-1909년 AI 및 로봇

-1909년 AI 및 로봇

1. 서론: 두 개의 혁명 - 수학의 위기와 원격 제어의 도래

1900년대는 인공지능(AI)이나 로봇이라는 용어가 아직 존재하지 않았던 시대였다. 그러나 이 시기는 훗날 두 분야의 지적, 기술적 토대를 마련한 결정적인 10년이었다. 현대 AI와 로봇공학을 구성하는 두 가지 핵심 요소, 즉 계산 가능한 ’정신(Mind)’과 자율적으로 움직이는 ’신체(Body)’의 원형이 이 시기에 서로 다른 분야에서 동시에 싹트기 시작했다.1

한 축은 수학계 내부에서 벌어진 ’기초론의 위기(Foundational Crisis)’였다.2 19세기 말 칸토어의 집합론에서 발견된 역설들은 수학적 진리의 확실성 자체를 위협했다.4 이에 대한 반작용으로, 수학자들은 모든 수학을 모순 없는 완벽한 형식적(formal) 체계로 재구성하려는 거대한 지적 도전에 직면했다. 이 과정에서 ‘계산 가능성(Computability)’, ‘알고리즘(Algorithm)’, 그리고 ’형식 언어(Formal Language)’와 같이 훗날 AI의 뇌를 구성할 핵심 개념들이 잉태되었다.6

다른 한 축은 공학 분야에서 물리적 한계를 극복하려는 시도에서 비롯되었다. 무선 통신 기술의 발전은 인간의 직접적인 조작 없이 멀리 떨어진 기계를 제어하는 ’원격 조종(Remote Control)’을 현실로 만들었다.9 또한, 자이로스코프의 응용은 기계가 외부 환경의 변화를 스스로 감지하고 대응하여 안정을 유지하는 ‘피드백 제어(Feedback Control)’ 시스템을 탄생시켰다.11 이는 로봇의 물리적 자율성을 향한 의미 있는 첫걸음이었다.

본 보고서는 이 두 평행한 혁명이 20세기 중반 이후 등장할 지능형 기계를 위해 어떻게 논리적 ’정신’과 물리적 ’신체’를 각각 잉태했는지 심층적으로 탐구하고자 한다.

연도주요 인물발표/특허AI/로봇공학 역사적 의의
1900다비트 힐베르트힐베르트의 23가지 문제 발표’계산 가능성’과 ’알고리즘’의 개념을 수학계의 핵심 문제로 제시.
1901-1903버트런드 러셀러셀의 역설 발견 및 『수학의 원리』 출판수학의 논리적 무모순성 확보를 위한 형식 체계의 필요성 대두.
1903-1906레오나르도 토레스 케베도‘텔레키노’ 특허 및 시연단순 on/off를 넘어선 ‘코드워드’ 기반의 다중 명령 원격 제어 시스템 구현.
1907L. E. J. 브라우어박사학위 논문 『수학의 기초에 관하여』 발표증명과 ‘구성’(알고리즘)의 관계를 탐구한 직관주의의 등장.
1908에른스트 체르멜로집합론 공리화 발표역설을 회피하는 최초의 공리적 집합론을 통해 신뢰할 수 있는 형식 체계의 기반 마련.
1908-1909엘머 스페리자이로컴퍼스 및 안정장치 특허 출원외부 환경을 감지하여 기계 스스로 자세를 제어하는 실용적 피드백 시스템 개발.

2. 계산 가능한 세계의 설계 - 수학 기초론의 위기와 형식주의의 태동

수학의 기초론 위기는 표면적으로 순수 수학자들 사이의 난해한 논쟁처럼 보였지만, 결과적으로는 컴퓨터 과학과 인공지능의 가장 중요한 지적 선구자가 되었다. 이 위기는 계산에 관한 것이 아니었으나, 그 해결책은 계산의 도구 자체를 발명할 것을 요구했다. 러셀의 역설이 보여준 것처럼 직관에 의존한 ‘소박한’ 집합론은 논리적 모순에 봉착했고, 이는 집합론에 기반을 둔 수학 전체의 확실성을 위협했다.13 힐베르트, 러셀, 체르멜로와 같은 인물들은 직관을 배제하고 명시적이고 규칙에 기반한 형식 체계(formal systems) 위에서 수학을 재건하고자 했다.6 형식 체계란 본질적으로 ’의미’를 고려하지 않고 엄격한 규칙에 따라 기호를 조작하는 시스템이며, 이는 정확히 컴퓨터가 작동하는 방식이다. 논리적 확실성을 추구하는 과정에서 수학자들은 기호 조작, 알고리즘, 그리고 유한하고 검증 가능한 단계로 이루어진 증명에 대해 사유하기 시작했다. 이처럼 수학을 내부의 위기에서 구하려는 시도는, 전자 컴퓨터가 존재하기 훨씬 이전에 기계가 논리적 추론을 수행할 수 있는 개념적 틀을 무심결에 창조해낸 것이다.

