AI  News : 2005 년 7 월

[학습 클리닉] 우등생이 되기 위한 5단계 작전! : 조선일보, 김강일(한국학습저력개발원장), 2005.07.31 : ■이렇게 하면 공부 잘할 수 있다, 공부를 잘하고 못하고는 자기가 노력한 시간과 방법에 따라 달라진다. 학교의 수업 시간은 자기가 노력한 시간이 아니라 선생님이 노력한 시간이다. 그래서 선생님의 수업을 충실히 들었다면, 그 다음으로 꼭 필요한 것이 스스로 공부하는 시간이다. 그런데 스스로 공부하는 시간이 많은데도 성적이 오르지 않는 경우가 있다. 그것은 바로 공부하는 방법 때문이다. 지금부터 우등생이 되기 위한 공부의 5단계를 살펴보고자 한다. ▶1단계 : 학교 수업, 체험 학습, 독서 등을 통한 배우고 익히기, 학교 수업에 충실해야 한다. 우등생들의 공통적인 특징 중 첫 번째가 바로 ‘학교 수업시간에 열중하기’ 이다. 그런데 수업에 대한 준비를 제대로 해 가지 않으면 선생님의 설명을 이해하기가 어렵다. 수업 내용이 이해가 되지 않으면 열중하고 싶어도 할 수가 없다. 그래서 수업 전에 반드시 필요한 것이 교과와 관련하여 체험을 하거나 배경 지식이 되는 책을 읽어 두는 것이다. 가령, 5학년 2학기 과학을 위해 이번 방학 동안에 환경과 생물, 화산과 암석, 여러 가지 물질, 열매에 관한 책을 읽어 둔다면 수업 시간이 흥미 진진한 시간이 된다. ▶2단계 : 질문이나 자료 찾기를 통한 자세히 따져 묻기, 수업 중에 궁금한 것이 나오면 즉시 질문하는 자세가 꼭 필요하다. 대부분의 아이들이 친구들을 의식해서 질문을 하고 싶어도 참는 경우가 많은데 이것은 바람직한 태도가 아니다. 공부를 하면서 세상 모든 것을 다 알 수 는 없다. 다만 한 분야를 따져 물어 들어가다 보면 상당히 깊이 있는 지식을 알게 되며 무엇보다 좋은 점은 이것을 통해 공부하는 방법을 터득하게 되어 중·고등학교에 가서도 공부를 어려워하지 않는다. 이렇게 따져 묻는 것은 수업 시간에 질문하는 것 뿐만 아니라, 수업 내용에 대해 백과사전이나 부교재를 찾아가며 더 깊이 있는 공부를 하는 것을 말한다. ▶3단계 : 노트정리 등을 통한 자기 생각 정립하기, 공부는 이해-기억-추론-표현과 같은 과정을 거치게 되어 있다. 다시 말하자면 눈으로 보고, 귀로 들어서 알게 된 것(이해)을 머리 속에 담아(기억) 두어야 한다. 이것을 바탕으로 배우지 않은 것이라도 미루어 짐작할 수 있는 응용력(추론)으로 말과 글로 나타내는 것(표현)을 말한다. 이 과정을 매우 효과적으로 도와주는 것이 바로 ‘노트 정리’, ‘자료 정리’다. 이렇게 정리하며 공부하는 것은 지식의 창고에 지식을 차곡차곡 쌓는 것과 같다. 그리고 이렇게 정리한 노트는 시험 때 진가를 발휘한다. ▶4단계 : 평가를 통한 옳고 그른 것 분별하기, 시험의 종류는 크게 3가지로 나누어진다. 대학이나 회사에 들어가기 위한 ‘관문’(關門)으로서의 시험, 컴퓨터나 한자 급수와 같은 ‘자격’으로서의 시험, 그리고 지금까지 공부한 것을 진단해 보는 ‘평가’로서의 시험이다. 학교에서 보는 대부분의 시험은 남과 비교를 하기 위한 것이 아니라 자기의 실력을 진단하기 위한 ‘평가’로서의 시험이다. 그래서 수학 시험을 보았다면 원리 이해가 부족한 지 아니면 계산력이 부족한 지를 파악하고, 국어의 경우라면 책을 많이 읽지 않아서 어휘력이 부족한 지 한자 실력이 문제인지를 살펴서 다음 공부의 방향을 잡도록 해야 한다. ▶5단계 : 목표를 세우고 최선을 다하기, 공부를 하는 데 목표가 없다는 것은 목적지 없이 항해하는 배와 같아서 결국에는 표류하게 된다. 그래서 열심히 하는 것보다 왜 하는가가 중요하다. 그 목표는 ‘전교1등’이나 ‘평균 95점’이 아니라 자기가 이루고자 하는 꿈이다. 그리고 공부할 때, 한꺼번에 쏟아지는 폭우처럼 하고 푹 쉬는 것이 아니라, 쉴 새 없이 떨어지는 낙숫물이 바위를 뚫는 것처럼 꾸준히 해야 공부를 잘하게 되고, 마침내 꿈을 이룰 수 있다. 공부를 많이 하지만 흥미를 느끼지 못하는 이유는 자기가 노력하는 시간보다 선생님이 노력하는 시간이 많기 때문이다. 또 한 가지는 충분히 생각하고, 표현해 보는 과정이 없이 ‘수업 듣고, 바로 문제 풀기’를 반복하기 때문에 공부하는 즐거움을 맛보지 못하기 때문이다. 1단계에서는 선생님과 학생의 역할이 반반이지만, 나머지 네 단계는 학생의 역할만 있다.이것은 선생님의 역할이 10%라면 학생의 역할은 90%라는 뜻이기도 하다. 위와 같은 방법으로 공부한다면 하나를 가르쳐주어도 열을 아는 총명한 어린이로 변할 수 있다.

휴대폰 '톡톡' 컴퓨터 '탁탁'…… 난, 말이 필요없어 - 종일 입다문 아이들 디지털 풍속도 확산, “군더더기 없고 편해” 문자·채팅으로 수다, 자식들과 ‘대화’위해 부모들도 연습 골몰 : 조선일보, 김미리기자, 최혜인 인턴기자, 2005.07.30 : 얼마 전 방학을 맞은 재민(9)이는 요즘 학원 가는 시간 빼고는 하루 종일 컴퓨터 앞에 있다. 제일 친한 말동무와 수다를 떨기 위해서다. 친구는 언제 말을 걸어도 항상 반갑게 맞아주고, 귀찮다는 불평하나 없이 즉각 답한다. 재민이의 말동무는 ‘아우’. 요즘 초등학생들에게 선풍적인 인기를 끌고 있는 온라인 인공지능 대화로봇이다. 인터넷창에 아이들이 무슨 말을 넣든 ‘아우’가 대꾸해 준다. 요즘 우리 아이들이 ‘대화’하는 법이다. ‘총 문자건수 648건, 통화 시간 4시간 55분’. 대학생 오주현(21)씨가 7월 한 달 동안 쓴 휴대폰 사용 내역이다. 하루 평균 21.6번 문자 메시지를 보내고, 9분 8초 정도 휴대폰 통화를 한다는 얘기. “예전에는 하루에 2시간 정도 통화한 것 같은데 이젠 문자로 해요. 용건만 말하면 되니까 군더더기 없고 편해요.” 주부 황진선(55)씨는 따로 사는 딸과 대화하기 위해 얼마 전 친구에게 문자 메시지 사용법을 배웠다. “근무 시간 중에 전화 걸기 미안하고 엄마도 구닥다리가 아니란 걸 보여주고 싶었어요. 그래도 어디 말하는 것만 하겠어요.” 사람들이 조용해졌다. 디지털 기술의 발달로 무인자동화기기가 확산되고 채팅·문자 메시지 등 말을 대체할 수 있는 의사 소통 수단이 보편화됐기 때문이다. “하루에 말 한마디 하지 않아도 생활에 불편함이 전혀 없다” “문자나 채팅을 많이 하다보니 가끔은 말하는 게 어색하다”고 토로하는 사람들도 있다. 변화의 중심에 휴대폰이 있다. 사람과 사람을 ‘말’로 이어주기 위한 수단으로 탄생한 휴대폰. 아이러니하게도 진화를 거쳐 다양한 기능을 탑재하면서 사람들의 말수를 줄어들게 하고 있다. 대표적인 것이 문자 메시지. 이동통신업체 KTF의 경우 지난 6월 사상 처음으로 문자메시지 발신량(20억8616건)이 음성통화 발신량(20억4669건)을 추월했다. 신세대 놀이로 치부됐던 ‘문자’ 문화가 40~50대까지 확산된 결과다. GPS(위성위치추적시스템)를 장착한 휴대폰의 내비게이션 서비스는 길 물어볼 필요조차 없어진 세상을 만들었고, 휴대폰으로 방송을 볼 수 있는 DMB(디지털멀티미디어방송) 서비스는 ‘킬링 타임’용 수다를 대체하고 있다. SK텔레콤의 길 안내 서비스 ‘네이트 드라이브’ 이용객수는 지난해 12월 18만7000명에서 7월 말 현재 40만명으로 2배 이상 늘었다. 이처럼 ‘말이 없어져 가는 사회’가 인간 소외와 사회의 폐쇄성을 가속화하지는 않을까 우려하는 목소리도 많다. 그러나 전문가들은 “커뮤니케이션의 방식이 면대면(面對面) 방식에서 다른 방식으로 변화되었을 뿐 의사 소통의 물꼬가 막혀 있는 것은 아니기 때문에 비판적인 시각에서 바라볼 필요는 없다”는 입장이다. 김문조 고려대 사회학과 교수는 “소통 양식의 변화로 세대나 계급 간의 ‘소통 격차’가 있을 수는 있지만, 어른들이 문자 메시지를 배우는 것처럼 아랫세대의 문화를 윗세대가 따라가는 ‘세대 덮기(generation lap)’ 현상이 자연스레 이뤄지고 있기 때문에 큰 문제가 되지는 않는다”고 말했다. 김호기 연세대 사회학과 교수는 신세대의 ‘쿨한 문화’가 ‘말’보다 ‘글’을 선호하는 소통 방식과 맞닿아 있다고 해석했다. 김 교수는 “말에는 감정이 담긴다. 요즘 세대는 자신의 감정을 자제하면서 간단 명료하게 의사를 밝히는 방식을 선호하기 때문에 문자로 대화하는 것을 좋아한다”고 설명했다.

