🤖 사이보그지만 괜찮아________________________________

🤖 사이보그지만 괜찮아_________________________________‘21년 8월 3째주

2021. 8. 20.

[사회문제해결 이 주의 Pick!] 과학기술로 사회문제를 풀어가는 이야기를 전합니다

2021년 8월 3째주 | 구독하기 | 지난호

과학기술로 풀어갈 사회문제🚩

🤖 사이보그지만 괜찮아

🧠생각 만으로 신체의 굴레와 속박을 벗어던져요

👵어르신 댁에 소셜로봇 놔드려야겠어요

🧠생각 만으로 신체의 굴레와 속박을 벗어던져요.

- 뇌·컴퓨터 연결해 말 못하는 환자 말 알아듣는다(ft. 캘리포니아대학 연구진) -

🧠 사지가 마비된 사람이 말하고 걸을 수 있다면?

신체의 한계를 뛰어넘는 기술이 발전하고 있어요.(a.k.a BCI)

BCI란 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface)를 뜻하고 BMI라고도 해요. 인간의 뇌와 컴퓨터를 직접 연결하여 로봇, 드론 등을 제어할 수 있게 해주는 기술이에요.

BCI는 미래를 바꿀 유망 기술로 주목 받고 있어요.

🧠 뇌랑 컴퓨터랑 어떻게 직접 연결되는데?

사람의 뇌는 무언가를 하려고 하거나 생각할 때 특정 뇌파가 활성화돼요. 마이크로칩을 뇌에 심거나(침습형), 헬맷·헤드셋 같은 외부장비(비침습형)로 뇌파를 측정해요. 이런 장치로 뇌파를 인식하고, 인식한 뇌파를 해석하고, 해석한 뇌파를 기계언어로 바꿔서 입출력 장치에 명령을 내려요.

🧠 BCI로 자유를 준 연구들

▪ 걷기🚶‍♀️

KIST 김래현 박사 연구팀이 장애인용 보행보조 외골격로봇(Exoskeleton)을 연구 중인에요. 현재 기술 수준은 사용자가 운동을 상상 했을 때 70~80%의 정확도로 인식되고, 손으로 조작하는 것보다 시간이 1.5배 더 걸려요. ‘19년에 프랑스 연구팀도 사지마비 환자를 BCI와 외골격장치로 걷게 했는데요. 특정 동작을 생각할 때 활성화되는 뇌의 부분을 파악해 뇌 지도를 만들고 아바타처럼 뇌파로 외골격장치를 움직이는 훈련을 했어요. 다만 독립보행이 안 돼서 실험실에서만 걸을 수 있었어요.

▪ 쓰기: Mindwriting✍

올 해 5월 Nature지에 사지마비 환자의 삐뚤빼뚤한 손 글씨가 실렸는데요. 환자가 글자 쓰는 상상을 하자 뇌에 박힌 칩이 상상을 읽고 재현했어요. AI로 환자의 상상에서 나오는 신호를 학습해 높은 확률로 글자를 변환하는 것이 가능해졌어요. 오차율은 94.1%로 초당 90자를 입력할 수 있어요.

▪ 말하기: Steno👄

올 해 7월 The New England Journal of Medicine에 언어 장애가 있는 마비환자의 대화를 화면에 단어로 표시하는 프로젝트가 실렸어요. 단어를 떠올려도 내 생각을 문장으로 전환해줘요. 머신러닝 알고리즘이 50개 단어를 인식하고 문장으로 실시간 변환할 수 있어요(페북이 자금 지원). 말을 할 수 없고 마비된 사람이 의도한 음성 시도를 제어 신호로 사용해서 바꿨어요.