2.1 장: 힐베르트의 도전: 수학의 미래와 ‘알고리즘’ 문제 (1900년)

1900년 파리에서 개최된 세계수학자대회에서 독일의 수학자 다비트 힐베르트는 20세기 수학이 나아갈 방향을 제시하며 해결해야 할 23가지의 중요한 문제를 발표했다.16 이 문제들은 지난 120년간 수학 발전을 견인하는 이정표가 되었다.19 그중 특히 두 문제는 훗날 계산 이론과 AI의 근본적인 질문으로 이어졌다.

2.1.1 힐베르트의 2번 문제: 산술 공리의 무모순성

이 문제는 “산술의 기본 규칙들(공리)이 자기 자신을 부정하는 결론, 즉 모순에 이르지 않는다는 것을 유한한 단계의 논리적 추론으로 증명할 수 있는가?“라는 질문이었다.16 이는 수학적 증명의 도구들을 사용하여 수학 체계 자체의 건전성을 분석하는 ’메타수학(Metamathematics)’이라는 새로운 분야의 문을 열었다.21 AI의 관점에서 볼 때, 이는 하나의 규칙 체계(예: 프로그램, 지식 베이스)가 내부적으로 충돌하지 않고 안정적으로 작동할 수 있는지를 보장하는 문제, 즉 시스템의 ’신뢰성’에 대한 근본적인 질문과 맞닿아 있다.

2.1.2 힐베르트의 10번 문제: 디오판토스 방정식의 해를 구하는 알고리즘의 존재

이 문제는 “정수 계수를 갖는 다항 방정식에 대해, 정수 해가 존재하는지 여부를 유한한 횟수의 연산으로 판별할 수 있는 ’일반적인 절차(a process according to which it can be determined in a finite number of operations)’가 존재하는가?“를 물었다.16 여기서 ’일반적인 절차’라는 표현은 현대적인 의미의 ‘알고리즘’ 개념을 명시적으로 요구한 것이었다. 이는 특정 문제에 대해 해답을 기계적으로 찾아내는 절차가 원리적으로 존재하는지를 묻는 ’결정 문제(Entscheidungsproblem)’의 원형이 되었다. 이 문제는 모든 문제가 알고리즘적으로 해결 가능하지는 않을 수 있다는 심오한 가능성을 제기했으며, 훗날 앨런 튜링이 ’튜링 머신’이라는 보편적 계산 모델을 고안하고 ’계산 불가능성’을 증명하는 데 직접적인 영감을 주었다.

2.2 장: 러셀의 역설과 논리주의의 시련 (1901-1903년)

힐베르트가 수학의 미래에 대한 청사진을 제시하던 무렵, 수학의 기초는 내부로부터 흔들리고 있었다. 그 중심에는 영국의 철학자이자 수학자인 버트런드 러셀이 있었다.

2.2.1 배경: 논리주의(Logicism)

고틀로프 프레게와 주세페 페아노의 연구를 계승한 러셀은 모든 수학적 진리가 궁극적으로는 소수의 논리학 공리로부터 연역될 수 있다고 믿었다.23 즉, 수학은 정교하게 발전된 논리학의 한 분야에 불과하다는 것이다. 그의 1903년 저서 『수학의 원리(The Principles of Mathematics)』는 이러한 논리주의 프로그램을 집대성하려는 야심 찬 시도였다.26

2.2.2 역설의 발견 (1901년)

그러나 러셀 자신은 1901년, 논리주의의 선구자였던 프레게의 역작 『산술의 기본 법칙(Grundgesetze der Arithmetik)』의 논리 체계 내에서 치명적인 모순을 발견했다.28 이 역설은 ’자기 자신을 원소로 포함하지 않는 모든 집합들의 집합’이라는 개념에서 출발한다.13 이 집합을 R이라 정의하자.

