This company says it’s developing a system that can recognize your face from just your DNA

어디까지 믿어야 하나…DNA로 사람의 얼굴을 알아낼 수 있다니

DNA에서 추출한 유전자 정보로 사람의 얼굴 생김새를 알아내는 기술을 개발했다고 주장하는 기업이 있다. SF영화 속 설정처럼 들리는 이러한 기술이 실제로 가능할까? 관련 분야가 어떤 방향으로 향하고 있는지 살펴봤다.

경찰관 한 명이 살인 사건 현장에 있다. 목격자는 없다. CCTV 영상도 없다. 확실한 용의자나 살인 동기도 파악할 수 없다. 유일한 단서는 피해자의 겉옷 소매에 남아있는 약간의 머리카락뿐이다. 그 머리카락 한 가닥에 담긴 세포에서 추출한 DNA를 복제해 데이터베이스와 대조한다. 일치하는 데이터가 없다. 결국 이 사건은 미제사건이 된다.

이스라엘의 인공지능(AI) 회사 코티카(Cortica)의 얼굴인식(facial recognition) 부문 자회사 코사이트 AI(Corsight AI, 이하 ‘코사이트’)는 위에 제시된 것과 같은 상황을 해결할 방법을 고안하고 있다고 주장한다. 이들이 주장하는 해결책은 DNA를 이용해 얼굴 모델을 만들어서 얼굴인식 시스템을 통해 범인을 찾아내는 것이다. 하지만 관련 분야의 전문가들은 이것이 과학적으로 지지할 수 없는 방법이라고 생각한다.

지난해 12월 15일 뉴욕에서 열린 임페리얼 캐피털 인베스터스 콘퍼런스(Imperial Capital Investors Conference)에서 로버트 와츠(Robert Watts) 코사이트의 CEO와 오퍼 로넨(Ofer Ronen) 부사장은 투자 유치 프레젠테이션을 통해 ‘DNA 투 페이스(DNA to Face)’ 제품을 공개했다. ‘DNA 투 페이스’는 움직임과 음성을 인식하는 기술과 함께 코사이트의 신제품 로드맵에 포함됐다. 감시 연구 단체 IPVM이 살펴보고 MIT 테크놀로지 리뷰와 공유한 코사이트의 프레젠테이션 자료를 보면, ‘DNA 투 페이스’ 도구는 “DNA 샘플에서 수집한 유전물질을 분석하여 얼굴을 구축한다”고 설명되어 있다.

자사의 얼굴인식 기술을 확장해 음성인식으로 얼굴을 식별하는 ‘보이스 투 페이스(Voice to Face)’, DNA로 얼굴을 파악하는 ‘DNA 투 페이스(DNA to Face)’, 움직임을 통해 사람을 실시간으로 감지하는 ‘무브먼트(Movement)’를 신제품 로드맵으로 제시한 코사이트의 투자자 프레젠테이션 사진

코사이트AI는 해당 프레젠테이션과 제품 로드맵에 관한 질문에 답을 해달라는 요청을 거절했다. 와츠는 이메일에서 “우리는 현재 언론과 접촉하지 않고 있다. 우리가 개발하고 있는 제품에 관한 자세한 내용은 회사 기밀”이라고 밝혔다.

마케팅 자료에 따르면 코사이트는 자사의 기술을 정부와 법 집행기관에 도입하는 일에 집중하고 있는 것으로 보인다. 코사이트의 자문 위원회는 CIA의 전임 국장 제임스 울시(James Woolsey)와 FBI의 전임 부국장 올리버 레벨(Oliver Revell)까지 단 두 명으로 구성되어 있다.

그러나 이들이 주장하는 시스템을 구축하는 데 필요할 것으로 보이는 과학적 지식은 아직 존재하지 않으며, 전문가들은 이 제품이 얼굴인식 기술이 이미 초래하고 있는 윤리적 문제와 사생활 문제, 편향 문제 등을 악화시킬 것이라고 예측했다. 더욱 걱정스러운 점은 이러한 기술 개발 시도를 통해, 부정확한 수단이라고 해도 상관없이 사용 가능한 모든 수단을 동원해 사람의 신원을 알아낼 수 있는 미래를 향한 업계의 야망이 드러나고 있다는 것이다.

