자기 암시로 표정 숨기는 범인들...AI가 찾아내는 얼굴 변화는 못속여

거짓말 탐지기, 40~60밀리 초안에 사라지는 얼굴 미세표현 검사 수행
페이스 미, 마스크 착용해도 여전히 98.5%의 정확도로 얼굴 판별해내
아바타, AI와 다양한 센서 결합해 얼굴 동작 변화로 불법 입국자 판별

 

(출처=셔터스톡)

“입은 거짓말해도 몸은 거짓말 못 한다.”란 말이 있다. 과학기술의 눈부신 발전에 따라 거짓말 탐지기 역시 동반 성장하고 있어 범죄자들의 설 땅이 더욱 좁아지고 있다.

 

현재 일반적으로, 사용되고 있는 ‘폴리그래프(Polygraph)’ 거짓말 탐지기는 호흡파나 피부 전기반사 또는 혈압 맥박 파라고 불리는 심 맥파를 동시에 기록하는 장치다.

 

본격적인 검사에 앞서, 용의자라고 판단되는 사람의 팔에 혈압 대를 감고, 가슴에는 주름진 고무호스를 감는다. 또 손바닥이나 손가락 끝에는 2개의 작은 전극을 테이프로 붙인다. 이것들은 각각 호흡, 흉부 압박, 피부 전기 등을 측정하기 위해 하는 준비작업이다.

 

이어 검사자는 용의자가 벌였을 만한 범죄 행각을 질문서로 만들고, 관련 사진까지 들이대며, 질문한다. 만약에 검사 대상자가 고의로 거짓말을 하려고 한다면, 발각될지도 모를 공포 때문에 호흡, 피부 전기반사, 혈압, 맥박 등에 신체적 변화가 일어나게 된다.

 

폴리그래프는 이런 신체적 및 생리적 변화를 기록하는 도구다. 그럼에도 불구하고, 이 물리적, 신체적 도구는 신체 반응에 전폭 의지하기 때문에 범죄를 저지르지 않았어도 겁이 많고, 신경이 예민한 사람에게도 반응이 일어난다는 문제점이 있다.

 

이에 법원에서도 거짓말 탐지기 증거를 직접 증거로 받아들이지 않고 있다.

 

지난 2001년에는 거짓말 탐지기에도 신기술이 도입됐는데 P300파를 이용한 ‘뇌 지문 감식’ 기술이 바로 그것이다. 이 판독기는 피검사자의 머리 위에 10여 개의 미세 전극이 내장된 장치를 씌우고, 범죄 현장과 관련한 영상 장면을 컴퓨터 화면으로 보여주면서 뇌의 반응을 기록하는 장치다.

 

전문가들에 따르면, 이 경우 인간의 뇌는 자기가 이미 본 장면을 다시 보게 되면, 뇌파 중에 P300이란 뇌파를 발생시키는데, 이 뇌파 여부에 따라 거짓말 여부를 판별하는 것이다.

 

기존의 폴리그래프가 최고 85%~95% 수준이라면, 이 뇌파분석기는 거의 98%라서 훨씬 높은 것으로 알려져 있다. 하지만 전문가들은 “검사 시에 만약에 여성 용의자가 생리 중이거나, 주위 온도, 또는 매우 자극적인 영상 장면에 의해 사건과 상관없는 P300 파가 발생하기도 한다”라고 지적한다.

 

이를 보완하는 것이 바로 하버드 대학교의 심리학자 스티븐 코슬린(Steven Koslin)이 개발한 자기공명영상(MRI)에 의한 거짓말 탐지기다.

 

이 장치는 MRI로 뇌를 주사해 용의자가 거짓말을 할 때, 뇌의 여러 부위에서 일어나는 여러 가지 생리적 반응을 측정한다. 아직 크게 활용되고 있지 못하나, 향후 기술 발전에 따라 거짓말 탐지기의 중요한 축으로 자리 잡을 것으로 예상된다.

4차 산업 혁명을 맞아서 또하나의 기대되는 장치가 바로 인공지능을 이용한 신개념의 거짓말 탐지기다. 이는 단순히 직관이나 신체의 생리학적 변화만을 이용하는 것이 아니다.

 

이 AI 도구는 인간이 거짓말을 할 때, 일어나는 모든 안면 인식 변화를 미세하게 기록한 데이터를 이용하는 것이다. 인공지능의 발전이 가져온 이 기술로 거짓말 탐지기 영역은 또 한 번의 혁신적 변화가 기대되고 있다.