수식으로 표현하면 R = \{x \vert x \notin x\} 이다.

이때 “ R이 R의 원소인가? (Is R \in R?) “ 라는 질문을 던지면, 긍정과 부정 어느 쪽을 가정해도 모순이 발생한다.

  • 가정 1: R이 R의 원소이다 (R \in R).

만약 그렇다면, R은 정의에 따라 ‘자기 자신을 원소로 포함하지 않는’ 집합이어야 한다. 따라서 R은 R의 원소가 될 수 없다 (R \notin R). 이는 초기 가정과 모순된다.

  • 가정 2: R이 R의 원소가 아니다 (R \notin R).

만약 그렇다면, R은 ‘자기 자신을 원소로 포함하지 않는’ 집합이므로, R의 정의에 따라 R의 원소가 되어야 한다 (R \in R). 이 또한 초기 가정과 모순된다.

결론적으로, 이 집합 R은 자기 자신을 포함하는 동시에 포함하지 않아야 한다는 논리적 파국에 이른다.

R \in R \iff R \notin R

2.2.3 역사적 의의

러셀의 역설은 단순한 논리 퍼즐이 아니었다. 이는 당시 수학의 기초로 여겨지던 ’소박한 집합론(Naive Set Theory)’이, 명확한 제약 없이 임의의 속성을 사용하여 집합을 정의할 경우 필연적으로 모순을 낳는다는 것을 증명했다.14 이 발견은 수학의 가장 기본적인 토대에 대한 신뢰를 무너뜨렸고, 수학계는 ’기초론의 위기’라는 격랑 속으로 빠져들었다.4 인공지능의 역사에서 이 사건은, 규칙이 아무리 명확해 보여도 그 규칙을 무제한적으로 적용하면 시스템 전체를 붕괴시키는 예외가 발생할 수 있음을 보여준 최초의 사례로 해석될 수 있다. 이는 견고한 AI 시스템을 구축하기 위해서는 규칙의 적용 범위와 한계를 명확히 규정해야 한다는 교훈을 남겼다.

2.3 장: 모순으로부터의 탈출: 체르멜로의 집합론 공리화 (1908년)

러셀의 역설이 야기한 혼란 속에서, 가장 영향력 있는 해결책 중 하나는 독일 수학자 에른스트 체르멜로에 의해 제시되었다. 그는 집합의 개념을 임의로 사용하는 것이 문제의 원인이라 진단하고, ’집합’으로 간주될 수 있는 것들의 조건을 명시적인 공리(Axiom)로 엄격하게 제한하는 방법을 제안했다.6

2.3.1 분류 공리꼴(Axiom Schema of Specification)

체르멜로가 1908년에 발표한 공리계의 핵심은 ’분류 공리(Axiom of Separation)’였다.17 이 공리는 “임의의 성질 P(x)를 만족하는 모든 대상 x$의 집합이 존재한다“는 소박한 집합론의 무제한적인 가정을 폐기했다. 대신 “이미 존재하는 집합 A$가 주어졌을 때, A$의 원소들 중에서 성질 P(x)를 만족하는 것들로 이루어진 부분집합은 존재한다“고 새롭게 규정했다.29

수학적으로 표현하면 다음과 같다. 임의의 집합 A와 임의의 속성 P에 대해, 다음을 만족하는 집합 B가 존재한다.

\forall A \exists B \forall x (x \in B \iff x \in A \land P(x))

역설의 해결

이 공리에 따르면, 러셀의 역설을 구성하는 집합 R = \{x \vert x \notin x\} 은 더 이상 ‘합법적인’ 집합으로 구성될 수 없다. 왜냐하면 이 집합을 만들기 위해서는 먼저 ‘모든 집합들의 집합(Universal Set)’ U가 존재해야 하고, 그 U로부터 x \notin x 라는 성질을 만족하는 원소들을 ’분류’해내야 하기 때문이다. 그러나 체르멜로의 공리계에서는 그러한 보편 집합 U의 존재를 증명할 수 없으며, 오히려 모든 집합은 자기 자신을 원소로 포함하지 않는 부분집합을 가진다는 정리를 통해 U의 존재가 불가능함이 증명된다.32 즉, 아무 속성이나 가지고 무에서 집합을 창조할 수는 없고, 반드시 기존 집합의 ’일부’를 떼어내는 방식으로만 새로운 집합을 만들 수 있도록 제한함으로써 역설을 원천적으로 차단한 것이다.