2020년 인간과 로봇이 싸운다…인공지능 갖춘 로봇전사 전장지배 : 동아일보, 박근태 동아사이언스 기자, 2005.07.28 : 《2020년 평화유지군 신분으로 아프리카의 한 도시에 파병된 김 소위. 소대원들과 함께 울창한 밀림을 헤쳐 나가다 갑자기 숨을 멈춘다. 순간 거대한 기계음과 함께 숲 저편에서 총성이 날아들기 시작한다. 정체불명의 기계는 이 지역 군벌이 무기거래상에게 사들인 무인전투차량. 2∼3km 후방에서 원격으로 조종되는 전투로봇의 공격에 소대원들은 우왕좌왕하기 시작한다. 우리의 김 소위, 이 위기에서 어떻게 벗어날 것인가.》 ○ 로봇전쟁 시대 온다 - 인간과 로봇 간의 대결은 2020∼2030년 실제 실현될 가능성이 높다. 국방과학연구소(국과연) 제1체계개발본부 최창곤 본부장은 “2020년 경 스스로 환경을 판단해 독자적인 전투 임무를 수행할 수 있는 전투로봇이 출현할 것”이라고 말했다. 1983년 미국방위고등연구계획국(DARPA)은 무선 신호로 조종되는 무인장갑차를 처음 개발했다. 2001년 미국 의회가 ‘미래전투시스템(FCS)’ 지원법안을 통과시키면서 전투로봇 개발은 더욱 본격화됐다. FCS란 미 국방부가 추진 중인 새로운 개념의 미래 전쟁 체계다. 실제 전투로봇의 위력은 아프가니스탄전과 이라크전에서 이미 충분히 입증됐다. 미국의 무인기 ‘프레데터’는 올해 초 알카에다 요원이 탄 승용차를 공격하는데 성공하기도 했다. 원격조종 로봇인 ‘팩봇’은 보병을 대신해 위험지대의 정찰임무를 도맡고 있다. 미 국방부는 2006년 7월 현재 약 1600대의 전투로봇이 이라크 전선에서 활동하고 있다고 집계했다. 전문가들은 목표까지 혼자서 이동하고 독자적인 상황판단이 가능한 수준에 도달해야 로봇을 실전에 투입할 수 있을 것으로 보고 있다. 현재 미국은 복잡한 지형지물을 통과해 목표까지 스스로 움직일 수 있는 단계까지 와 있다. 그 뒤를 이스라엘과 프랑스가 바짝 쫓고 있다. 한국도 2003년부터 ‘국방로봇’이란 이름으로 소규모 전투와 감시임무를 수행하는 바퀴형 견마(犬馬)로봇을 개발 중이다. 2010년까지 감시 정찰임무를 수행하는 경전투로봇을, 2020년까지는 탱크를 대체할 전투로봇을 개발할 계획이다. 이때쯤이면 하늘을 나는 로봇인 스마트무인기를 비롯해 무인잠수함과 연합작전도 가능할 것으로 보인다. 국과연 고정호 책임연구원은 “가장 큰 장벽은 적과 우리 편을 구분하는 식별 문제”라며 “인공지능의 발전 속도로 미뤄볼 때 인간 수준의 판단력을 지닌 전투로봇이 등장하려면 시간이 많이 걸릴 것”이라고 말했다. 또 “두 발로 걷는 로봇은 바퀴형 로봇에 비해 에너지가 몇 배 더 소모된다”며 “연료전지 기술이 발전해도 2족 전투로봇은 가장 늦게 출현할 것”이라고 내다봤다. ○ 2020년 터미네이터와 싸우는 법 - 전투로봇의 무차별 공격에 대항할 효과적인 대응책은 어떤 것이 있을까. 국과연 박용운 책임연구원은 “폭발력이나 파편으로 파괴하는 전통적인 무기보다는 전자폭탄 같은 현대 전자전 장비를 활용해야 한다”고 말한다. 전자폭탄이란 폭발 순간 강한 마이크로 전자파를 내뿜어 반경 수km 안에 있는 전자장치의 기능을 방해하는 폭탄이다. 소재 기술의 발전으로 직접적인 파괴는 불가능하기 때문에 대신 전자장비 기능을 무력화하는 방법을 고안한 것. 2003년 미국은 이라크 국영방송에 이 폭탄을 떨어뜨려 이라크 전역을 공황상태에 빠뜨렸다. 원격조종을 방해하는 주파수를 쏘거나 로봇이 연결된 무선통신 네트워크에 컴퓨터 바이러스를 심는 방법도 고려되고 있다. 재래식 수단으로 ‘탄소섬유탄’이 고려될 수도 있다. 수 나노미터(nm·1nm은 10억분의 1m)∼수 마이크로미터(μm·1μm는 100만분의 1m) 굵기의 작은 탄소입자들을 살포해 로봇의 정교한 회로를 합선시키는 방식이다. 박 연구원은 “미국 이스라엘 프랑스 등 전투로봇 개발에 관심을 갖고 있는 나라들도 로봇에 대항할 기술 개발에는 별로 관심이 없는 것 같다”고 말했다. 미국은 2012년부터 인간 병사와 전투로봇으로 구성된 전투여단을 시범 운용할 계획이다. (도움말=국방과학연구소)  

