“컴퓨터는 진정으로 독창적인 작업을 수행하고 인간의 독창성을 향상시킵니다.”

스마트폰 음성 대화기능, 인공지능(AI) 스피커 등 일상 생활 속으로 파고들고 있는 인공지능 기술이 예술과도 접목되고 있다.

인공지능 로봇이 작곡을 하고, 컴퓨터 집약형 시뮬레이션을 통해 애니메이션 캐릭터의 행동양식을 스스로 구현하게 만든 한 컴퓨터과학자는 이같은  독창적인 작업이 인간의 창조성을 향상시킨다고 강조한다.

인공지능 작곡 프로그램 ‘Iamus’와 컴퓨터 AI 영상 시뮬레이션을 개발한 프란시스코 비코(Francisco Vico) 교수(스페인 말라가대학교)를 25일 ‘서울상상산업포럼’이 열린 서울 DDP(동대문디자인플라자) 살림관 ‘크레아’에서 만났다.

연구 활동의 처음 15 년간 뇌 기능 모델링을 한 비코 교수는 이후 삶의 복잡성을 이해하는 방향으로 나아갔다. 생물체의 출현과 같은 주제와 복잡한 형태와 행동의 진화에 관심을 가진 그는 컴퓨터 모델링과 시뮬레이션으로 그것들에 접근했다.

대학에서 생체모방(biomimetica) 연구그룹을 이끄는 그는 포럼 첫날 기조강연과 둘째날 세미나를 통해 컴퓨터 AI로 생명현상을 모방한 사례를 제시했다. 첫날 기조강연을 통해 Melomics (멜로디의 유전체학)기반 작곡 프로그램 ‘Iamus(이야무스)’를 소개한 그는 둘째 날 세미나에서 AI 생체모방을 통해 에니메이션 캐릭터의 동작을 구현하는 과정을 선보였다.

“(biomimetica로)복잡한 객체가 새로운 진화 영역에서 출현 할 수있을뿐만 아니라, 물리적 또는 추상적 객체를 디자인하는 다양한 기회를 제공합니다. 뮤지션이 새로운 형태로 상호 작용하며, 애니메이터가 완전히 새로운 장면 미리보기를 탐색하는 미래를 상상해보십시오”

첫날 소개한 작곡로봇(프로그램) 이야무스는 다른 작곡 AI와는 달리 인간의 개입 없이 사전에 정한 규칙에 따라 프로그램 스스로 곡을 진화해 나가는 것이 특징이다. 비코 교수는 “컴퓨터가 기초적인 수준에서의 창의성을 가진다면 지능이나 인간이 만들어낸 창작물을 학습, 모방해서가 아니라 생물학적 진화를 모방하는 방식이 될 것”이라고 말한다.

이야무스는 옥타브(Octave)와 메트렙(MATLAB)로 제작됐다. 옥타브는 수치해석용 자유 컴퓨터 소프트웨어로서, MATLAB과 호환성이 높다. 옥타브는 누구나 자유롭게 ‘실행,복사,수정,배포’할 수 있는 사용허가권 운동인 GNU 프로젝트의 하나이다. 옥타브는 매스매티카같은 컴퓨터 대수 체계가 아니라 과학적 계산을 위한 도구다.

이야무스는 강약 조절 등 프로그래밍된 설정 기준을 지정, 컴퓨터가 자체적으로 화음을 조성해 연주하도록 했다.수 년 전 Iamus프로그램이 만든 음악을 런던 심포니 오케트라가 연주해 화제가 되기도 했다.

그 동안 프로그램이 진전됐는지 묻자 비코 교수는 “새로운 언어로 제2의 lamus를 다시 만들고 있다. 아직 기초적인 단계”라고 말했다. 작곡 프로그램은 AI에 활용하는 지도-비지도 학습을 통해 만들어진 프로그램은 아니다.

비코 교수가 최근 열정을 기울이는 부분은 생체모방 프로그래밍을 통한 에니메이션 캐릭터 등 움직임을 표현하는 것이다.

그의 첫 의문은 사람들에게 익숙하지 않은 동작을 어떻게 컴퓨터로 구현할 것인가 였다. 관건은 다양한 이미지의 공통점을 발견하는 ‘형식 찾기(Form-finding)’을 넘어 행동(behaviour) 양식을 예측·구현하는 문제다.

이 기술은 애니메이션 속 새 캐릭터 날개 짓을 사례로 소개됐다. 그는 컴퓨터 프로그래밍으로 골격과 동작인, 환경에 반응하는 센서를 구성해 유형을 만들고, 이를 날아가는 애니메이션 캐릭터와 연계해 다양한 날개 짓을 표현하도록 했다.

물체가 떨어졌을 때 구성체의 움직임은 어떻게 될까. 프로그래밍을 통해 엔지니어가 아닌 컴퓨터가 반복적으로 최적의 행동 양식을 찾아 진화된 동작을 구현하게 했다. 영상에서 캐릭터를 입혀 사용한다.

경로 따라가기(path-follower) 모션 디자인

AI 모션디자인은 독창적인 행동을 찾아 애니메이션 산업의 프로세스를 자동화하는 데 적용 할 수 있다.