AI/로봇공학적 의의

체르멜로의 공리화는 안전하고 신뢰할 수 있는 형식 시스템을 구축하는 방법론을 제시했다. 이는 AI 시스템이 정의되지 않은 입력이나 내부 규칙의 모순으로 인해 예측 불가능한 행동을 하는 것을 막기 위해 ’허용된 연산’의 범위를 명확히 규정하는 현대 프로그래밍의 ’타입 시스템(Type System)’이나 ’안전한 API 설계’와 철학적으로 동일한 맥락에 있다. 모순을 피하기 위해 허용되는 구성 규칙을 사전에 명시적으로 정의하는 접근법은 현대 컴퓨터 과학의 근간을 이룬다.

4장: 구성적 진리의 탐구: 브라우어와 직관주의의 출현 (1907년)

기초론의 위기에 대한 또 다른 급진적인 해답은 네덜란드 수학자 L. E. J. 브라우어에게서 나왔다. 그는 1907년 박사학위 논문 『수학의 기초에 관하여(On the Foundations of Mathematics)』에서 직관주의(Intuitionism)라는 새로운 수학 철학의 토대를 마련했다.37

직관주의의 핵심

브라우어는 수학적 대상이 플라톤적 이데아처럼 객관적으로 존재하는 것이 아니라, 인간 정신의 ‘구성(construction)’ 활동을 통해서만 존재한다고 주장했다.37 따라서 어떤 수학적 대상의 존재를 증명하려면, 그것을 유한한 단계 안에서 ’구성하는 절차’를 실제로 제시해야만 한다는 것이다. 이는 단순히 존재한다는 선언만으로는 불충분하며, 그것을 찾아내거나 만들어내는 방법을 보여야 한다는 강력한 요구였다.39

배중률(Law of Excluded Middle)의 거부

이러한 철학에 따라, 직관주의는 “모든 명제 P에 대해, P는 참이거나 또는 P의 부정(\sim P)이 참이다“라는 고전 논리의 기본 원칙인 배중률을 거부했다.38 예를 들어, “원주율 \pi의 소수점 이하 어딘가에 9가 연속으로 100번 나타난다“는 명제를 생각해보자. 고전 논리에서는 이 명제가 참이거나 거짓 둘 중 하나라고 본다. 그러나 직관주의의 관점에서는, 아직 그것을 실제로 찾아내지도 못했고 그것이 불가능함을 증명하지도 못한 상태라면, 이 명제는 참도 거짓도 아니라고 간주한다. 증명(구성)이 불가능한 진리는 존재하지 않는다는 것이다.

AI/로봇공학적 의의

브라우어의 직관주의는 ’증명(Proof)’과 ‘알고리즘(Algorithm)’ 사이의 깊은 관계를 조명했다. “객체 X가 존재한다“는 증명은 곧 “객체 X를 찾는 알고리즘“과 동일시되어야 한다는 그의 주장은, 훗날 컴퓨터 과학에서 ’구성적 증명(Constructive Proof)’과 ’프로그램 추출(Program Extraction)’과 같은 개념으로 직접 발전했다. 이는 수학적 증명 과정 자체가 계산 가능한 프로그램이 될 수 있다는 혁신적인 생각의 철학적 원류를 제공했다. 즉, 어떤 문제를 해결하는 방법에 대한 논리적 증명은 그 문제를 해결하는 컴퓨터 프로그램을 작성하는 것과 본질적으로 같다는 현대 컴퓨터 과학의 핵심 사상을 예견한 것이다.