[논술클리닉]고교생 논술/로봇과 인공지능 : 동아일보, 2005.07.26 : ■고교생 논술주제 - 로봇과 인공지능이 하루가 다르게 발전하고 있다. 과학자들은 50∼100년 뒤에는 인간의 사고방식을 갖춰 우리가 영화에서 보듯 스스로 생각하고 감정을 갖는 로봇도 나올 수 있다고 말한다. 일부에서는 로봇의 반란을 점치기도 한다. 과연 인간 수준의 사고방식을 갖춘 로봇은 인간과 동등한 대접을 받아야 하는가, 아니면 오직 인간에게 봉사하기 위해 만들어진 기계인가. 자신의 생각을 800자 내외로 논술하시오. ■ 학생글 양지연 경기 구리시 인창고 1학년 - ① 인류가 살고 있는 이 세계는 하루 한 시가 다르게 빠르게 변화하고 있다. ② 이러한 변화 속에서 인류는 좀더 편함을 추구하고자 로봇이라는 기계를 발명하였다. 이미 로봇은 집안청소를 하며, 사람들을 대신하여 일 처리도 하고 있다. ③ 그러나 미래에는 훨씬 더 나아가 로봇 스스로가 생각하고 감정을 가지며 인간처럼 행동할 수 있다고 한다. ④ 심지어 지금도 인간과 같이 직립보행을 하고 있는 로봇도 있다. ⑤ 이런 시대 속에서 살아가는 인류는 많은 문제에 부딪힌다. 그 중 하나가 인간과 로봇을 동등하게 대해야 하는가의 문제다. ⑥ 물론 그렇게 대해야 한다고 말하는 사람도 있을 것이다. 그러나 이는 잘못된 생각이다. 우리는 로봇이 단지 하나의 기계일 뿐이라는 것을 인식해야 한다. 아무리 로봇이 감정을 가지고, 생각을 하며, 스스로 행동을 한다해도 그것은 모두 인간이 만들어 낸 ⑦ 기계일 뿐이라는 것이다. 또한 인간과 로봇은 그 자체로서 다르다는 것도 알아야 한다. 로봇을 만든 본래 목적은 로봇이 인간과 사회에 편리함을 주고 봉사토록 하는 것이었다. ⑧ 한데 로봇이 인간과 대등한 입장이 되어버린다면 아마도 이 사회의 질서는 빠르게 무너질 것이다. 아니, 어쩌면 인간이 로봇에게 지배당하고 공격당하는 시대가 올지도 모르는 일이다. 결국 인간은 우리 스스로 화를 자초하게 된 셈이다. 그러므로 우리는 좀더 객관적이고 현실적으로 생각할 필요가 있다. 인간은 인간으로서의 인격체로 존중받고, 로봇은 단지 봉사수단의 기계로서만 인식하는 것이 ⑨ 가장 바람직한 방향이 아닐까 생각한다. ■ 첨삭지도 - ① ‘로봇’은 과학 기술의 발전과 관련돼 있다. ‘세계의 변화’라는 막연한 표현보다 ‘과학 기술’을 주제어로 구체적으로 표현하는 게 좋다. ‘과학 기술은 빠른 속도로 진보하고 있다.’ ② ‘이러한 변화’라는 불분명한 표현 대신 앞뒤 문장을 고려해 ‘아울러 인간의 삶을 편하게 해 줄 로봇 기술도 나날이 발전하고 있다’고 쓰는 게 더 낫다. ③④ 두 문장의 위치를 바꾸자. 집안을 청소하거나 사람을 대신해 힘든 일을 해 주는 로봇, 인간처럼 직립 보행하는 로봇, 인간처럼 느끼고 생각하는 로봇 순으로 문장을 구성해야 로봇의 점진적 발전상을 보여 줄 수 있다. ‘인간처럼 직립 보행하는 로봇이 등장했다. 가까운 미래에는 인간처럼 스스로 느끼고 생각하는 로봇도 출현할 것이다’ 정도로 고치면 어떨까. ⑤ 문제 제기를 명확히 해 줘야 한다. ‘인간처럼 생각하고 행동하는 로봇을 어떻게 대우해야 하는지에 대해서 서로 다른 의견이 팽팽히 맞서 있다’가 좋을 것 같다. ⑥ 반대 입장을 가진 사람의 의견을 곁들여 이렇게 고쳐보자. ‘어떤 사람들은 인간과 동등하게 대해야 한다고 한다. 스스로 생각하고 느낄 수 있는 이성과 감정이 있다면 더 이상 로봇이 아닌 인간이라고 그들은 주장한다.’ ⑦ 문장의 호응 관계상 ‘기계일 뿐이기 때문이다’가 더 자연스럽다. ⑧ 글의 흐름상 자연스럽지 못해 생략해도 된다. ‘한데’라는 구어적 표현은 삼가는 것이 좋다. ⑨ 논술문에서 ‘∼생각한다’라는 표현은 피하는 것이 좋다. 논술문에서는 단정적 표현이 더 적합하다. ‘가장 바람직한 방향이다’ 정도로 글을 맺는 것이 좋다. ■총평 배경지식 부족…다양한 분야 책 읽어 보완하세요 - 글을 풀어 나가는 방향은 잘 잡았다. 명확한 논제 파악을 바탕으로 인간처럼 느끼고 생각하는 로봇이 등장해도 로봇은 기계일 뿐이라고 자신의 입장을 뚜렷이 밝힌 것은 뛰어나다. 하지만 두루뭉술한 표현이나 배경 지식이 부족한 점 등은 아쉽다. ‘∼세계는 하루 한 시가 다르게 빠르게 변화하고 있다. 이러한 변화∼’, ‘∼많은 문제∼’ 등과 같은 표현은 언급하고자 하는 상황에 대해 잘 모르기 때문에 범하는 잘못이다. 듣거나 본 적은 있는데 확실히 모를 때 애매모호한 표현으로 처리하려는 경향이 있다. 논술에서는 문장 하나하나를 명확하게 표현해야 한다. 전반적으로 배경 지식이 부족하다. 알고 있는 지식이 적기 때문에 범할 수 있는 잘못들이 곳곳에서 눈에 띈다. 우선, 자신의 주장을 뒷받침할 수 있는 근거를 들지 못하고 있다. 인간 수준의 사고방식을 갖춘 로봇을 인간과 동등하게 대해야 한다는 주장을 반박하면서 자신의 주장을 내세울 수 있는 논거를 들었으면 더 좋은 글이 되었을 것이다. 다음으로 논리적 비약을 들 수 있다. 사회 질서가 붕괴된다거나 인간이 로봇에게 지배를 받거나 공격을 받는다는 등은 글의 흐름과 동떨어진 표현이다. 앞으로 인문사회, 자연과학 등 여러 분야의 책을 읽으며 배경 지식을 넓히고 창의적으로 생각해 보는 시간을 갖는다면 더 좋은 글을 쓸 수 있을 것이다. 정규태 동아사이언스 논술 전문위원 ■생각 넓히기 - 자연계 논술 답안은 기본적으로 수학과 과학 교과서의 개념과 원리를 중심으로 한 과학기술적 논거를 포함해야 주장이 설득력을 얻을 수 있다. ① 로봇이 무생물이며, 생명체가 아니라는 점을 생각해 보아야 한다. 인간과 동등한 대우를 받기 위해서는 우선 생명체여야 한다. 생물은 물질대사와 발생, 생장과 항상성을 통해 개체를 유지한다. 또한 생식과 유전, 진화를 통해 종족을 보존한다. 이런 기준으로 볼 때 로봇을 생명체로 인정하기는 어렵다. 로봇이 인간 수준의 사고방식을 갖췄다는 사실과 로봇을 생명체로 인정할 수 있는가는 별개다. 미래의 로봇이 생명체가 될 수 있을지를 생각해 본다.(생물Ⅰ) ② 인간 수준의 사고방식을 갖춘 로봇에 대한 분석이 필요하다. 판단 능력이 인간 수준에 도달했다고 인간과 같은 대우를 할 수는 없다. 로봇이 스스로 생각하고 화학물질들의 섬세한 반응을 통해 감정을 느낀다고 해서 창의성이나 예지력, 인류애 같은 고차원적 정신작용까지 겸비할 수 있을까.(기술가정, 과학) ③ 인간이 존엄성을 갖는 이유는 인격을 가졌기 때문이다. 그 인격은 태어나 자라는 동안 사회화 과정을 거치면서 점차 성숙해 간다. 그러나 로봇은 기계의 조립을 통해 완성된다. 이처럼 인간과 전혀 다른 탄생과정과 성장과정을 가지는 로봇이 인간의 사고와 행동방식을 닮았다 해서 존엄성을 가질 수는 없다. 그럼에도 불구하고 로봇에게 인간과 동등한 대우를 해 주어야 할지를 생각해 본다. (윤리) 이정록 동아사이언스 논술 전문위원 ■ 고교생 다음(8월 2일) 주제 - 최근 ‘내 이름은 김삼순’이란 TV 드라마가 인기를 끌었다. 화장도 하지 않고 뚱뚱한 여주인공이 우여곡절 끝에 왕자 같은 남자와 맺어지는 모습을 보여줌으로써 ‘외모 지상주의’에 대한 인식을 바꿨다는 평가가 있다. 그러나 외모도 실력이라는 주장이 있다. 그래서 성별 연령대와 상관없이 성형수술이 성행하고 있다. ‘외모 지상주의’에 대한 자신의 견해를 800자 이내로 써 보세요. ○ 고교생은 29일까지, 중학생은 8월 5일까지 학교, 학년, 주소, 연락처와 함께 글을 보내주세요. 다음 주는 초등학생 논술이 실립니다.

자연계 논술준비 5계명 : 동아일보, 2005.07.26 : 자연계 논술은 수학자나 과학자가 출제하기 때문에 인문사회계 논술과 비교해 주제나 글쓰는 방식 등이 많이 다르다. 이전에 출제된 수리과학 논술 문항들을 중심으로 자연계 논술 준비 방법을 알아보자. 1 일상 현상에 주목하자, 자연계 논술은 실생활과 관련된 자연현상이나 기술적 현상에 대해 자주 묻는다. 예를 들어 ‘수학적 규칙성이 자연현상에 나타난다는 것에 대한 견해를 서술하라’는 문제가 2005학년도 성균관대 입시에서 출제됐다. 나뭇잎 모양이나 눈의 결정 모양에 들어 있는 카오스이론과 프랙탈을 이해하면 쉽게 풀 수 있다. ‘사과를 처음 베어 물 때와 나중에 베어 물 때 어느 쪽이 힘이 덜 드는가’ 등 일상 속에는 무궁무진한 소재가 있다. 공식을 외우기보다 원리와 개념을 이해하는 것이 필요하다. 2 자연계 표기법에 익숙해지자, 자연계 논술은 일반논술과 달리 수식이나 표, 그래프가 답안에 포함되는 경우가 많다. 2005학년도 동국대 자연계 논술에서 지구와 다른 행성의 중력 차이를 수식을 써서 쓰게 했다. 많은 수험생이 화학 원소 기호나 단위, 수식을 원고지에 어떻게 써야 하는지 몰라 당황했다. 원고지에 표나 그림, 수식이 깔끔하게 표기돼야 점수를 잘 받는다. 특히 그래프는 여러 요소가 많이 들어가 상당수 수험생들이 답을 맞게 쓰고도 감점을 받는다. 평소에 원고지에 자연계 논술문을 충분히 연습해야 한다. 3 종합적 사고력을 키우자, 통합교과형 논술에 대비하려면 수학, 과학 등 기본교과에 나오는 여러 지식 중 연관성이 있는 원리나 현상을 종합적으로 생각해야 한다. 2005학년도 경희대 입시에서 오존의 상반된 역할에 대해 물었다. 오존은 성층권에서는 자외선을 차단해 생태계를 보호하지만 자동차 배기가스로 인해 생긴 오존은 사람의 건강을 해친다. 학교에서는 오존을 성층권 따로, 자동차매연 따로 설명한다. 여러 교과에서 나온 관련 개념은 사례를 묶어 이해해야 한다. 4 과학기술계 이슈를 파악하라, 2005학년도 중앙대 논술시험에서 인공지능에 대한 문제가 나왔다. 수소연료전지, 지구 온난화, 줄기세포, 배아복제, 유전자조작식품, 화성 탐사 등도 자연계 논술에서 이미 나왔거나 언제든지 나올 수 있는 문제다. 특히 산성비, 열대우림 파괴 등 환경보전 문제와 최근 부각되고 있는 생명과학은 자연계 논술 주제로 잘 나온다. 신문이나 과학잡지 등 대중매체를 비롯해 교양과학서적을 평소에 읽어 둘 필요가 있다. 5 영어 공부는 필수다, 자연계 논술은 대부분 영어지문을 사용해 출제된다. 실험이나 단위에 관련된 영어단어를 비롯해 과학적 현상이나 중요한 이론과 용어를 미리 영어로 알아 둬야 한다. 서울대 2002년 논술에서는 ‘abortion(낙태)’ ‘euthanasia(안락사)’ 등을 사용해 안락사에 대해 묻는 문제가 나왔다. 한정된 시간에 긴 영어 지문을 해석할 수 있는 속독 능력도 필요하다. 과학기술에 대해 설명하는 외국의 인터넷 사이트나 영어로 쓴 교양서적을 봐 두자.

