엄마 저도 게임기 사주세요
뇌에 컴퓨터 칩을 이식한 원숭이가 게임을 한다.
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Apr 13. 2021
"딥 러닝" 에 낯설지 않은 우리
2015년 알파고와 이세돌 9단의 바둑대결 이후, 빅데이터 인공지능 기술들은 봇물처럼 쏟아져 나왔다.
"4차 산업혁명"이라는 이름을 달고 우리 앞에 등장한 기술, 우리는 더 이상 딥러닝(Deep Learning)이란 단어가 낯설지 않다.
우리가 메일 들고 다니는 스마트폰은 우리에게 새로운 상품을 추천해준다. 우리는 이제 별생각 없이 인공지능이 추천해준 유튜브 영상을 끊임없이 시청하게 되었다.
일론 머스크는 우리에게 새로운 미래를 보여준다.
일론 머스크는 민간 우주선을 하늘에 쏘아 올린 스페이스 X, 세계 자동차 시장의 패러다임을 바꾼 테슬라에 이어, 또 하나의 새로운 미래를 보여주고 있다.
바로, 뉴럴 링크(Neuralink Corporation) 사가 개발한 "뇌에 이식 가능한 컴퓨터 칩"이다.
CNN에 소개된 자료에 따르면 뉴럴 링크 사는 원숭이의 뇌에 작은 컴퓨터 칩 하나를 이식하였다.
그리고 이 칩은 원숭이 뇌에서 발생하는 전기신호인 뇌파를 자동으로 인식하여 무선 네트워크로 외부 컴퓨터에 전달한다. 그리고 그 뇌파만으로 원숭이는 컴퓨터 안에 있는 핑퐁 게임을 할 수 있다.
원숭이는 자신의 의지만으로 컴퓨터 게임을 하게 된 것이다.
뇌에는 뉴런이라는 신경세포가 약 860억 개 존재한다. 이 신경세포들은 시냅스라는 돌기 형태가 아주 미세한 거리를 두고 떨어져 있다. 그리고 어떠한 생각이나 의지를 신체에 명령을 내릴 때 나트륨, 칼륨 등의 유기물이 이동하면서 전류를 발생시킨다.
이때 뉴런에서 뉴런으로 이동하는 뇌의 신호를 디지털 신호, 즉 컴퓨터의 신호로 바꿀 수만 있다면 어떤 행동을 할 때, 어떤 감각을 느낄 때 특정 신호 패턴을 감지할 수 있다.
즉 여기서 입력 데이터는 뉴에서 나오는 신호이고, 그 신호의 패턴을 딥러닝(인공신경망)을 이용하여 분석할 수 있게 된 것이다.
그리고 정확히 행동하는 데 필요한 신호에 가중치를 곱하여 증폭시키고, 그렇지 않은 신호들은 Noise로 간주하여 무시하는 등의 데이터 정제 작업을 거친다.
이렇게 정리된 뇌파 데이터를 컴퓨터 게임에 전송함으로써 원숭이가 생각만으로도 컴퓨터를 다룰 수 있게 된 것이다.
갑자기 나타난 기술이 아니다.
어떤 기술은 갑자기 등장하지 않는다. 인류의 역사와 더불어 계속 해온 과학기술의 발달은 선대에서 후대로 전해진다. 또 동시대에서 다른 기술의 발달이 불가능했던 기술을 가능하게 만들기도 한다.
애초에 컴퓨터와 인간을 연결하고자 하는 연구는 1960년대부터 시작이 되었다. 이 연구의 이름은 말 그대로 Brain Computer Interface이다. 이후 2004년 100개의 돌기가 달린 칩을 인간의 뇌에 심는 기술이 본격화되었다.
생각만으로 컴퓨터나 로봇 등을 제어할 수 있는 기술이 처음 세상에 모습을 보였지만, 엄청난 크기의 보조 하드웨어 장치나 컴퓨터 장치 등은 상용화와는 거리가 멀어 보였다.
Link - 신경 신호를 처리, 자극 및 전송하는 이식 장치 <출처 : 뉴럴링크>뉴럴 링크는 기존의 기술에서 눈에 띌 만한 발전을 가져왔다.
기존 브레인 게이트의 한계점은 다음과 같았다.
하나, 겉모습이 일상생활에 장치들의 모습이 실용성과 거리가 있다.
둘, 100개의 전극으로 통신할 수 있는 정보가 한정되어있다.
셋, 전극을 이식하는데 어려움과 금속에 의한 인체의 면역반응으로 인한 위험
하지만, 뉴럴 링크는 그 한계점을 극복해냈다.
첫째, 충천도 스마트 워치처럼 무선으로 충전 가능하다.
딱딱한 전극은 플렉시블 한 폴리머 형태로 개선하여 인체에 면역반응을 최소화했다.
1024개의 채널이 크기는 더 줄었고 연결라인도 없다.
둘째, 한 시간 이내 수술을 완료할 수 있고 바로 정상생활이 가능하다.
뇌에 한 땀 한 땀 이식해야 하는 대수술을 위해 섬세한 전용 이식로봇을 개발하였다.
더구나 기존의 100개의 금속 돌기를 3,000개 이상의 가느다란 실로 대체되었다.
셋째, 칩을 심고 빼고 할 수가 있다.
실제 이 칩을 심었던 돼지에서 칩을 제거한 후 건강한 모습을 보여주었다.
Link의 스레드(thred)는 너무 가늘고 유연하여 사람의 손으로 삽입 할 수 없다. 대신, 우리는 신경 외과 의사가이 스레드를 필요한 곳에 정확하게 삽입하기 위해 안정적이고 효율적으로 사용할 수있는 로봇 시스템 만든것이다.
"뇌파 신호 분석" 출처 : Neural Link 홈페이지
뇌에서 데이터를 읽는 것은 OK.
그렇다면 뇌에 데이터를 넣을 수 있을까?
위에서 설명한 기술은 오직 읽기만이 가능한 Read Only 기술이다. 하지만 뇌에 외국어를 넣는다거나, 트라우마가 되는 기억을 지우는 등의 라이팅 영역은 아직 개발이 진척되고 있지는 않다.
그럼에도 불구하고, 하반신 마비와 같은 질환에서 획기적인 치료를 제공할 것
뉴럴 링크는 인간의 뇌에 컴퓨터 칩을 이식해 알츠하이머와 치매, 척수 손상 등을 치료하고 궁극적으로는 인류를 인공지능과 결합하는 걸 목표로 하고 있다.
머스크는 "뉴럴 링크의 첫 번째 제품은 신체 마비 장애인이 엄지손가락을 사용하는 사람보다 더 빨리 스마트폰을 이용할 수 있게 해 줄 것"이고,
그 다음 제품은 하반신 마비 환자들이 다시 걸을 수 있게 해 줄 것"이라고 자신의 트위터에 밝혔다.
과학기술은 인류에게 끊임없이 질문을 던진다.
빅데이터 인공지능은 계속 발달해가고 있다.
우리가 좋든 싫든, 무슨 일을 하고 있던지 간에.