제2부: 기계의 자율성을 향한 첫걸음 - 원격 제어와 자동 안정화

1900년대의 또 다른 혁명은 추상적인 논리의 세계가 아닌, 물리적인 기계의 세계에서 일어났다. 이 시기의 핵심적인 기술적 도약은 단순한 자동화가 아니라, ’정보에 의해 구동되는 자동화’의 출현이었다. 이전 시대의 자동기계(오토마타)들은 캠이나 기어와 같은 물리적 구조에 프로그램이 각인된 시계 장치와 같은 경이로운 기계 공학의 산물이었다.41 그들의 행동은 기계의 물리적 형태에 의해 미리 결정되어 있었다. 그러나 1900년대에 등장한 새로운 기계들은 눈에 보이지 않는 추상적인 정보, 즉 전파에 의해 구동되었다. 이는 기계의 행동을 물리적 형태로부터 분리시켰다. ’텔레키노’는 서로 다른 ’코드워드’를 해독하여 미리 정해지지 않은 다양한 동작을 수행함으로써, 단순한 물리적 반응이 아닌 원시적인 정보 처리를 보여주었다.43 한편, 스페리의 자이로 안정장치는 외부의 명령뿐만 아니라, 스스로의 상태를 감지하고 그 정보를 이용해 자율적으로 행동을 교정하는 폐쇄 루프 정보 시스템을 구현했다.11 이는 기계적 결정론에서 정보적 제어로의 패러다임 전환을 의미하며, 각각 원격 로봇(Teleoperation)과 자율 로봇(Self-regulation)의 탄생을 예고하는 사건이었다.

1장: 단순 신호를 넘어: 토레스 케베도의 ’텔레키노’와 프로그래밍의 서광 (1903-1906년)

무선 통신 기술의 등장은 기계를 원격으로 제어할 가능성을 열었다. 이 분야의 초기 개척자들의 노력은 단순한 원격 조작을 넘어 원격 프로그래밍의 개념으로 발전했다.

선구자 니콜라 테슬라

1898년, 니콜라 테슬라는 뉴욕 매디슨 스퀘어 가든에서 열린 전기 전시회에서 무선 전파를 이용해 모형 보트를 원격으로 조종하는 시연을 성공적으로 선보였다.9 이 장치는 보트의 키(rudder)와 프로펠러를 제어할 수 있었으나, 그 제어 방식은 기본적으로 ’신호 있음/신호 없음/역신호’의 3가지 상태(on/off/still)에 기반한 제한적인 방식이었다.44

레오나르도 토레스 케베도의 혁신

스페인의 공학자 레오나르도 토레스 케베도는 테슬라의 아이디어를 근본적으로 확장하고 정교화했다. 그는 1903년 ’텔레키노(Telekino)’에 대한 특허를 출원했고, 1906년에는 빌바오 항구에서 국왕이 참석한 가운데 성공적으로 시연을 마쳤다.10 이 시연에서 그는 해안가에서 전파를 이용해 항구에 정박한 보트를 자유자재로 움직였다.43

기술적 핵심 - ‘코드워드(Codeword)’ 시스템

텔레키노의 진정한 혁신은 단순한 on/off 제어를 넘어, 서로 다른 이진 전신 신호의 조합, 즉 ’코드워드’를 사용한 점에 있었다.43

  • 송신: 송신기는 특정 명령(예: ‘우회전’, ‘전속 전진’)에 해당하는 고유한 코드워드를 생성하여 전파로 송출했다.

  • 수신 및 해독: 수신기에는 전파를 감지하는 ’코히러(Coherer)’가 장착되어 있었다.49 코히러는 금속 가루를 채운 작은 관으로, 전파를 수신하면 전기 저항이 급격히 낮아지는 원리를 이용한 초기 형태의 검출기였다.51 수신된 신호는 기계적인 디코더로 전달되어 코드워드를 해석했다.

  • 실행: 디코더는 해석된 코드워드에 따라 연결된 특정 서보모터나 스위치를 작동시켜, 각기 다른 동작을 수행하게 했다.

이 방식을 통해 토레스는 자신의 프로토타입에서 최대 19가지의 독립적인 명령(예: 방향 전환, 속도 조절, 깃발 올리기, 불 켜기 등)을 수행할 수 있었다.43

AI/로봇공학적 의의

텔레키노는 역사상 최초로 ’원격 명령어 집합(Remote Instruction Set)’을 구현한 시스템으로 평가할 수 있다. 이는 기계에 추상적인 ’언어’를 통해 복수의 명령을 내리는 현대 로봇 제어의 기본 원리를 보여준다. 텔레키노는 단순한 원격 조종 장치를 넘어, ’원격 프로그래밍’의 서막을 연 기념비적인 발명이었다.47

2장: 흔들림 없는 기준의 확립: 엘머 스페리의 자이로스코프 응용 (1908-1909년)

20세기 초, 해상 항해 기술은 심각한 도전에 직면했다. 이 문제를 해결하려는 노력은 기계가 스스로의 상태를 파악하고 안정시키는 자율 제어 기술의 발전을 이끌었다.