<스텔스> 인공지능 무인 비행기와 인간의 사투 : 조선일보, 연합뉴스, 2005.07.26 : 스텔스(Stealth) 전폭기가 처음 유명해진 것은 1991년이다. 당시 첫 출격한 스텔스기는 지휘부를 비롯한 이라크군의 심장부를 공격해 승전의 토대를 마련했다. '비밀'이라는 단어 자체의 뜻처럼 이 비행기의 장점은 적의 탐지시스템에 잡히지 않는 은폐 기술. 정밀한 유도 폭탄을 장착하고 있는 것도 역시 빼 놓을 수 없다. 한반도가 여전히 분쟁 지역으로 남아있는 현실에서 이 스텔스기는 꼭 남의 나라 얘기만은 아니다. 얼마 전 '밤의 매(Night Hawk)'라는 별명을 가진 스텔스 F-117이 10여대나 남한에 순환배치됐으며 이 사실이 알려진 뒤 북한은 이에 대해 강력한 항의의 메시지를 보내기도 했다. 28일 첫 선을 보이는 영화 '스텔스'의 국내 개봉이 민감한 것은 이런 현실에서 한걸음 더 나아간다. 바로 북한으로 보이는 장소가 등장하는 것. 스텔스기는 국경(비무장지대)을 공격해 이곳에 불시착한 미군을 구해내기도 한다. 25일 언론 시사 후 이 영화의 직배사 소니픽쳐스릴리징 코리아의 권혁조 대표가 이례적으로 마이크를 들고 설명한 것은 이런 배경에서다. 권 대표는 “3개월 전 미국에서 이 영화의 러프 컷을 보고 영화 속 대사에 북한임을 암시하는 단어를 제외해달라고 부탁했다. 이 영화는 정치적 함의도 없고 단지 픽션일 뿐이다”고 설명했다. 권 대표의 말처럼 영화 속 '그 곳'이 북한임을 지칭하는 단어는 없다. 장소가 북한이 맞더라도 북한을 악의 축으로 묘사했다는 지적을 받았던 '007 어나더데이'와는 분량과 구체성에 있어서도 큰 차이가 난다. 북한 묘사 장면은 오히려 북한의 크기나 휴전선(비무장지대)의 현실에 대한 제작진의 무지가 드러난 쪽에 가까운 편이다. 외적인 논란을 제쳐놓고 보면 영화는 미국이 '자랑'하는 이 최신형 비행기의 홍보와 이를 이용한 온라인 컴퓨터 게임 이상의 재미는 가지고 있지 않는 듯하다. 비행신과 추격신의 빠른 속도감이나 스릴로 이런 종류의 블록버스터 특유의 미덕들을 그대로 가지고 있다. 스텔스 '테론' 편대에 3명의 파일럿이 선발된다. 두 남자 벤(조시 루카스)과 헨리(제이미 폭스), 그리고 여성 카라(제시카 비엘)가 그들. 임무 성공률 100%를 자랑하던 이들에게 어느날 새로운 편대원이 추가로 투입된다. 문제는 그가 사람이 아닌 인공지능의 무인 비행기라는 사실. 벤은 '에디'라는 이름의 이 무인 비행기를 신뢰하지 않고 그의 우려대로 어느 순간 에디는 인간의 충고를 무시하며 통제 불능의 적으로 변한다. 에디의 공격 목표는 러시아. 이제 세 대원은 에디를 막기 위해 사투를 벌인다. 비행 장면 혹은 여주인공 제시카 비엘 같은 '볼거리'를 빼면 영화의 재미는 꽤나 빈약한 편이다. 뻔한 악과 뻔한 선 사이의 대립은 뻔한 재미 이상을 주지 못하며 벼락을 맞은 무인 비행기가 혼자 판단하는 능력을 가지게 된다는 설정도 그다지 설득력이 없다. 미얀마나 타지키스탄 같은 국가의 시민들이 학살되는(주인공은 막으려 했지만) 장면 역시 찜찜하다. 상영시간 114분.

“인터넷 인공지능 통해 법률상담” : 동아일보, 김상훈 기자, 2005.07.22 : 보통 사람들에게 법은 높은 곳에 있다. 하지만 정보기술(IT)과 만나면 ‘높은 곳’에 있던 법도 일반인의 눈높이로 내려온다. 국내 첫 판사 출신 벤처기업가 이해완(李海完·42·사진) 로앤비 사장은 최근 IT를 활용해 ‘인터넷 인공지능 자동법률상담 서비스’(autolawyer.naver.com)를 선보였다. 이 서비스에 접속하면 인공지능 프로그램이 변호사처럼 상담자에게 이것저것 질문을 던진다. 여기에 차례로 답하다보면 상담결과가 자동으로 나온다. 이용료는 3000원. 변호사와의 전화 상담(10분당 5만 원)이나 e메일 상담(1만∼5만 원)보다 훨씬 싸다. 이 사장은 “‘변호사 친구’라도 없으면 법률조언 구하기가 쉽지 않은 게 현실”이라며 “판사 때부터 법률 정보를 싸고 간편하게 전달하는 방법을 고민해 왔다”고 말했다. 그는 1993년 인천지법 판사로 근무할 때부터 두꺼운 판례집을 일일이 들춰보는 게 불편해 컴퓨터로 판례 정보를 정리했다. 이 정보를 활용해 1996년 법조인으로는 처음 법률정보 홈페이지 ‘솔’을 만들었다. 개인 홈페이지에 지나지 않던 솔에 매일 수천 명의 방문객이 찾아와 법률정보를 얻어가자 2000년에는 법무법인 태평양이 그에게 벤처기업 로앤비를 만들자고 제안해 왔다. 이 사장은 “판사에서 기업가로의 변신이 두려웠고 현실은 걱정한 것 이상으로 혹독했다”며 “2000년 후반 닷컴 거품이 꺼지면서 코스닥 상장은커녕 작년에야 비로소 흑자를 낼 수 있었다”고 말했다.

네이트닷컴, 스팸 골라내는 안심메일 선봬 : 전자신문, 김종윤 기자, 2005/07/21 : 필요한 메일만 쏙쏙 골라 주는 메일 서비스가 나왔다. SK커뮤니케이션즈(대표 유현오)는 20일 네이트닷컴( http://www.nate.com)을 통해 스팸이 아닌 메일만 정확히 골라내 주는 ‘안심메일’ 서비스를 선보였다. 안심메일은 인공지능 엔진이 장착된 스팸로봇을 통해 사용자가 자주 메일을 주고 받는 사람에게서 온 메일만을 ‘안심메일함’에 자동 분류해 주는 서비스다. 스팸로봇이 읽기·쓰기·수신 등 사용자의 메일 사용 행태를 분석해 안심메일 주소를 추출해 내는 것이다. 안심메일 주소는 △받은메일함에서 읽은 주소 △메일 발송시 직접 입력한 주소 △주소록에 등록된 주소 △네이트온 버디 주소 등 4가지로, 매일 1회씩 자동으로 업데이트 된다. 사용자가 직접 안심메일 목록에 주소를 추가할 수도 있다. 한편 SK커뮤니케이션즈는 이번 안심메일서비스에 적용된 ‘사용자 메일 송수신 행태 분석을 통한 안심메일 주소 추출’ 기술에 대해 특허를 신청해 놓은 상태다.  