 

미세한 변화 놓치지 않는 AI

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지난 20일 이스라엘의 공공대학 텔아비브 대학의 연구원들이 기존의 안면 인식 기술보다 훨씬 더 미세하게 표정 변화를 잡아내는 거짓말 탐지기를 발견했다고 위오뉴스(Wionews)가 전했다.

 

연구팀에 따르면, 이 연구는 ‘뇌와 행동’에 관한 것으로 자신들이 사용하고 있는지도 모를 얼굴 근육을 읽을 수 있는 신개념의 거짓말 탐지기라는 것이다.

 

연구팀에 따르면, 이 거짓말 탐지기는 정확성과 속도가 핵심적인 역할을 한다. 즉, 40~60밀리 초안에 사라지는 얼굴의 미세표현을 바탕으로 검사가 진행된다.

 

행동 신경과학자인 디노 레비(Dino Levi)에 따르면 “이것은 완벽하지는 않지만, 현존하는 어떤 안면 인식 기술보다 훨씬 더 낫다”라고 설명했다. 또 그는 “이것은 초기 연구였기 때문에 거짓말 자체는 매우 간단했다”고 덧붙였다.

 

연구자들은 48명의 참가자를 대상으로 눈썹이나 볼 근육의 경련을 알려주는 지표들을 실험했다. “우리는 성공적으로 모든 참가자에게 거짓말을 탐지했고, 훈련되지 않은 인간 탐지기보다 훨씬 더 잘했다”라고 레비는 설명했다.

 

그는 "인간 상대방을 성공적으로 속일 수 있었던 개인들도 머신러닝 알고리즘에 의해 제대로 감지됐다”고 덧붙였다.

 

연구팀은 이 새로운 거짓말 탐지기가 인공지능에 의해 작동됐고, 사회에 더 많은 투명성을 가져오기를 희망한다는 소견을 밝혔다.

 

아울러 이 거짓말 탐지기가 국경 보안을 강화하는데 사용될 수 있으며, 연구자들은 보험금 청구나 취업 지원자를 심사하기 위해 민간 부문으로 진출할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

페이스 미, 99.73% 정확도 자랑

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안면 인식 기술(Facial recognition Technology)은 디지털 이미지를 통해 각 사람을 자동으로 식별하는 AI 컴퓨터 지원 응용 프로그램이다. 이는 살아 있는 이미지에 나타나는 선택된 얼굴 특징과 안면 데이터베이스를 서로 비교해 의료, 보안 등 각종 산업에 응용되고 있다.

 

대만은 AI 분야의 아시아 허브라는 명성을 바탕으로 최근에 안면 인식 기술이 크게 발전하고 있는 나라다. 지난 15일 대만 안면 인식의 선두 기업 사이버링크(Cyberlink)가 자사의 페이스미(Face Me) 안면 인식 솔루션이 아이베타(iBeta)의 산업표준 PAD 테스트에서 “참 거부율 100%”를 달성했다고 비즈니스 와이어가 보도했다.

 

알려진 바에 따르면, 페이스 미는 테스트의 사진과 비디오에서 모든 가장 및 대체 시도를 감지했으며, 아이베타는 국제적으로 공인된 독립 타사 테스트 및 품질 보증 기관이다.

 

“NIST 및 기타 독립 기관들이 일관되게 인정한 페이스 미의 높은 정확성에 더해, 당사는 스푸핑(Spoofing) 기술을 사용해 무단 액세스를 방지하는 신뢰성을 보장하는 아이베타의 PAD 인증을 받게 되어 영광이다”고 사이버링크의 CEO 자우 황(Zhau Hwang) 박사는 밝혔다.

 

스푸핑의 사전적 의미는 “속이다”이다. 네트워크에서 스푸핑 대상은 MAC 주소, IP주소, 포트 등 네트워크 통신과 관련된 모든 것이 될 수 있고, 스푸핑은 속임을 이용한 공격을 총칭한다.(위키피디아 참조)

 

아이베타는 생체 인식 시험을 위해 미국 국립표준기술연구소(NIST) 국립자발적 실험실인가프로그램(NVLAP)이 인가한 세계에서 몇 안 되는 기관 중 하나다. 아이베타는 페이스 미의 오류율(APCER) 0%로 결론을 내린 것으로 알려졌다.