▪ 일론 머스크의 마케팅에서 라식수술까지🐵

일론 머스크가 "컴퓨터와 인간의 뇌를 연결할 수 있는 기술이 개발되지 않는다면, 앞으로 인간은 AI에게 판단 결정권을 빼앗길 수 있다"는 취지를 내세워 창업한 뇌신경과학 스타트업 뉴럴링크에서 4월에 원숭이가 뇌파로 게임을 하는 영상을 공개했어요. 무선 컴퓨터 칩을 원숭이 뇌에 이식해서 원숭이가 조이스틱이 아닌 뇌로 비디오 게임을 했어요.(귓속말: BCI 연구 선구자 미겔 니콜렐리스는 이미 이전에 나온 연구 결과물이고, 머스크가 한 건 마케팅이라고 비판했어요..) 머스크는 이 기술로 하반신 마비 치료 뿐만 아니라 치매, 기억력 감퇴, 우울증, 청각 손실 둥의 치료를 기대하고 있어요. 그리고 뉴럴링크 칩 이식을 라식수술처럼 안전하고 간단하게 만드는 게 목표래요.

🧠 3개의 뇌를 연결해 하나처럼 쓴다(a.k.a 브레인넷)

쥐들끼리의 뇌 연결 성공한 니콜레리스(머스크 비판한)가 ‘15년에는 원숭이 뇌끼리 연결에 성공했어요. 원숭이 3마리가 합심해야만 가상의 팔을 원하는 대로 움직일 수 있는 실험을 했어요. 이 실험 뇌와 컴퓨터를 연결한 BCI보다 더 나아간 뇌-뇌 인터페이스(Brain-Brain Interface, BBI)는 한쪽 뇌에서 발생한 정보를 다른 쪽 뇌로 전달하는 기술을 뜻해요.

‘19년 네이처지 자매지 Scientific Reports에 사람 3명의 뇌끼리 연결해서 문제를 집단으로 해결하는 프로젝트가 실렸어요. 기술이 더 발달하면 자폐증처럼 소통에 장애가 있는 환자를 치료하는 데도 쓰일 것으로 기대돼요.

🧠 기술 수준과 앞으로의 전망

아직 신체의 제한을 뛰어넘는 기술 개발은 실험실에서 한창 개발 중인데요. 기술발전으로 장애를 뛰어 넘는 것 이상의 세계가 열릴 수 있어요.

▪ BMBI(뇌-기계-뇌 인터페이스)

사람 뇌에서 기계로 신호가 일방적으로 전달되는 기술과 달리 BMIBI는 사람 뇌와 기계간 양방향 정보 교환이 가능해요. 니콜레리스가 2011년에 쓴 『경계를 넘어서』에서 BMBI로 수백만 장애인들의 신경기능을 회복시켜줄 것이라고 예측했어요. 이 기술이 완벽하게 실현되면 인류는 궁극적으로 뇌가 몸으로부터 자유로워지는 순간이 올 거라고 전망했어요.

▪ BBI(뇌-뇌 인터페이스)

니콜레리스는 BMBI 기술로 뇌가 몸으로부터 완전히 해방되면 사람의 뇌끼리 연결되는 네트워크, 곧 brain-net이 구축되어 생각만으로 소통하는 BBI 시대가 올 것이라고 내다봤어요. 프리먼 다이슨이 1997년에 쓴 『상상의 세계』에서 나온 21세기 후반에 인류가 텔레파시 능력을 갖게 될 가능성이 실현될 수 있겠죠?

▪ 시장전망

BCI는 키보드, 마우스 → 스크린터치 → 음성인식에 이은 인터페이스계의 혁명이에요.

BCI 연구는 신체적 활동이 어려운 사람 뿐만 아니라 비장애인을 대상으로 한 BCI 개발도 활발히 진행되고 있어요. 이미 뇌파로 게임을 하고, 뇌파를 분석해 현재 기분에 맞는 콘텐츠를 추천하고, 수면을 돕는 제품들이 시장에 나왔어요.

BCI 시장 규모가 연평균 14.3%씩 성장해 ‘27년에는 35억850만 $로 예상돼요. 기업 투자를 활발히 하는데요 일론 머스크의 뉴럴링크뿐만 아니라 마크 저커버그의 ‘페이스북’도 2019년 BCI 스타트업 ‘컨트롤 랩스’를 인수했어요.