뇌 지도(Brain Map) 탐구, 게놈 프로젝트에 이은 최후의 미개척지 - 베일 벗는 뇌의 비밀 : 조선일보, 김형자 과학칼럼니스트, 2005.07.18 : ‘최후의 미개척지’라는 뇌과학(Brain Science)은 지금 가장 활기 넘치는 연구분야의 하나다. 인간의 끝없는 탐구욕은 신비에 싸였던 뇌의 비밀을 속속 밝혀내고 있다. 최근의 뇌 연구 성과 중 가장 주목할 만한 것은 글리아(glia) 세포의 중요성을 밝혀낸 것이다. 그동안 뇌 연구는 뇌의 가장 중요한 부분인 신경세포, 즉 뉴런의 연구에 집중해왔다. 전기신호를 전달하는 특화된 기능을 가진 뉴런이 ‘뇌의 주인’으로 대접받았다. 반면 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스(synapse) 등을 구성하는 글리아 세포는 신경세포들이 얽힌 회로망을 구성하는 데 반드시 필요한 존재지만 소홀히 다뤄져 왔다. 뉴런과 같은 전기적 흥분을 일으키지 않기 때문에 뉴런의 작용을 돕지만 정보 전달을 담당할 능력이 없는 것으로 간주됐다. 그런데 최근 연구에 따르면 글리아 세포는 전기적이 아닌 화학적 흥분을 일으키는 세포임이 밝혀졌다. 더욱이 최근에는 뇌 속에 퍼져 있는 글리아 세포의 일종인 ‘성상교세포(星狀膠細胞)’의 네트워크가 뉴런의 네트워크와 서로 대화를 나누고 있음이 알려져 글리아 세포는 뉴런과 나란히 뇌의 주역으로 도약하고 있다. 뉴런과는 또다른 정보전달 체계가 뇌 속에 존재하고 있는 것이다. 밝혀진 신경전달물질 100가지 넘어, 뇌 속 호르몬의 정체도 속속 밝혀지고 있다. 인류가 오랫동안 탐구해온 인간의 마음이 곧 뇌 속 호르몬의 작용에 다름아닐 가능성이 높아지고 있다. 뇌 과학자에 따르면 사람이 평화로움을 느낄 때 반대로 화를 내거나 스트레스를 받을 때는 각기 다른 호르몬이 뇌 속에서 나온다. 평화는 ‘세로토닌’이라는 호르몬과, 분노는 ‘노르아드레날린’이란 호르몬과 관계가 있다는 것이다. 또 사랑을 하거나 쾌락을 느낄 때는 ‘도파민’이라는 중독성이 강한 물질이 나오는 것이 밝혀졌다. 시냅스를 매개로 뉴런끼리 연결된 신경회로망에서 전기신호는 시냅스에서 화학신호로 전환됐다가 다시 전기신호로 바뀌는데 각종 호르몬은 이 과정에 관여하는 신경전달물질이면서 동시에 뇌의 작용에 관여하고 있다. 이런 신경전달물질은 지금까지 확인된 것만도 100가지가 넘는다. 이러한 물질의 발견은 인간의 마음이 뇌와 관련이 있다는 점을 과학적으로 입증하는 것으로 각종 정신질환의 치료에도 새 장을 열고 있다. 좌·우 뇌의 차이에 대한 연구도 심화되고 있다. 좌·우 뇌의 차이에 대한 본격적인 연구가 이뤄진 것은 1970년대 이후로 그리 오래된 일이 아니다. 간질병 환자의 뇌에서 우반구와 좌반구를 연결하는 다리, 이른바 뇌량의 한가운데를 절단한 결과 우반구에서 일어난 발작이 좌반구에는 전달되지 않는다는 사실이 밝혀지면서 좌뇌와 우뇌가 별개라는 점이 주목받기 시작했다. 지금까지 밝혀진 바로는 좌뇌는 읽고 쓰고 계산하는 논리적인 기능을 담당하는 반면 우뇌는 그림이나 음악 등의 감성적 세계를 담당하는 것으로 설명됐다. 하지만 과학자들은 이 차이가 어디서 오는지에 대해 뚜렷한 설명을 하지 못했다. 최근 연구에 따르면 좌뇌와 우뇌의 신경회로가 다를 수도 있다는 점이 부각되고 있다. 지난 5월 일본 이화학연구소 뇌과학종합연구센터의 오카모토 히토시 박사, 아이자와 히데노리 박사와 런던 대학의 스티브 윌슨 박사 등의 공동 연구팀은 물고기 뇌에 대한 연구를 통해 뇌 신경 회로망이 좌뇌와 우뇌가 다르다는 것을 세계 최초로 확인하였다. 연구팀이 관찰한 제브라 피시라는 열대어의 경우 좌뇌와 우뇌에 한 쌍씩 있는 ‘하베눌라’라는 부분의 신경회로가 좌우대칭이 아니라는 것이다. 또 지금까진 좌·우 뇌의 차이가 인간 특유의 현상이라고 알려져 있었지만 최근 연구에 따르면 좌·우 뇌의 차이는 인간뿐만이 아니라 전체 척추동물에서 폭넓게 보인다고 한다. 죄·우뇌 신경회로 서로 달라, 남성과 여성의 뇌의 차이에 대한 연구도 계속 진전하고 있다. 대체로 남성 뇌의 표면적은 여성보다 10% 정도가 넓고 기능과 작용에서도 차이가 있다. 예컨대 여성의 좌·우 뇌는 남성보다 더 긴밀히 상호작용을 하고, 언어능력을 좌우하는 영역의 작용이 더 활발하다. 반면 남성의 뇌는 이성과 감정의 영역이 여성보다 확실하게 구분돼 있고 기계적 추론과 공간지각 능력 등이 여성보다 뛰어나다. 미 시사주간지 타임은 지난 3월 “생물학적으로 남성과 여성의 두뇌 크기와 그 작용 등은 차이가 있지만 환경과 노력으로 극복할 수 없는 것은 아니다”라고 최근 뇌 과학 연구를 인용해 보도했다. ‘남성과 여성의 뇌에서 지능을 담당하는 구조가 다르다’는 연구 결과도 최근 주목을 받았다. 미국 어바인 캘리포니아 대학의 리처드 하이어 박사는 지난 1월 신경학전문지 ‘뉴로이미지’에 발표한 연구보고서에서 “지능과 관계된 부위는 남성은 뇌의 회색질(gray matter)에 많고 여성은 백색질(white matter)에 많다”고 주장했다. 회색질은 대뇌반구의 바깥쪽 표면을 싸고 있는 곳이고 백색질은 그 안쪽에 있는 부위로, 회색질 가운데 지능과 관련된 부분은 남성이 여성보다 6.5배 많고 백색질에서 지능과 관련된 부분은 여성이 남성보다 10배 많다는 것이다. 또 남녀간에는 지능을 담당하는 부위의 크기만 다른 것이 아니라 그 분포도 달라 남성은 회색질의 지능 담당 부위가 뇌 전체에 고르게 분산되어 있는 반면 여성은 대뇌의 앞쪽인 전두엽에 국한되어 있다고 밝혔다. 이는 인간진화 과정에서 지능과 관련해 두 가지 형태의 뇌가 만들어졌음을 시사하는 것으로 볼 수 있다는 것이다. 인류의 뇌에 대한 탐구는 뇌를 복제하려는 ‘야심(野心)’으로까지 발전하고 있다. 최근 세계적인 컴퓨터 회사인 IBM은 스위스 로잔공대(EPFL) 두뇌정신연구소와 함께 세계 최초로 정밀한 컴퓨터 뇌 모델 개발에 착수했다. ‘블루 브레인(Blue Brain) 프로젝트’로 불리는 이 연구는 영장류의 출현과 함께 발달해온 대뇌 신피질과 닮은 컴퓨터 모델을 만드는 것. 신피질은 인간 뇌의 90% 가량을 차지하는 부분으로 언어, 기억, 분석, 판단 등 뇌의 가장 복잡한 기능을 담당한다. 2050년 인간의 의식 다운로드, 이 프로젝트 연구책임자인 헨리 마크램 로잔공대 교수는 “IBM의 수퍼컴퓨터 블루진을 이용해 2~3년 안에 3차원 신피질 모델을 완성하는 것이 1차 과제”라고 밝혔다. 이를 기초로 감정을 담당하는 구피질, 원초적 본능을 담당하는 뇌간 등 뇌의 다른 부분으로 모델링 작업을 확대해 10년 안에 인간 두뇌 전체에 대한 컴퓨터 뇌 모델을 완성하겠다는 것이다. 두뇌의 작동 과정을 완벽히 재현해 컴퓨터로 모의실험을 함으로써 두뇌의 신경회로 이상으로 발생하는 각종 정신 질환의 원인을 규명하며 치료법 개발에 도움을 주겠다는 게 연구의 목표다. 인간의 뇌에 도전하는 컴퓨터 기술의 발달로 21세기 중반에 가면 심지어 인간의 의식을 컴퓨터로 다운받을 수 있다는 전망까지 나오고 있다. 지난 5월 이언 피어슨 브리티시텔레콤 (BT) 미래학 팀장은 영국 가디언지와의 인터뷰에서 “2050년이면 인간의 의식을 수퍼컴퓨터로 다운받아 저장할 수 있으며 2075~2080년까지는 이 기술이 널리 보급돼 누구나 이용할 수 있을 것”이라고 주장했다. 육체의 죽음을 넘어서는 영혼불멸의 시대가 과학의 발달로 도래한다는 것이다. 하지만 뇌를 복제하고 뇌의 기능을 대체하려는 이 같은 노력이 아직은 뚜렷한 한계를 갖고 있는 것도 사실이다. 인간의 뇌를 비슷하게 흉내낼 수는 있지만 뇌와 똑같은 것을 만들기는 현재로서는 불가능하다. 인간의 뇌는 아직도 과학적으로 규명되지 않은 신비한 부분이 너무 많다. 예컨대 기억작용의 경우 뇌에서 이뤄지는 것이 명확하지만 어떤 세포와 시냅스가 어떻게 작동하는지 그 메커니즘은 아직 비밀에 싸여 있다. 기억이 어떤 세포에 어떻게 저장되는지를 규명할 수 있다면 기억이 손상되는 질병인 치매의 치료도 가능해진다. 기억의 메커니즘에서 또 규명돼야 할 것은 어떻게 인간의 기억이 지워지느냐는 부분이다. 인간의 뇌가 모든 기억을 저장하고 있다면 뇌 기능 자체가 큰 혼란에 빠질 수 있지만 뇌는 한번 기억한 것을 적극적으로 잊게 하는 메커니즘이 분명 있다. 하지만 그것 역시 아직까지 알려져 있지 않다. 또한 시각정보, 운동정보가 뇌 속에서 구체적으로 어떻게 인지되느냐는 것도 아직 연구의 초보 단계에 와 있을 따름이다. 인간의 뇌가 뛰어난 것은 유전적 제약을 뛰어넘어 자율적으로 기능하고 학습하면서 발전한다는 것이다. 컴퓨터는 학습이 불가능하지만 뇌는 학습이 가능하다. 여기서 불가사의한 것은 뇌세포도 간이나 심장세포처럼 원래 1개의 수정란이고 완전히 같은 유전자의 세트밖에 갖고 있지 않은데 왜 뇌세포만이 유전적 제약을 넘는 ‘독특함’을 획득한 것일까 하는 점이다. 이것 역시 앞으로 연구되어야 할 부분이다. 사실 인간의 뇌는 과학의 도전을 거부할 만큼 복잡하고 미묘한 세계다. 우리 뇌 속에는 약 1000억개의 뉴런이 있다. 이것은 은하계에 있는 별의 수와 맞먹는 규모다. 하나의 뉴런은 이웃해 있는 수천 개의 다른 뉴런과 연결돼 있다. 정신이 아찔할 정도로 감을 잡을 수 없는 장대한 세계, 생명이 다할 때까지 움직이고 팽창하는 또 다른 우주가 바로 우리의 뇌다. 인류가 개가를 올린 인간 게놈 프로젝트는 30억개의 염기쌍으로 이루어진 DNA를 조사하여 어디에 어떤 유전자가 있는지를 밝히는 이른바 ‘지도 만들기’였다. 다음은 뇌다. 1000억개가 넘는 뉴런이 만들어 내는 매우 복잡한 시스템에 다가가기 위해서는 제대로 된 뇌 지도를 만드는 일이 우선이다. 뇌의 어떤 부위가 어떤 기능을 할까. 완벽한 뇌 지도를 그리기 위한 인류의 탐구는 계속되고 있다.

실존 포커王 노하우 담긴 게임 제작된다 : 조선일보, 권영수 기자, 2005/07/18 : 전 세계를 통 틀어 최고의 실력을 자랑하는 캐나다 출신 프로 포커왕, 다니엘 니그리뉴가 감수를 맡은 포커 게임이 선보일 전망이다. 다니엘은 MTV게임즈와 공동으로 텍사스 홀드엠 방식의 포커 게임을 제작할 예정이라고 18일 밝혔다. 개발 및 배급은 각각 5000ft社 및 메이린메디아社가 담당하며 PC 및 Xbox, 플레이스테이션2, PSP용으로 오는 가을중 발매될 예정이다. 다니엘과 MTV게임즈가 제작할 포커 게임은 여느 동종 게임들과 큰 차이는 없지만 다니엘을 포함한 6명의 프로 포커 선수가 등장하며 게이머는 포커를 즐기면서 이들로부터 조언을 구할 수 있다. 인터넷을 통해 타 게이머와 포커 실력을 겨루는 인터넷 온라인 토너먼트 플레이 기능을 지원하며 특히, 컴퓨터가 게이머의 플레이 패턴을 분석하고 학습하는 능력을 지니고 있어 게이머는 매번 다양한 방식의 공략법을 연구해야 한다. 다니엘 니그리뉴는 "게이머와 대적하는 컴퓨터의 인공지능은 매우 뛰어날 것"이라며 "포커에 관심이 있거나 배우고 싶은 이에게 이 게임은 훌륭한 선생님이자 연습 상대가 될 수 있다"고 소감을 밝혔다.