이 기사는 ‘이번 프레젠테이션 이전에 IPVM이 DNA 샘플과 관련된 얼굴인식 제품을 상용화하려는 회사의 존재를 모르고 있었다”고 보도한 IPVM의 도널드 메이(Donald Maye)와 합동으로 보도하는 내용을 담고 있다.

파란만장한 과거

코사이트의 아이디어가 완전히 새로운 것은 아니다. 실리콘밸리의 유명인 크레이그 벤터(Craig Venter)와 피터 디아만디스(Peter Diamandis)가 설립한 유전체학 바탕의 DNA 분석 기업 ‘휴먼 롱제비티(Human Longevity)’는 2017년에 DNA를 이용해 얼굴을 예측했다고 주장한 바 있다. MIT 테크놀로지 리뷰는 당시 그들의 주장에 대해, ‘그들은 그렇게 주장하고 있지만 전문가들은 의심스러워하고 있다’고 보도했다. 휴먼 롱제비티의 전직 직원은 회사가 게놈을 이용해 군중 속에서 원하는 사람을 골라낼 수 없다고 말했고, 가계도 플랫폼 마이헤리티지(MyHeritage)의 최고과학책임자 야니브 에를리치(Yaniv Erlich)는 해당 연구의 주요 결점을 지적하는 논문을 발표했다.

DNA 정보과학을 연구하는 소기업 ‘파라본 나노랩스(Parabon NanoLabs, 이하 ‘파라본’)’는 스냅샷(Snapshot)이라는 제품을 통해 DNA 샘플에서 추출한 사람의 신체적인 모습을 법 집행기관들에 제공한다. 스냅샷은 얼굴의 3D 렌더링뿐만 아니라 유전 계보에 관한 정보도 포함하고 있다. (파라본은 웹사이트에, 법 집행기관이 찾고 있는 사람의 실제 사진과 DNA를 통해 생성한 렌더링 이미지의 비교본들을 공개하고 있다.)

파라본이 컴퓨터로 생성한 몽타주 이미지에는 눈동자색이나 피부색 같은 표현형(phenotype) 특성도 포함되어 있으며, 이러한 특성들에는 신뢰도 점수가 함께 제공된다. 예를 들어, 몽타주 이미지는 찾고 있는 사람의 눈동자가 파란색일 가능성이 80%라고 설명할 수도 있다. 몽타주 아티스트는 가능할 때마다 몸무게와 나이처럼 비유전적 요인에 관한 묘사를 최종 얼굴 모델에 포함시켜 몽타주 이미지를 수정한다.

파라본의 웹사이트는 자사의 소프트웨어가 매주 평균 1건의 사건을 해결하는 데 도움을 주고 있다고 주장한다. 파라본의 생물정보학(bioinformatics) 부분 책임자, 엘렌 맥레이 그레이탁(Ellen McRae Greytak)은 대부분의 사건을 몽타주 분석보다는 유전 계보학을 바탕으로 해결하기는 했지만 파라본이 지난 7년 동안 200건 이상의 사건을 해결했다고 밝혔다. 그레이탁은 파라본이 사용하는 독점적인 방식과 데이터를 공개하지 않는다는 이유로 비난을 받고 있다고 말하면서, 기술을 비공개로 유지하는 것은 ‘사업상 결정’ 때문이라고 덧붙였다.

파라본은 표현형 서비스와 얼굴인식 AI를 함께 제공하지 않으며, 회사의 고객인 법 집행기관들이 DNA 샘플로 생성한 이미지들을 얼굴인식 시스템에 입력하지 못하도록 규정한다.

그레이탁은 파라본의 기술이 “두 눈 사이의 정확한 간격이나 눈, 코, 입의 비율을 알려주지는 않는다”고 밝혔다. 그런 수준의 정확성 없이는 얼굴인식 알고리즘이 정확한 결과를 낼 수 없다. 그러나 그녀는 DNA에서 그런 정확한 측정값을 가져오려면 근본적이고 새로운 과학적 발견들이 필요하다고 설명하면서, “그렇게 정확한 예측을 시도했던 논문들은 많은 성공을 거두지 못했다”고 덧붙였다. 그레이탁은 파라본이 얼굴의 대략적인 모양을 예측할 뿐이라고 설명했다(그러나 그러한 대략적인 예측이 과학적으로 타당한지에 대해서도 의문의 여지가 있다).

