도 않는다. 대신 마음과 생각이 개념적 수준에서 어떻게 작용하는가에 대한 아이디어 모음이다. 민스키 철학의 핵심은 "마음은 두뇌가 하는 일"이다. 마음의 사회는 인간의 마음과 다른 자연적으로 진화된 인지 체계를 개별적인 간단한 과정으로 알려진 방대한 사회로 본다. 이러한 과정들은 마음이 만들어지는 근본적인 사고 주체들이며, 함께 우리가 정신에 귀속하는 많은 능력을 생산한다. 마음을 대리인의 사회로 보는 큰 힘은, 어떤 기본 원칙이나 어떤 단순한 형식 시스템의 결과와 반대로, 서로 다른 대리인은 다른 목적을 가진 다른 유형의 과정, 지식을 표현하는 방법, 그리고 결과를 산출하는 방법에 근거할 수 있다는 것이다. 이 아이디어는 아마도 다음 인용구로 가장 잘 요약될 것이다. "어떤 마술이 우리를 지적으로 만드는가? 요령은 속임수가 없다는 것이다. 지성의 힘은 어떤 하나의 완벽한 원칙에서가 아니라 우리의 방대한 다양성에서 기인한다. -마빈 민스키, 마음의 사회 p.308"

참고자료

• 엠아이티 라이브러리 공식 사이트 - https://dspace.mit.edu/
• 마빈민스키 에이아이스터디 - http://www.aistudy.co.kr/pioneer/Minsky.M.htm
• 마빈민스키 엠아이티 미디어 랩 - https://web.media.mit.edu/~minsky/minsky.html
• 마빈민스키 위키백과 - https://en.wikipedia.org/wiki/Marvin_Minsky
• 퍼셉트론 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8D%BC%EC%85%89%ED%8A%B8%EB%A1%A0
• 헤드 마운트 디스플레이 장치 구글특허 - https://patents.google.com/patent/KR101655792B1/ko
• 송경은 기자,〈‘인공지능의 선구자’ 마빈 민스키, 그는 누구인가〉, 《동아사이언스》, 2016-01-27
• SNARC 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/SNARC
• JE,〈최초의 신경회로망 컴퓨터(SNARC)〉, 《개인 블로그》, 2019-03-02
• 정승환, 〈고속 선주사 공초점 레이저 현미경의 생물학적 응용〉, 《연세대학교 대학원 의공학과》, 2008-08-00

같이 보기

• 존 매카시
• 시모어 패퍼트

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