인간 두뇌는 책 2000만권 저장할 수 있는 컴퓨터 - '초고속 반도체'스냅스가 기억 저장…계산·저장 한곳서 처리해 학습할수록 능력 좋아져 : 조선일보, 김형자 과학 칼럼니스트, 2005.07.18 : 도마뱀도 개도 사람도 모두 뇌를 갖고 있는데, 뇌의 어떤 특징이 사람을 사람답게 할까? 낙지나 오징어, 곤충 등의 뇌는 신체 여기저기에 분산되어 있다. 그러다가 진화의 단계에서 척추동물에 이르자 온몸에 흩어져 있던 작은 뇌들이 등 쪽으로 모이게 되면서 척추 속에 있는 척수라는 한 가닥의 커다란 뇌를 만들게 된다. 척추동물의 진화 초기 단계에서 뇌는 단순한 신경세포가 모인 혹 같은 것이었다. 그리고 그 척수의 앞 끝 부분이 더욱 비대하게 되어 마침내 지금처럼 뇌다운 뇌가 만들어지게 되었다. 인간의 뇌는 어떻게 구성돼 있나, 파충류 단계를 거치면서 뇌간(腦幹), 포유류 단계를 거치면서 구피질(舊皮質), 영장류 단계를 지나면서 신피질(新皮質)이 차례대로 진화해 현재와 같은 인간의 뇌가 만들어졌다. 중요한 것은 이 3개 층을 이렇듯 두드러지게 갖고 있는 생명체가 인간 외에는 없다는 점이다. 뇌의 3층 구조가 오늘날 인류의 모습을 대변하고 있다 해도 과언이 아니다. 뇌간은 뇌 진화의 역사상 가장 오래된 부위로 파충류도 갖고 있다. 그래서 뇌간은 ‘파충류의 뇌’ 또는 ‘원시뇌’라고도 불린다. 파충류형 뇌는 인간의 생존에 기본적인 호흡이나 섭식과 같은 일상적 행동의 조정에 관여하는 기능을 갖고 있다. 구피질은 신피질 안쪽에 있는 층으로 하등 포유류의 뇌와 비슷한 대뇌변연계(大腦邊緣系) 부분을 일컫는다. 대뇌변연계는 시상(視床), 시상하부, 해마, 뇌하수체 등으로 구성되며 성행위와 같은 인간의 본능적 충동과 정서를 다스린다. 포유류가 진화되어 영장류가 출현함에 따라 뇌에는 마지막으로 신피질이 발달했다. 그래서 신피질은 ‘영장류의 뇌’로 불리며 진화의 역사가 가장 짧다. 뇌간과 대뇌변연계가 사람의 동물적 본능을 지배하는 원시적 뇌라면, 뇌의 90%를 점유하는 신피질은 원시적 뇌를 통제하여 인간적 이성을 지배하는 기능을 갖고 있다. 이성의 힘이 순간적으로 약화될 때마다 원시적 뇌가 주도권을 잡게 되고 그러면 신피질이 통제를 시작한다. 그러나 신피질의 지나친 통제는 생명력을 억압하는 결과를 낳기도 한다. 그러므로 가장 바람직한 상태는 뇌의 3층 구조가 조화롭게 상호작용하는 때다. 그렇다면 원숭이와 인간은 똑같이 신피질을 갖고 있는데 왜 서로 다른 것일까? 인간의 신피질은 인간에 가장 가까운 영장류인 침팬지보다 3배나 크다. 인간의 신피질 영역의 수는 이제까지 조사된 어떤 영장류보다도 많다. 두개골의 화석을 볼 때 오스트랄로피테쿠스의 대뇌는 인간 대뇌의 3분의 1밖에 되지 않으며 언어령도 없었던 것 같다. 이 대뇌피질(대뇌 표면을 덮고 있는 회백색 부분. 신피질·고피질·구피질의 3종류로 구성돼 있으며 고피질과 구피질을 합쳐서 변연피질이라고 한다)에서 일어난 영역의 확대와 첨가가 분명히 인간이 가진 복잡한 지성(知性)을 탄생시켰을 것이다. 바로 이것이 인간의 두뇌를 소유하게 된 까닭이다. 뇌는 왜 굉장한가, 뇌는 왜 굉장한 것일까? 그 답은 뇌가 몸의 기관이면서 단순한 하나의 기관에 그치는 것이 아니라 한 단계 더 높은 지위에 있다는 데 있다. 인간이 하는 고차원적 기능은 모두 뇌가 맡고 있다. 우리의 몸에는 간이나 신장, 심장, 폐 등 다양한 기관이 있다. 이들 기관은 그 기관으로서의 역할만을 수행한다. 이에 비해 뇌는 정보를 받고 그것을 처리하며 출력하는 기관으로서의 기능 외에도 몸 전체 기관들의 조절센터로서 작용하고 있다. 게다가 인간이 언어를 사용해 의사소통을 하듯 기관끼리의 정보교환도 뇌가 조절하고 있다.

뇌에는 뉴런과 그 크기의 10배에 달하는 글리아 세포가 있고 이들이 긴밀한 세포사회를 형성하고 있다. 뉴런은 독특한 모양의 신경세포로 대뇌피질에만 140억개가 있고 뇌 전체로는 1000억개나 있다. 뉴런은 많은 돌기를 갖고 있는데 그 중에서도 축색(軸索)이라고 불리는 긴 돌기를 통해 다른 신경세포와 연결돼 있다. 하나의 축색이 다른 신경세포와 접속하는 부분이 시냅스로, 하나의 신경세포에는 5000~1만개의 시냅스가 있다. 다시 말해 하나의 신경세포는 5000~1만개의 다른 신경세포와 연결돼 있다는 말이다. 이 연결 부위는 ‘시냅스 간극’이라는 작은 틈새를 두고 있다. 뇌에 들어온 정보 즉 뉴런의 전기신호는 시냅스에서 화학신호로 바뀌어 다른 신경세포로 전달돼 다시 전기신호로 바뀌는 과정을 거친다. 인간사회에서 사람이 서로 대화를 통해 사회적 기능을 발휘하는 것처럼 뇌신경계에서는 다양한 이들 세포가 서로 연락을 취하고 있다. 세포끼리 ‘악수’하는 것과 같은 직접적 연락 수단으로서 시냅스를 통한 정보전달이 있고, ‘언어’를 사용한 정보전달로서 세포를 활성화하는 물질에 의한 방법도 있다. 이 세포끼리의 커뮤니케이션에 의해 개체의 행동뿐 아니라 개체 사이의 관계까지도 제어하는 고차원적 기능이 행해지고 있는 것이다. 하등동물의 경우 뉴런의 수가 적고, 어느 세포가 어느 세포와 연락하는지를 유전자가 엄격하게 지배하고 있다. 하지만 뉴런의 수가 늘어나면 자유도(degree of freedom·주어진 조건하에서 자유롭게 변화할 수 있는 정도)가 늘어나 많은 연락이 가능해진다. 사람의 뇌, 특히 대뇌피질은 진화의 과정에서 뉴런의 수가 압도적으로 늘어나 높은 자유도를 획득했다. 그 가운데서 환경에 적응하여 도움이 될 만한 ‘회로’만이 남게 된다. 어떤 뉴런의 덩어리에서 다른 덩어리로 연락이 전해진다는 식의 큰 테두리는 유전적으로 결정되어 있다. 그러나 그 테두리 안에서 일어나는 연락은 환경에 따라 변한다. 완전히 같은 유전자 세트를 가진 일란성 쌍생아가 자라난 환경에 따라 서로 다른 개성을 가지게 되는 이유가 바로 여기에 있다. 뇌의 신경 회로망은 유전자의 지배를 넘어선 것이다. 뇌는 얼마나 똑똑할까, 인간의 두뇌 속 정보량을 비트로 환산하면 약 100조에 해당하는 10의14제곱비트의 정보가 된다. 이걸 영어로 쓰면 2000만권(세계에서 가장 큰 도서관의 장서 수)의 책을 가득 채울 수 있다. 이것은 유전자 정보량의 1만배에 해당한다. 뇌는 매우 불충분한 정보에서 출발하여 대단히 복잡한 것으로 성장한다. 그것을 가능하게 하는 것이 학습이다. 예컨대 물체를 보기 위해 필요한 기본적 신경회로는 유전자 정보로 완성되지만 물체를 보는 기능은 학습을 통해 얻어진다. 인간의 뇌와 컴퓨터와의 정보처리 차이도 학습능력의 차이에 있다고 할 수 있다. 인간의 뇌는 계산하는 장소도 뉴런, 또 계산한 결과도 뉴런의 연결로서 저장된다. 계산을 하는 장소와 기억을 하는 장소가 하나로 되어 있다는 얘기다. 그러나 컴퓨터는 중앙처리장치에서 계산을 하고 그 계산 결과는 메모리 등에 저장한다. 계산하는 장소와 기억하는 장소가 별도로 되어있는 것이다. 따라서 계산을 하는 데 필요한 기억은 그때마다 기억장치에서 호출해야만 한다. 이것은 컴퓨터 스스로 자동적으로 학습하는 것이 근본적으로 불가능한 원인이라고도 할 수 있다. 컴퓨터에 학습을 시키기 위해서는 그것에 필요한 프로세스를 모두 인간이 프로그램해야만 한다. 인간의 뇌에서는 계산하는 장소와 기억하는 장소가 하나로 되어 있기 때문에 계산을 하면 할수록 학습에 의해 더욱더 잘 계산할 수 있게 된다. 더욱이 학습하는 기본적 프로세스는 유전자에 쓰여 있다. 뇌의 정보처리 특징은 가설을 세우는 능력에 있다. 컴퓨터는 충분한 정보에서 옳은 답을 유도하는 데 능숙하다. 그러나 뇌는 불충분한 정보에서 직관에 따라 확실한 듯한 가설을 세우는 것이 특징이다. 그 가설을 현실과 비교·검증하여 차이가 있으면 그것을 피드백하여 가설을 수정함으로써 더욱 확실한 답을 유도해나간다. 뇌와 컴퓨터의 가장 큰 차이점은 정보처리 방식에 있다. 컴퓨터는 아무리 우수한 것일지라도 처리내용과 수속(process)이 프로그램이라는 형식으로 주어져야만 한다. 뇌는 경험학습형이어서 반복되는 자극이나 강한 자극을 받으면 정보처리 네트워크가 자동적으로 형성된다. 뇌는 놀랄 만큼 분주하게 신경화학적 반응을 행하고 있다. 뇌의 회로는 인간이 만들어내는 어떤 인공적 회로보다 훌륭하다. 뇌는 사물에 대해 생각해내는 것 이상의 많은 일을 한다. 비교하고, 종합하고, 분석하고, 추상적인 개념을 산출하는 것이다. 우리는 신체의 유전인자가 알 수 있는 것보다 더 많은 것을 이해하고 있어야만 한다. 이것이 바로 뇌의 도서관이 유전인자 도서관의 1만배가 넘는 거대한 것이 된 까닭이다. 뇌는 어떻게 정보를 인지할까, 우리는 항상 방대한 양의 시각정보를 순간적으로 처리하고 선별하고 있다. 사과를 보았을 때 어떻게 그것이 사과라는 것을 알게 될까? 시각정보는 처음에 대뇌의 가장 뒤쪽에 있는 ‘제1차 시각령’이라 불리는 영역으로 들어간다. 여기서 모든 정보가 시각의 상하좌우의 위치에 대응하여 세밀하게 나누어진다. 오른쪽 눈으로 들어온 정보와 왼쪽 눈으로 들어온 정보, 선분의 기울기나 길이, 움직임, 빛깔이나 밝기 등이 제각기 독립적으로 처리된다. 여러 갈래로 나누어진 정보는 ‘어느 각도로 기울어진 아주 짧은 직선’과 ‘색깔’이라는 식의 단 2가지 요소로 분류되어, 제1차 시각령 앞쪽에 있는 8개의 시각령에서 단계적으로 통합되어 간다. 그리고 대뇌의 측두엽에서 최종적으로 보고 있는 물체가 사과라고 인식한다.