시대적 배경

19세기 말부터 군함이 강철로 건조되면서, 선체의 거대한 금속 덩어리가 지구 자기장을 왜곡시켜 기존의 자기 나침반이 무용지물이 되는 심각한 문제가 발생했다.45 정확한 항해가 불가능해진 해군은 새로운 기준점을 절실히 필요로 했다.

엘머 스페리의 해결책

미국의 다작 발명가 엘머 스페리는 이 문제를 해결하기 위해 수십 년간 장난감으로만 여겨졌던 ’자이로스코프(Gyroscope)’의 원리에 주목했다.53 자이로스코프는 고속으로 회전하는 물체(팽이)가 외부의 힘에 저항하여 회전축을 항상 일정한 방향으로 유지하려는 성질(회전 관성)을 이용한 장치다.12

자이로컴퍼스(Gyrocompass)

스페리는 지구의 자전축이라는 불변의 기준을 이용하여, 자이로스코프가 자기장이 아닌 진북(True North)을 항상 가리키도록 하는 장치, 즉 자이로컴퍼스를 개발했다. 그는 1908년에 관련 핵심 특허를 출원하기 시작했으며, 1911년 미 해군 전함 델라웨어호에 최초로 설치되었다.53

자이로 안정장치(Gyrostabilizer)

더 나아가 그는 자이로스코프에 외부 힘(토크)이 가해지면 회전축 방향이 힘의 방향에 대해 90도 꺾여서 반응하는 ‘세차 운동(Precession)’ 원리를 응용했다. 선박이 파도에 의해 한쪽으로 기울어지면(roll), 이 움직임이 내장된 거대한 자이로스코프에 토크를 가한다. 그러면 자이로스코프는 이를 즉각 감지하여 선박의 기울어짐을 상쇄하는 강력한 안정화 토크를 반대 방향으로 발생시켜 선박의 평형을 자동으로 되찾게 하는 ’자이로 안정장치’를 발명했다.11

AI/로봇공학적 의의

스페리의 발명품들은 최초로 널리 실용화된 ’능동적 피드백 제어 시스템’이었다. 이 시스템들은 다음과 같은 폐쇄 루프(closed-loop) 제어의 완벽한 사례를 보여준다:

  1. 감지(Sense): 센서(자이로스코프)가 시스템의 현재 상태(방향, 기울기)를 지속적으로 감지한다.

  2. 비교 및 계산(Compare & Compute): 현재 상태를 목표 상태(진북, 수평)와 비교하여 오차를 계산한다.

  3. 교정(Actuate): 액추에이터(모터)를 통해 오차를 수정하는 동작을 자동으로 수행한다.

이는 오늘날 로봇이 균형을 잡고, 드론이 자세를 제어하며, 자율주행차가 차선을 유지하는 모든 자율 제어 기술의 직접적인 조상이다. 기계가 외부 환경의 변화에 수동적으로 반응하는 것을 넘어, 스스로의 상태를 기준으로 능동적으로 안정성을 유지하기 시작한 것이다.

3장: 정밀한 움직임의 구현: 서보모터의 초기 적용

자율 제어 시스템이 정교한 판단을 내리더라도, 그 판단을 물리적 세계에서 정확하게 실행할 수단이 없다면 무용지물이다. 이 시기, 명령을 정밀한 움직임으로 변환하는 ’근육’의 역할이 중요해지기 시작했다.

개념의 등장

’서보모터(Servomoteur)’라는 용어는 19세기 후반 프랑스의 조제프 파르코(Joseph Farcot)가 선박 조향용 증기 엔진을 묘사하며 처음 사용했다.56 라틴어 ‘servus’(노예)에서 유래한 이 용어는, 주인의 명령에 충실하고 정확하게 따르는 모터라는 의미를 담고 있다.