🧠 조심하십쇼 휴먼

두개골이나 대뇌 피질에 직접 칩을 설치하는 침습형 장비의 안전성 뿐만 아니라 두뇌 해킹이 우려되는데요.

'공각기동대'처럼 해킹으로 두뇌를 마비시키거나 일시적으로 많은 부하를 일으켜 시스템을 마비시키는 뇌 디도스 공격을 받으면 어떻게 될까요? 본인이 의식하지 못하는 사이에 무언가를 조종하거나, 두뇌 활동의 정보를 해킹 당하는 문제가 발생할 수 있어요.

'14년에 미국 방위고등연구계획국(DARPA)에서 BCI로 군인들의 외상후스트레스장애(PTSD)를 치료하기 위한 연구를 진행했는데 두려움을 없애 전투 의욕을 높이는 데에만 악용될 가능성도 있어요..

🧠 정부가 노력 중💪💪

과기부는 ‘18년에 뇌-기계 인터페이스(BMI), 뉴로모픽칩 등 뇌원리를 다른 분야에 활용한 융합·지능화 기술 개발을 중점 과제로 선정했어요(ft. 뇌연구혁신 2030: 제3차 뇌연구촉진 기본계획)

▪ 세계 BCI 가상 해커톤(br41n.io, 10/17~18)

뇌·컴퓨터 연결해 말 못하는 환자 말 알아듣는 연구 보러가기

👵어르신 댁에 소셜로봇 놔드려야겠어요

- 소셜 로봇의 미래 (feat. KISTEP) -

🧓 내가 만약 외로울 때면 누가 날 위로해주지? 소셜로봇

우리나라는 '26년에 초고령 사회(고령 인구 비중 20% 이상)로 진입하며 빠르게 고령화되고 있어요. 게다가 독거노인 비율(19.6%, 약 160만 명)이 증가하고 노인자살률 세계 1위를 기록하며 노인 돌봄이 심각한 사회문제가 됐어요.

이런 문제를 해결할 방안을 ‘로봇’에서 찾았어요! (a.k.a 소셜로봇)

👨‍🦳 소셜로봇! 로봇 청소기랑 달라요

소셜로봇이란 인지 능력과 사회적 교감 능력으로 사람과 사회적 상호작용하는 로봇이에요. ⓵ 스스로 판단하고, ② 늘 새로운 반응을 보이고, ③ 스스로 학습하는 특징이 있어요,

그래서 사람의 표정을 통해 감정을 인식하고(Sense), 판단하고 학습해서(Think) 사람과 자연어로 대화(Act)할 수 있어요. 기술이 발달하면 사용자가 명령하지 않아도 주변에 자극을 인식하고 사용자의 필요에 의해 어떤 행동을 할지 스스로 판단할 수 있어요.

▪ 기존 로봇과 다른 점

기존 로봇은 물리적으로 사람이 수행하기 힘든 일을 대신하거나 돕는 역할에 한정되어 있었어요. 반면 소셜로봇은 사람과 교감하고 사람의 욕구를 파악해 자율적으로 작동해요. 이제 로봇의 지위가 인간을 위해 궂은일을 해주던 ‘하인’에서 메시지와 감정을 소통하는 ‘친구’로 높아지기 시작했어요.

👴 소셜로봇 어떻게 쓰이고 있을까?

▪ 사랑스러운 골댕이 'Jennie'🐕

실제 골든리트리버처럼 울고 움직여요. 스마트폰으로 이름을 지어주면 알아듣고 골댕이처럼 소리 내며 반응해요. 경증치매 노인,독거노인에 애착을 제공해서 외로움과 불안감을 줄여줘요.

▪ 치매 예방 교육로봇 '실벗'

실벗은 치매·우울을 검사하고→ 학습난이도를 설정해서 →수업 별로 대상자를 관리해요.