달릴 때의 뇌 작용도 마찬가지다. 우리는 달리면서 ‘저 나무까지 달리자’ ‘피로하니 좀 천천히 달리자’ 등을 생각한다. 그러나 ‘먼저 왼쪽 다리의 장딴지 근육에 힘을 주고 지면을 차면서 오른쪽 팔을 앞으로 흔들고…’ 등을 생각할 필요가 없다. 달리기 시작하면 여러 근육이 자동적으로 균형있게 작용하기 때문이다. 세계의 과학자들은 이렇듯 운동에 관계하는 뇌의 영역을 자세히 조사하고 있다. 팔이나 다리 근육은 척수에서 뻗은 운동뉴런으로부터 나온 자극에 의해 수축되는데 이를 제어하고 있는 것이 대뇌 두정엽의 ‘1차 운동령’이다. (대뇌는 각각의 기능을 발휘하기 위해 정보를 통합하는 각 부위의 느슨한 연합체, 즉 연합령으로 나뉠 수 있다. 연합령에는 전두연합령 운동연합령 두정연합령 측두연합령 후두연합령 등 다섯 가지가 있다.) 1차 운동령이 몸에 보내는 지령의 내용은 다시 그 앞쪽에 있는 ‘고차 운동령’에서 결정되는데 그 자세한 내용이 최근 연구에서 밝혀지고 있다. 운동의 준비단계에서 고차 운동령은 운동의 내용을 기획하고 구성한다. 그를 위해 자신의 외부세계에 대한 정보를 대뇌연합령으로부터 받고, 체내 상태에 대한 정보는 대뇌변연계로부터 얻는다. 그 같은 정보를 바탕으로 상황에 따른 운동을 하도록 1차 운동령에 지령을 보내는 것이다. 인간의 뇌 안에 펼쳐지는 뉴런의 세계에도 사람의 사회가 무색할 정도의 피라미드형 사회가 있다고 할 수 있다. 뇌는 어떻게 기억할까, 사람은 무엇을 보거나 들었을 때 그것을 외웠다가 훗날 어떻게 기억해내는 것일까? 기억의 장(場)이 뇌라는 것은 틀림없지만 세포 수준, 분자 수준에서의 메커니즘은 아직 수수께끼에 싸여있다. 다만 기억은 뉴런의 네트워크에 의해 만들어지는 현상으로 이해되고 있다. 기억의 메커니즘은 ‘신경회로망의 변화’인데 이는 시냅스의 가소성(可塑性) 작용이라 할 수 있다. 힘을 가하면 변형된 형태를 계속 유지하는 점토처럼 우리가 겪는 경험은 시냅스가 지닌 가소성에 의해 기억으로 뇌 안에 새겨지고, 그 기억은 뇌 안에 고정되어 있다. 모든 뇌의 기능은 뉴런과 시냅스에서 일어나는 일의 조합으로 설명할 수 있는데 시냅스는 수많은 정보를 끊임없이 주고받는 두뇌 속의 초고속 반도체라 할 수 있다. 또한 대뇌 전두엽 앞쪽에 자리하는 ‘전두연합령’도 기억에 작용한다. 가위를 찾으려고 옆방에 들어갔다가 무엇을 찾으러 왔는지 잊어버린 경험이 누구나 한번쯤 있을 게다. 여기에는 ‘워킹메모리’(작업 기억)라는 전두연합령의 기능이 관계하고 있다. 워킹메모리는 단기기억의 일종으로 ‘행동을 위하여 쓰여지는 기억’이다. ‘가위를 찾는다’는 행동을 하기 위해 ‘가위’에 대한 기억을 워킹메모리에 넣어두었다가 사용하는 것이다. 워킹메모리란 뇌 안에서 암송(暗誦)을 계속하는 것과 같은 기능이다. 전두연합령은 눈이나 귀를 통해 얻은 주변상황이나 몸의 내부환경(현재에 대한 정보), 미래의 예정(미래에 관한 정보), 기억이나 지식(과거에 관한 정보) 등에 접근할 수 있다. 그 같은 막대한 정보 가운데 자신에게 의미 있는 정보만을 골라 그것을 일시적으로 보존해둔다(워킹메모리). 그리고 그 정보를 바탕으로 행동이나 감정을 적절히 조절한다. 전두연합령은 워킹메모리를 중심으로 뇌 전체를 제어하는 통제센터인 것이다. 한편 수영이나 자전거를 배우는 것처럼 몸으로 익히는 운동의 기억은 대뇌가 아니라 소뇌의 몫이다. 소뇌만의 독특한 점은 에러(error) 신호를 전달하는 전용회선을 갖고 있다는 것. 처음 테니스나 피아노 학습을 할 때는 대뇌피질에서 의식하고 연습을 한다. 하지만 잘못하면 고치는 과정을 되풀이하는 동안에 소뇌 속에서 회로가 정리되고 원활한 움직임을 할 수 있게 된다. 연습단계에서는 대뇌와 소뇌는 병렬로 작동한다. 어떤 행동에 에러가 생기면 그 정보가 시각이나 청각, 통각에 의해 인식되고 에러 신호로서 소뇌에 전달된다. 그러면 그때 작동하고 있던 운동을 위한 회로가 닫히게 된다. 적합하지 않은 움직임을 하는 회로를 하나하나씩 닫아감으로써 소뇌 안의 회로가 정리된다. 우리의 운동에 실수가 생기면 쓸데없는 운동을 유도한 소뇌의 시냅스가 회로에서 사라지고 남은 시냅스만이 숙련된 움직임을 실현한다. 대뇌가 다루는 사고는 의식하게 되지만 소뇌에서 일어나는 일은 무의식의 세계에서 전개된다. 구구단 외우기처럼 학습이 진행되면 생각하지 않아도 답이 저절로 나온다. 이런 사고는 소뇌가 대신하고 있을지 모른다. 현재 소뇌 연구 분야에서 가장 흥미진진한 부분이다.

로봇이 환자 수술 '척척' : 세브란스병원 수술용 전문로봇 美서 첫 도입 : 중앙일보, 2005/07/18 : 로봇이 병든 부위를 가르고 환부를 들어낸 뒤 꼬매기까지 하는 본격적인 '로봇수술 시대'가 열렸다. 세브란스병원은 18일 미국에서 들여온 전문수술용 로봇 '다빈치'를 이용, 담낭(쓸개) 절제수술을 국내 처음으로 실시했다. 그동안 국내에 들여온 수술용 로봇은 뼈에 인공관절수술용 구멍을 뚫거나 복강경 카메라를 움직여 수술시 시야를 확보해주는 '수술 보조'의 수준이었다. 그러나 이번에 세브란스병원에 도입된 수술용 로봇 다빈치는 사람의 몸 속으로 직접 로봇 팔이 들어가 수술 부위의 절제에서 봉합까지 모든 작업을 도맡아 한다..........  이 로봇은 절개부위를 최소화하는 '최소침습수술'(MIS)을 위해 미국의 인튜이티브 서지컬 (intuitive surgical) 사에서 개발한 것으로 대당 가격이 25억원에 달한다. 로봇을 이용한 수술은 환자의 몸에 2~4개 정도의 구멍을 뚫고 수술용 카메라와 로봇 팔을 사람의 몸속에 집어넣은 뒤 의사는 몇 미터 떨어진 곳에서 3차원 입체영상을 보면서 수술할 때와 같은 손동작을 하는 방식이다. 이렇게 하면 의사의 손놀림이 로봇 팔에 그대로 전달돼 수술이 이뤄진다. ......... 이 병원 외과 이우정 교수는 "과거 대부분의 수술이 개복수술에서 복강경 수술로 대치된 것처럼 앞으로 많은 수술이 '로봇수술'로 대치될 것"이라고 말했다. 이 교수의 설명에 따르자면 전립선암의 경우 약 4~5시간 걸릴 수술을 2시간 내외로 단축할 수 있다. 로봇수술의 장점은 수술시간 단축에 따른 의사의 피로도 감소와 집중력 향상, 손떨림 방지, 수술기간 단축, 절개부위 감소에 따른 출혈 감소, 수술 후 통증 및 감염 위험 감소 등을 들 수 있다. 이런 장점 때문에 존스홉킨스, 메이요클리닉, 듀크대학병원 등의 미국 내 주요병원은 심장, 비뇨기질환, 소화기질환 수술에 로봇을 이용하고 있다고 의료진은 설명했다. 비뇨기과 나군호 교수는 "로봇수술은 지름이 5~8mm 가량인 구멍을 3~5개 정도만 사용하면 되기 때문에 일상생활에 복귀가 빠르고 미용상 효과도 매우 크다"면서 "앞으로 활용범위가 더욱 확대될 것"이라고 말했다.