1900년대의 적용

1900년대 초, 이 개념은 전기 모터에 적용되기 시작했다. 특히 엘머 스페리는 1908년경 자신의 자이로스코프 안정장치와 나침반 시스템에서 제어 신호에 따라 정밀하게 움직이는 ’전기 접촉기 서보모터(electric contactor servo-motors)’를 핵심 부품으로 사용했다.56

작동 원리

이 시기의 서보모터는 피드백 시스템의 최종 실행부 역할을 담당했다. 예를 들어, 자이로 안정장치가 선박의 미세한 기울기를 감지하면, 제어 메커니즘은 그 기울기를 상쇄하는 데 필요한 정확한 힘과 방향을 계산하여 전기 신호를 보낸다. 서보모터는 이 신호를 받아 정확히 필요한 만큼만 구동하여 안정화 장치를 움직이는 역할을 수행했다. 즉, 추상적인 ’명령’을 ’정밀한 물리적 움직임’으로 변환하는 핵심적인 액추에이터(actuator)였던 것이다.

AI/로봇공학적 의의

만약 자이로스코프가 로봇의 ’감각기관(센서)’이고 제어 메커니즘이 ’신경계(제어기)’라면, 서보모터는 로봇의 ’근육(액추에이터)’에 해당한다. 제어 시스템이 아무리 정교한 명령을 내려도, 그 명령을 정확하고 신속하게 수행할 ’근육’이 없다면 시스템은 완성될 수 없다. 이 시기에 서보모터가 정밀 피드백 제어 시스템에 통합되기 시작했다는 것은, 로봇의 신체를 구성하는 세 가지 핵심 요소(센서, 제어기, 액추에이터)가 처음으로 하나의 시스템 안에서 유기적으로 결합되기 시작했음을 의미한다. 이는 기계가 단순히 움직이는 것을 넘어, ‘의도된 대로 정밀하게’ 움직일 수 있게 된 중요한 전환점이었다.

결론: 수렴의 전조 - 20세기 초, 두 개의 길이 만나다

1900년부터 1909년까지의 10년 동안, 수학기초론과 자동제어 공학은 표면적으로는 전혀 다른 길을 걷고 있었다. 한쪽에서는 펜과 종이 위에서 ’생각’의 규칙을 탐구했고, 다른 한쪽에서는 공장의 작업장에서 ’움직임’의 규칙을 구현했다. 이 두 분야의 전문가들은 서로의 작업을 거의 알지 못했으며, 공동의 목표를 가지고 있지도 않았다.

그러나 본 보고서에서 분석했듯이, 이 두 길은 무의식적으로 하나의 거대한 목표, 즉 ’지능형 기계’의 탄생을 향해 수렴하고 있었다. 수학자들은 기계가 이해하고 실행할 수 있는, 모순 없고 완벽하게 형식화된 ’언어’의 문법을 만들고 있었다. 동시에 공학자들은 그 언어로 된 명령을 수신하고, 외부 세계를 감지하며, 정밀하게 물리적 과업을 수행할 수 있는 ’신체’의 구성 요소를 만들고 있었다.

힐베르트의 ’알고리즘’에 대한 질문, 러셀의 역설이 촉발한 ‘모순 없는 형식 체계’ 구축 노력, 그리고 체르멜로의 공리화는 미래 AI의 ’소프트웨어’를 위한 지적 토대를 마련했다. 동시에 토레스 케베도의 ‘코드워드’ 기반 원격 제어와 스페리의 ‘피드백’ 기반 자율 안정화는 미래 로봇의 ’하드웨어’를 위한 기술적 토대를 구축했다.

이 시기는 데카르트 이래로 이어져 온 ’생각하는 기계’에 대한 철학적 사변이 처음으로 구체적인 수학적, 공학적 현실성을 획득하기 시작한 결정적인 전환점이었다.58 1900년대의 성과가 없었다면, 앨런 튜링의 ’계산하는 기계’와 노버트 위너의 ’사이버네틱스’라는 20세기 중반의 위대한 지적 종합은 불가능했을 것이다. 비록 AI와 로봇이라는 이름은 없었지만, 이 10년은 그 거대한 강의 발원지가 된, 조용하지만 가장 중요한 시대였다.

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