▪ 인지훈련 & 데일리 케어 로봇 '보미'

개인맞춤형 인지훈련, 생활알림(복약, 체조, 학습, 가스레인지, 창문 점검 등)과 응급 콜을 해요. 일어나던 시간에 일어나지 않거나 갑작스럽게 쓰러지면 보미가 보호자·경찰서 ·119에 알려요.

👵 기술 수준과 앞으로 전망은?

'17년 최초의 소셜로봇 Jibo는 899$(105만원)로 갤럭시 Z 플립3보다 저렴하게 시장에 나왔지만(~~지금은 철수~~) 기술 발전이 더 필요해요.

'16년 기술 출현 단계에서 한 단계 더 나아가 기대를 한 몸에 받는 단계에요(Peak of Inflated Expectation). 거품이 꺼지고 ‘23~’28년에 주류 시장에 진입할 것으로 전망돼요.

▪ 1단계 '25년 보조로봇: 부르면 와서 요청한 정보 제공(요청한 건강, 교육, 요리 등 정보 제공)

▪ 2단계 '30년 돌봄로봇: 사용자의 목표, 의도를 추론하여 필요한 시점에 맞춤형 케어 서비스 제공(맞춤형 건강·지병·운동 관리, 집안 내 위험상황 감시 등)

▪ 3단계 '35년 생활지원로봇: 정보를 축적해서 사용자가 말하지 않아도 생활 지원 서비스 제공(알아서 간단한 요리 준비, 필요한 물건 가져다주기 등)

🧓 조심하십쇼 휴먼

소셜로봇 기술은 일반 시민들의 삶의 질 향상에 직접 기여할 수 있지만 부정적 파급효과가 우려되어서 신중해야 해요.

- 소셜로봇과 교감하면서 오히려 사람과의 관계가 소홀해질 수 있어요.

- 사용자가 소셜로봇에 분노나 경멸 같은 부정적 감정을 표출할 수도 있어요.

- 사용자의 민감한 정보가 해킹되어 심각한 범죄로 이어질 수 있어요.

- 수집 된 개인정보를 삭제·정정할 권리 등 사용자의 권리를 지킬 방안이 필요해요.

👨‍🦳 정부가 노력 중💪💪

「지능형 로봇 개발 및 보급 촉진법」에 지능형 로봇은 ‘외부 환경을 스스로 인식하고 상황을 판단해 자율적으로 동작하는 기계장치’라고 법에 규정이 돼 있지만 소셜로봇은 명확히 정의되지 않았어요. 「지능형 로봇 기본계획·시행계획」에서도 소셜 로봇에 관한 언급은 없지만, 재활·돌봄 로봇(이승, 재활, 배변, 욕창 예방, 식사보조 등)을 다루고 있어요.

정부는 지능형 로봇을 '22년까지 실증기반 구축, '23~'25년에 확산체계 마련, '26년부터 상용화에 대응할 계획이에요.(ft. 로봇산업 선제적 규제혁신 로드맵)

소셜 로봇의 미래 보러가기

📌 독거노인 케어을 위한 AMI 전력 패턴 이상진단기술(ft. 한국전자통신연구원)

경제적이고 지속적인 독거노인 케어 서비스를 위하여, AMI(Advanced Metering Infrastructure)를 통해 수집되는 전력 사용 패턴을 분석하여 생활패턴을 분석해요.

📌 비싼 탄소포집·자원화기술(CCS, CCUS) 상용화는 언제 될까요?(ft. 삼프로TV)

한국에너지기술연구원 윤여일 책임연구원이 탄소포집·자원화기술의 구체적인 비용과 기술의 실현 가능성을 상세히 알려드려요.

📌 기후변화는 산업별로 어떤 영향을 미칠까요?(ft. 한국기상산업기술원)

기후변화가 농업, 해양수산업, 에너지업, 관광업 등 산업별로 미치는 영향과 각 산업별 기후변화 적응 정책을 다뤄요.

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