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[기본] 2024년 노벨 물리학상에 존 홉필드·제프리 힌턴 공동 선정

사단법인과학키움 2024.10.09 06:38 조회 1852

인공 신경망을 통해 기계 학습을 가능하게 하는 기초적인 발견 및 발명

머신러닝 시대 연 'AI 대부로 AI 분야에서 노벨상 수상자은 처음

올해 노벨 물리학상 수상자로 인공지능(AI) 머신러닝의 기초를 확립하는 데 공로를 세운 미국 출신의 홉필드는 미국 프린스턴대학 교수, 영국인인 힌튼은 영국 에딘버러대학 교수 등 공동으로 선정되었다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 8일(현지시간) 이들에게 노벨 물리학상을 수여한다고 밝혔다. 노벨위원회는 이들이 '인공신경망을 이용한 머신러닝을 가능케 하는 기반 발견 및 발명'과 관련한 공로를 세운 점을 높게 평가했다고 설명했다.

두 교수는 노벨물리학상에 머신러닝 시대 연 'AI 대부로 AI 분야에서 노벨상 수상자가 나온 것은 이번이 처음이다.

올해 노벨물리학상 수상자 홉필드와 힌튼은 물리학 도구를 사용하여 오늘날의 강력한 기계 학습의 기초가 되는 방법을 개발했다. John Hopfeld는 이미지와 데이터의 다른 유형의 패턴을 저장하고 재구성할 수 있는 연관 메모리를 만들었고 Geoffrey Hinton은 데이터의 속성을 자동으로 찾아 그림의 특정 요소를 식별하는 등의 작업을 수행할 수 있는 방법을 발명했다.

존 홉필드 미국 프린스턴대 교수는 패턴을 저장·재현하는 방법을 활용하는 형태의 '홉필드 네트워크'를 개발해냈다

인공지능(AI)에 관해 이야기할 때 흔히 인공 신경망을 사용한 기계 학습을 의미한다. 이 기술은 원래 뇌의 구조에서 영감을 받았다. 인공 신경망에서 뇌의 뉴런은 서로 다른 값을 갖는 노드로 표현된다. 이러한 노드는 시냅스에 비유될 수 있고 더 강해지거나 약해질 수 있는 연결을 통해 서로 영향을 미친다.

예를 들어 동시에 높은 값을 갖는 노드 간의 더 강력한 연결을 개발하여 네트워크를 훈련한다. 이번 수상자들은 1980년대부터 인공 신경망을 사용하여 중요한 작업을 수행해 왔다. John Hopfeld는 패턴을 저장하고 재생성하는 방법을 사용하는 네트워크를 발명했으며 노드를 픽셀로 상상할 수 있다. Hopfeld 네트워크는 각 원자를 작은 자석으로 만드는 특성인 원자 스핀으로 인한 재료의 특성을 설명하는 물리학을 활용하고 있다.

네트워크 전체는 물리학에서 발견되는 스핀 시스템의 에너지와 동일한 방식으로 설명되며, 노드 간 연결에 대한 값을 찾아서 훈련되며 이미지의 에너지가 낮다.

Hopfeld 네트워크에 왜곡되거나 불완전한 이미지가 공급되면 노드를 통해 체계적으로 작동하고 해당 값을 업데이트하여 네트워크의 에너지가 떨어진다. 따라서 네트워크는 제공된 불완전한 이미지와 가장 유사한 저장된 이미지를 찾기 위해 단계적으로 작동한다.

Geoffrey Hinton은 Hopfeld 네트워크를 다른 방법인 Boltzmann 시스템을 사용하는 새로운 네트워크의 기반으로 사용했다. 이를 통해 특정 유형의 데이터에서 특징적인 요소를 인식하는 방법을 학습할 수 있다. Hinton은 많은 유사한 구성 요소로 구축된 시스템 과학인 통계 물리학의 도구를 사용했다. 기계는 기계가 실행될 때 발생할 가능성이 매우 높은 예제를 제공하여 훈련된다. Boltzmann 기계는 이미지를 분류하거나 훈련된 패턴 유형의 새로운 예를 만드는 데 사용할 수 있다. Hinton은 이 작업을 기반으로 현재의 폭발적인 기계 학습 개발을 시작하는 데 도움을 주었다.

노벨위원회는 이들이 '인공신경망을 이용한 머신러닝을 가능케 하는 기반 발견 및 발명'과 관련한 공로를 세운 점을 높게 평가했다고 밝혔다.

수상자 프로필:

◆존 J. 홉펠드(John J. Hopfeld)

1933년 미국 일리노이주 시카고에서 태어났고, 1958년 코넬대학교에서 물리학 박사(Ph.D.)를 하였다. 미국 뉴욕주 이타카 대학교 교수를 거쳐, 미국 뉴저지주 프린스턴대학교 교수로 있다.

◆그레고리 E. 힌톤(Geoffrey E. Hinton)

1947년 영국 런던에서 태어났고, 영국 에든버러에서 자랐으며, 1978년 에든버러대학에서 박사학위 취득하였다. 그 후에 캐나다에 건너가서 토론토대학교 교수로 일하게 되었다.

글 성용길 노벨사이언스 편집위원회 편집고문(박사) ㆍ이미지 노벨상위원회 제공

노벨사이언스 science@nobelscience.co.kr

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