 

자우황 박사는 “스푸핑 공격을 예방하는 것은 철갑 보호가 필수적인 핀테크나 액세스 제어 등의 분야에서 안면 생체 인식 기술을 채택하는 데 매우 중요하지만, 가장 어려운 과제 중 하나”라고 말했다.

 

현재 사이버링크에 따르면, 페이스 미는 솔루션 구축업체와 시스템 통합업체에 보안, 액세스 제어, 공공 안전, 핀테크, 스마트 소매 및 가정 보호 등 다양한 시나리오에 걸쳐 배포할 수 있는 빠르고 신뢰할 만한 안면 인식 기술을 제공하고 있다.

 

한편, 지난 18일 미국 온라인 매체 인사이더(Insider)도 대만의 사이버링크가 자사의 AI 기능을 통합한 페이스미 안면 인식 엔진을 개발했다는 소식을 전했다.

 

딥러닝 알고리즘에 의해 구동되는 이 엔진은 99.73%의 정확도 수준을 자랑하는데 코로나 대유행 기간 마스크를 착용하더라도 페이스 미는 여전히 대상자를 98.5%의 정확도로 판별해냈다는 것이다.

 

특히, 안면 인식은 은행, 보험사, 금융서비스 등이 생체인증 확보와 사이버 범죄 퇴치에 도움이 될 솔루션을 찾고 있어, 금융산업은 주요 성장 분야로 기대되고 있다. 최근에 사이버링크는 페이스 미를 대만 전역에 얼굴 인식 기능과 온도 스캔 키오스크로 제공하면서 코로나-19와의 싸움에 사용하고 있다.

 

아바타, 불법 입국자 검문에 활용

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중남미에서 넘어오는 불법 이민자들로 골머리를 앓고 있는 미국 정부는 멕시코와 남부국경에서 불법 이민자에 대한 감시를 강화하기 위해 안면 인식 장비를 적극적으로 도입하고 있다.

 

지난 2018년 5월 15일 AI가 탑재된 거짓말탐지 컴퓨터 키오스크(Kiosk)가 공항이나 국경 검문소에서 거짓말 탐지기로 활용되고 있다고 CNBC의 제프 대니얼스(Jeff Daniels) 리포터가 전했다.

 

3년 전부터 샌디에이고 주립대학의 애런 엘킨스(Aaron Elkins) 교수는 국경이나 공항 등에서 여행객들에게 질문하고 누군가가 거짓말을 하고 있는지 탐지하기 위한 행동을 포착할 수 있는 키오스크 시스템을 연구해왔다.

 

앨킨스 교수에 따르면, 이런 기술이 바쁜 국경 통과에서 난민과 망명 신청자들의 초기 심사를 제공하는 데 사용되면 훨씬 정확한 검색과 직원들의 시간을 절약할 수 있다는 것이다.

 

약 6년 전 미 국토안보부는 ‘실시간 진실 평가를 위한 자동 가상 에이전트(아바타, AVATAR)’로 알려진 이 기술 연구에 자금을 지원했으며, 자원한 여행객을 대상으로 미국-멕시코 국경에서 테스트하도록 했다.

 

이후 캐나다와 유럽연합(EU)은 가상 에이전트를 이용해 여행객들에게 일련의 질문을 하는 로봇 모양의 키오스크를 시험했다.

 

인공지능 시스템 개발자이자, 샌디에이고 주립대 조교수인 엘킨스 교수는 “10년 전 국방부와 국토안보부로부터 원조받은 대부분의 자금에도 불구하고 이 기술은 잠재적으로 훨씬 더 광범위한 응용 분야를 가지고 있다”라고 밝혔다.

 

이 아바타 기술은 인공지능과 다양한 센서, 생체 인식 등을 결합해 눈의 움직임이나 목소리, 자세, 얼굴 동작의 변화를 바탕으로 거짓이거나, 잠재적인 위험을 나타내는 개인의 신호를 보낸다.

 

엘킨스 교수는 “속임수 탐지 심판으로서 아바타는 60%~75%의 성공률을 보이며 때로는 80%까지 성공한다”며, “일반적으로, 인간 심판관의 정확도는 많아야 54~60% 정도다”라고 말했다.

 

AI타임스 조행만 객원기자 chohang5@kakao.com 

 

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