경찰은 보통 목격자의 진술을 바탕으로 얼굴인식 시스템을 통해 몽타주를 작성한다. 사생활과 기술에 관한 조지타운대학교 법학 센터가 2019년에 수행한 연구에서는 미국 내에서 적어도 6개 경찰기관들이 손으로 그린 것이든 컴퓨터로 생성한 것이든 상관없이 몽타주 이미지를 얼굴인식 시스템에 입력하는 것을 ‘장려하지는 않더라도 허가한다’는 사실을 발견했다. AI 전문가들은 그런 과정이 정확성을 떨어뜨릴 수 있다고 경고해왔다.

코사이트는 또한 자사의 얼굴인식 시스템의 역량과 정확도를 과장한다는 이유로 비난받아왔다. 온라인에 공개되어 있는 프레젠테이션 자료에 따르면 코사이트는 자사의 얼굴인식 시스템을 ‘어떤 상황에서도 사용할 수 있는 가장 윤리적인 얼굴인식 시스템’이라고 부른다. 지난 11월에 IPVM을 위해 기술 시연을 하면서 코사이트의 CEO 와츠는 코사이트의 얼굴인식 시스템이 “마스크를 쓴 사람의 얼굴도 식별할 수 있으며, 보건용 마스크뿐만 아니라 스키 마스크를 쓴 사람의 얼굴까지 알아볼 수 있다”고 설명했다. IPVM은 이에 대해 마스크를 쓴 얼굴에 코사이트의 AI를 사용했을 때 신뢰도 점수는 65%였으며, 이 점수는 포착된 얼굴이 내부 데이터베이스와 일치할 가능성을 코사이트가 자체적으로 측정한 값이라고 보도했다. 또한 코사이트가 묘사하는 마스크란 입이나 눈만 나오는 스키 마스크가 아니라 코까지 덮는 목 보호대라고 설명하는 것이 더 정확하다고 지적했다.

얼굴인식 기술의 정확도에 관한 더 다양한 문제들은 잘 문서화되어 있다(MIT 테크놀로지 리뷰에도 있다). 그런 문제는 사진에 조명이 부족하거나 사진이 이상한 각도로 찍혔을 때, 그리고 피사체가 피부색이 어두운 사람이거나 여성, 또는 나이가 매우 많거나 어린 사람일 때 더 분명하게 드러난다. 프라이버시를 옹호하는 사람들과 대중도 얼굴인식 기술을 비난해왔는데, 특히 내부 매칭 엔진에 소셜미디어에서 수집한 이미지를 사용하는 클리어뷰AI 같은 시스템이 비난을 받고 있다.

얼굴인식 기술을 법 집행기관에서 사용하는 것에 관해서는 특히 우려가 크다. 보스턴, 미니애폴리스, 샌프란시스코는 법 집행기관의 얼굴인식 기술 사용을 금지하고 있는 많은 도시에 속한다. 아마존과 마이크로소프트는 얼굴인식 제품을 경찰에 판매하는 일을 중단했고, IBM은 자사의 얼굴인식 소프트웨어를 시장에서 회수했다.

‘사이비 과학’

감시 기술 감독 프로젝트(Surveillance Technology Oversight Project)의 대표이자 인권 변호사이면서 얼굴인식 시스템 관련 문제를 주로 다루고 있는 앨버트 폭스 칸(Albert Fox Cahn)은 “DNA를 이용해서 얼굴 검색을 실행할 수 있을 정도로 정확한 얼굴 이미지를 만들 수 있다는 주장은 터무니없는 말처럼 들린다. 그건 사이비 과학”이라고 말했다.

네덜란드 국립 수학 정보과학 연구소의 컴퓨터 이미징 그룹(Computational Imaging Group of Centrum Wiskunde & Informatica) 소속 연구원 제밀라 세로(Dzemila Sero)는 그런 시스템을 가능하게 할 수 있는 과학과 기술이 아직 충분히 발전하지 못했다고 설명했다. 세로는 DNA 샘플에서 얼굴을 정확히 묘사하는데 필요한 유전자 목록이 현재 미완성이라고 말하며, 휴먼 롱제비티가 2017년에 발표한 연구를 언급했다.