비코 교수는 경로를 따라가는 이동하는 여러가지 움직임을 시뮬레이션하는 방법을 소개했다. 뼈대(born), 움직임을 주도하는 모터(motor), 2개의 센서가 연결된 구조물을 다양한 형식으로 구성해 경로를 따라 이동하도록 하고 경로를   벗어나면 센서의 길이가 늘어나도록 했다.

컴퓨터는 이들 3가지 요소를 사용한 다양한 구조물을 구성해 경로 이동, 이탈, 경로수정, 이동 등 여러 가지 시뮬레이션 모델을 제시했다. 경로 수정이 가능한 모델을 제외한 다른 모델은 경로가 바뀌면 이탈을 하거나, 경로를 벗어났다. 이들 시뮬레이션을 종합, 에니메이션 캐릭터를 입혀 영상을 구성하면 인간의 개입 없이 생명체를 모방한 움직임 제시가 가능하다.

초기 규칙만 정하면 인간의 개입 없이 컴퓨터가 스스로 영상 캐릭터의 독창적인 모션을 만들어 낼 수 있지만 이는 가상세계에서 문제 해결책을 찾는 단계다. 비코 교수는 “로봇은 실제 환경에 적용해야 해 수학적, 물리적으로 더 치밀한 계산이 필요할 것”이라고 말했다

최근 그가 공을 들이는 부분은 말라가 인근 안달루시아 지역에서 학생들이 활용할 수 있는 오픈소스 교육 소프트웨어를 만드는 것이다.

강연 후 그는 그의 팀이 개발한 ‘ToolboX’를 소개했다. 툴박스는 컴퓨터 프로그래밍을 수학, 과학 등 학술 과목에 접목, 프로그래밍 비전공자들에게 프로그래밍 사고를 통해 문제를 자율적, 주도적으로 해결하도록 고안했다. 학생들이 문제를 해결할 때 노트북이나 블랙보드에서 수행되는 것과 마찬가지로, 프로세스가 컴퓨터 코드로 표현할 수 있는 일련의 계산 (예: 알고리즘 방식)을 수행한다는 전제를 기반으로 디자인 했다.

ToolboX는 환경 및 학술 콘텐츠 제작 외에도 학생들의 사용 데이터를 수집하고 인공지능을 기반으로 하는 빅데이터 알고리즘을 통해 처리한다.

리눅스 기반 오프소프트웨어로 안달루시아 지역에서만 백만 명의 학생들이 접근할 수 있다. 비코는 이러한 기술이 교육 및 자원 계획을 개선할 수 있도록 학생 커뮤니티에 관한 정보를 얻는데 사용될 수 있다고 설명했다. 사용 정보를 토대로 영재 학생, ADHD 및 실독증을 가진 학생을 사전 진단 할 수 있다는 것이다.

그는 이미 프로그램을 스페인어 이외에도 한국어, 영어, 독일어 등으로 만들었다.

런던 심포니 오케스트라와 같은 선반 예술가들이 그들의 레퍼토리에서 요구할 아름다움, 일관성 및 복잡성을 파악할 수 있다는 것은 놀랄 일이 아닙니다.

그의 최종 목표는 컴퓨터로 전 세계가 공동으로 사용할 수 있는 보편언어를 만드는 것이다.

비코 교수는 “언어는 자연적으로 발생, 항상 분화했다. 어린 아이부터 어른까지 다양한 규칙과 발음을 배우고 사용하지만 사실 끔찍하다. 같은 언어를 사용하는 나라도 지역별로 발음도 천차만별이다. 스페인만 해도 말라가는 마드리드와 완전히 다르다”며 “컴퓨터로 공용 언어를 위한 새로운 적절한 코드를 디자인할 수 있다. 스마트폰에 최적화된 코드가 적용되듯이 컴퓨터과학 지식을 적용, 통합화 최적화된 코드 디자인을 인간의 언어에 적용할 수 있지 않을까 생각한다”고 말했다.

그가 공통언어를 생각을 하는 이유는 뭘까? 비코 교수는 “문제를 해결할 방안을 찾는 것보다 적용하는 것이 훨씬 힘들다”며 “안달루시아 지역에서는 학교마다 시스템이 달라 문제 해결 방안을 적용하는 게 상상할 수 없을 만큼 힘들다”고 말했다.

자연어처리(NLP)가 AI분야에서 활발히 연구되면서 언어별로 양질의 훈련 데이터 구축이 중요한 상황이다. 연구자 입장에서 인간의 언어, 컴퓨터 언어의 분화는 넘어야 할 장벽인 만큼 끔찍할 수 밖에 없지 않을까?

*안달루시아 지방 말라가(스페인어: Málaga)는 스페인 남부의 항구 도시로 지중해를 마주하고 있다. 말라가 주의 주도이며 위성 도시의 인구를 합치면 60만명에 달하는데 스페인의 대도시로는 그 규모가 6위에 해당한다. 말라가는 관광지로 각광받고 있다. 파블로 피카소가 태어난 곳이기 때문에 그 기념관을 찾기 위해 방문하는 사람도 많은 편이다. 더군다나 북유럽에서 직항으로 항공편이 많이 개설되어 있어 영국, 네덜란드, 아일랜드, 독일인 관광객이 많이 찾는다. 말라가에서는 세비야, 코르도바 주, 그라나다 주 등으로 기차, 버스, 도로가 개설돼 있다.