게다가 환경이나 노화 같은 요인들도 얼굴 생김새에 상당한 영향을 주는데, 이는 DNA 표현형을 통해서는 포착할 수 없는 부분이다. 그리고 연구에서도 개별 유전자는 성별과 혈통만큼 사람의 얼굴 생김새에 영향을 주지 않는다는 것이 드러났다. 그녀는 이메일을 통해 MIT 테크놀로지 리뷰에 “연구와 기술이 부족한 상태에서 DNA로 얼굴을 예측하는 기술을 조기에 실행하려는 시도는 게놈 연구에 대한 신뢰와 지지를 약화시킬 수 있으며, 사회적 이익도 전혀 얻지 못할 가능성이 크다”고 말한 바 있다.

세로는 코사이트의 시스템에서 말하는 개념을 뒤집은 아이디어를 연구하고 있다. 즉, 3D 사진들을 DNA 샘플과 매칭시키는 방법을 통해 ‘DNA에서 얼굴’을 예측하는 대신에 ‘얼굴에서 DNA’를 예측하는 것이다. 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 게재된 논문에서 세로와 그녀의 연구팀은 기술이 80~83% 정도 정확하다고 발표했다. 그러나 세로는 자신의 연구를 검사가 유죄를 입증하는 증거로 사용해서는 안 된다고 말하며, “이러한 방법은 형사사법계에서 추가적인 인종 차별 위험을 발생시킬 수 있으므로 적절한 안전장치가 마련될 때까지는 기술을 조기에 도입하는 것에 주의해야 한다”고 설명했다.

법 집행기관은 DNA 데이터에 의존한다. 주로 무료 가계도 웹사이트 ‘GED매치(GEDmatch)’가 이용되는데, 이곳은 악명 높은 ‘골든 스테이트 킬러(Golden State Killer)’를 찾아내는 데 중요한 역할을 하기도 했다. 그러나 한때 미국 국립 연구위원회(US National Research Council)가 과학적으로 유일한 법의학적 증거로 여겼던 DNA 샘플조차도 최근 정확성에 문제가 있다는 비판을 받고 있다.

얼굴인식 기술 사용으로 인한 편향과 관련한 기록을 얻기 위해 현재 뉴욕 경찰국을 고소한 폭스 칸은 코사이트의 가상 시스템이 가져올 결과가 재앙에 가까울 것이라고 예측했다. 그는 “그들이 주장하는 시스템은 얼굴인식 기술과 관련한 문제를 더 늘릴 것으로 보인다. 또한 그런 시스템이 실재한다면 언젠가 우리 모두를 감시하는 도구로 사용될 수도 있을 것”이라고 설명했다.

얼굴인식 기술의 미래

그러한 우려에도 불구하고 얼굴인식 기술 시장은 성장하고 있으며, 기업들은 고객들보다 앞서 나가고 있다. 코사이트는 효과가 있든 없든 화려한 신기능을 가진 사진 매칭 서비스를 제공하는 많은 기업 중 한 곳일 뿐이다.

그런 신제품 중 대부분은 얼굴인식 기술을 다른 종류의 인식 기술과 통합시킨 것으로 보인다. 예를 들어, 러시아의 얼굴인식 기업 앤테크랩(NtechLab)은 사람들의 자동차 번호판과 얼굴의 특징을 바탕으로 사람을 식별하는 시스템을 제공하고 있으며, 설립자 아르템 쿠하렌코(Artem Kuharenko)는 지난해 MIT 테크놀로지 리뷰와의 인터뷰에서 자사의 알고리즘이 ‘영상에서 가능한 많은 정보를 추출’하려고 한다고 설명한 바 있다. 이러한 시스템에서 얼굴인식은 연결된 데이터베이스에 있는 개인 정보를 일종의 데이터 ‘파놉티콘(panopticon)’에 융합하여 다양한 기술로 사람을 식별할 수 있는 장치의 일부에 불과하다.

코사이트의 ‘DNA 투 페이스’ 시스템은 이들이 잠재적인 구매자들에게 제공할 수 있는 미래적이고 포괄적인 감시 패키지를 구축하려는 시도로 보인다. 그러나 그런 기술에 관한 시장이 커지고 있다고 하더라도, 코사이트와 다른 기업들은 편향과 부정확성에 시달리는 감시 기술을 상용화할 위험에 직면해 있다.

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