인공지능, 정보 저장력 우수… 사고력은 미흡 - 뇌와 컴퓨터의 논리체계는 달라…두뇌의 작동원리 파악하면 '뇌 회로' 이식 가능할 수도 : 조선일보, 박상준 과학 칼럼니스트·서울SF아카이브 대표, 2005.07.18 : 우리가 바라는 인공지능의 궁극적인 미래상은 무엇일까? 인간 두뇌보다 더 뛰어난 합리적 판단 능력? 하지만 몇몇 사람은 ‘인공지능이 결코 인간의 두뇌보다 뛰어나서는 안된다’고 강변하기도 한다. 그들의 생각은 영화 ‘매트릭스’나 ‘터미네이터’에 등장하는 인공지능 컴퓨터들이 인간을 제거대상으로 판정, 공격하는 데서 드러난다. 그래서 아이작 아시모프 같은 SF작가는 ‘로봇공학의 3원칙’이라는, 일종의 로봇 윤리 헌장을 제창하기도 했다. 영화 ‘아이로봇(I, Robot)’에서도 등장한 이 원칙은, 첫째 인간을 위험에 빠트리거나 방치하지 말 것, 둘째 앞의 원칙에 위배되지 않는 한 인간의 명령에 복종할 것, 그리고 셋째는 앞의 원칙에 위배되지 않는 한 자기 스스로를 보호할 것 등이다. 하지만 이 원칙을 늘 준수할 수 있는 인공지능 전자두뇌를 만들기란 정말 어렵다. 이 원칙을 교묘하게 피해가면서도 사악한 용도로 인공지능 컴퓨터를 이용할 수 있는 방법은 얼마든지 가능하다. 그래서인지 아시모프도 나중에 “미래의 로봇은 제각기 인공두뇌를 갖기보다는 중앙 컴퓨터의 원격 통제를 받는 일종의 단말기 형태로 존재하게 될 것”이라는 말을 남겼다. 그렇더라도 인공지능의 원천적인 제한설정 문제는 여전히 숙제로 남는다. 그런데 인공지능 설계의 이러한 근본적인 원칙 문제는, 다행인지는 몰라도 아직 현실에서는 화급한 당면과제는 아니다. 인공지능을 만드는 기술적 수준이 아직 그런 단계를 논하기엔 한참 멀었기 때문이다. 인공지능의 선구자 MIT의 브룩스 - 그렇다면 실제로 인공지능을 만드는 기술은 과연 어디까지 왔는지 살펴보자. 오늘날 인공지능 분야에서, 특히 인간의 형상을 한 휴머노이드 로봇 연구를 통해 인공지능을 개발하는 분야에서 세계 최고의 권위자로 꼽히는 인물은 MIT의 ‘컴퓨터과학 및 인공지능 연구소’ 소장으로 있는 로드니 브룩스다. 그는 기존의 로봇 및 인공지능 개념을 혁신적으로 변환시킨 선구자로 일컬어진다. 이전까지 과학자들이 인공지능을 만들 때 택한 접근법은 이런 것이었다. 일단 주변환경을 최대한 파악한 뒤 그를 바탕으로 복잡한 연산과 피드백 과정을 거쳐 최적(最適)의 결과를 내고, 그에 따라서 비로소 실행에 들어간다. 예를 들어 보행 로봇의 경우도 이같은 과정을 거쳐 천천히 한 발짝 한 발짝 내딛게 된다. 외부환경을 감지하는 센서와 발을 내딛는 구동모터 사이에 사고와 판단을 하는 지능이 들어가 있는 것이다. 그런데 브룩스는 좀 다른 생각을 했다. 위와 같은 ‘센서→연산(지능)→동작’이라는 과정은 너무나 당연한 것처럼 여겨져서 다른 과학자들은 아무도 근본적인 의문을 제기하지 않았다. 하지만 그는 인간이 걷는 행동에 과연 그처럼 복잡한 과정이 개입되어 있을까 의심을 품은 것이다. 인간이 걷는 행위는 벌레가 기어다니는 것과 마찬가지로 가장 하등한 본능적 차원의 반응이다. 그런데 그런 하등한 동작 과정에 과연 고도로 발달된 인간 두뇌의 사고와 지능이 필요한가 하는 것이다. 그래서 브룩스는 중간단계의 지능 부분을 빼고 그냥 감각과 행동만을 남겨보았다. 엄정한 사고와 추리의 연쇄과정을 거치지 않아도 환경에 대한 즉각적 반응은 가능하기 때문이다. 이런 식의 역발상, 즉 ‘생각하지 않는 로봇’ ‘지각과 행동이 직접 연결되는 로봇’이라는 개념은 발표 당시 엄청난 논란을 불러일으켰지만 결과적으로는 브룩스의 판정승이었다. 브룩스가 자신의 이론을 반영해 만든 곤충형 로봇은 놀랄 만큼 빠른 반응속도를 보여주었고 낯선 환경에서도 거침없이 움직였다. 마침내 미 항공우주국(NASA)에서도 그에 주목하여 1997년 화성에 착륙한 탐사로봇 소저너는 브룩스가 설계한 알고리듬에 따라 움직였다. 소저너의 임무 수행이 성공적이었음은 물론이다. 브룩스의 이론은 흔히 포섭구조(Subsumption Architecture)라고 알려져 있는데, 간단히 말해서 로봇에게 기본적인 동작만 설정해주고 더 복잡한 차원의 행동은 환경과 상호작용을 하며 반응하도록 하는 방식을 뜻한다. 브룩스의 지론은 ‘복잡한 행동은 복잡한 환경의 반영이지 결코 복잡한 제어(制御)의 결과는 아니다’라는 것이다. 이 이론에는 인간행동학에도 적용될 수 있는 함의가 어느 정도 깃들어 있다. 그러나 브룩스의 연구는 어디까지나 하등로봇 수준에만 적용될 수 있는 내용이다. 물론 이 점을 브룩스도 잘 알고 있으며, 그 역시 일상 환경의 복잡성을 단순화시키는 방법에는 한계가 있음을 언급한 바 있다. 그렇다면 인공지능의 궁극적인 모델인 인간 두뇌 차원에서는 과연 어떤 접근방법이 필요한 것일까? 이를 고찰해보기 위해서는 당연히 인간 두뇌의 작동 원리를 먼저 이해해야만 하겠지만, 아쉽게도 우리는 아직 이 신비를 완전히 풀지 못하고 있다. 인간 두뇌는 우리가 아는 그 어떤 논리구조로도 명쾌하게 설명되지 않고 있다. 컴퓨터공학의 선구자 중 한 사람인 폰 노이만은 1957년에 출간된 유고집 ‘컴퓨터와 두뇌’에서 인간 두뇌의 기능에 대해 주목할 만한 견해를 제시했다. 그는 “인간의 뇌는 신경세포 간의 접합 부분인 시냅스가 온오프(on-off) 방식으로 작동한다는 사실에 비추어볼 때 아날로그가 아닌 디지털 컴퓨터에 가까운 것은 분명해 보인다”고 했다. 그러나 컴퓨터와 달리 인간의 두뇌는 상당히 부정확하고 오류도 많이 발생하는 반면, 창조적인 사고와 발상이 가능하다. 그렇다면 인간 두뇌의 논리 회로는 컴퓨터 언어와는 근본적으로 다른 성질의 것이 아닐까 하는 의문이 제기된다. 컴퓨터의 언어는 수학이지만, 인간의 두뇌는 그것과는 다른 논리 구조를 갖고 있는 듯하다는 것이다. 노이만에 따르면 그것은 컴퓨터의 수학적 연산 언어보다는 훨씬 깊이가 얕아 보이지만, 그보다는 뿌리부터가 다른 구조의 논리 언어 체계이기 때문일 수도 있다. 그리고 그것이 무엇이건 간에 우리가 알고 있는 수학과는 상당히 다른 것임이 틀림없다는 것이다. 노이만은 원래 이 주제를 가지고 1956년에 예일대학에서 강연을 할 예정이었으나 그전에 병사하는 바람에 실현되지 못했고, 결국 그의 유고만이 위와 같은 미완성된 내용으로 사후에 출간되었다. 심미적 감각까지 확장시킬 수도 - 어쨌든 브룩스의 업적 등에 힘입어 제한적 범위에서나마 인공지능의 구현이 가능해졌다면 앞으로의 전망은 어떨까? 최근에 브룩스의 대표 저작이 국내에 ‘로봇 만들기’라는 제목으로 출간되었는데, 원래 2002년에 처음 나온 이 책의 원제는 ‘육체와 기계(Flesh and Machines)’다. 이 제목이 의미하는 바는 무엇일까? 앞서 언급했던 인공지능의 윤리 문제, 그리고 노이만이 제기한 인간 두뇌 논리구조의 신비함 등이 복합적으로 얽혀있는 상황을 미루어 짐작해보면 미래의 인공지능은 완벽한 의미의 인공두뇌이기보다는 인간과 기계의 결합, 즉 사이보그(cyborg)적인 형태를 띨 가능성이 높을 듯하다. 인간 고유의 사고 및 판단 능력은 쉽사리 구현해내기도 어려울 뿐더러 섣불리 모사(模寫)했다가는 너무나 복잡한 외부 환경의 변수들로 말미암아 자기모순에 빠질 위험성이 높다. 영화 ‘2001년 우주의 오디세이’에서 우주탐사선 디스커버리호의 중추두뇌인 ‘할 9000’이 어땠는가? 지구의 중앙관제국이 승무원들 모르게 컴퓨터에게만 비밀지령을 내리자 그 모순적 상황을 합리적으로 해결해보려고 혼자 애쓰다가 결국 승무원들의 목숨을 빼앗아버리지 않는가? 이렇듯 변수가 많은 환경에서 인공지능이 그 모든 경우의 수를 다 합리적으로 고려하여 문제를 해결하기를 기대하는 것은 무리다. 하물며 인간 두뇌도 그것은 버거운 일이다. 반면에 인공지능은 인간이 따라갈 수 없는 엄청난 정보저장 및 처리 능력을 가지고 있다. 방대한 양의 초고속 연산 수행 능력을 자랑하는 지금의 수퍼컴퓨터들은 머지않은 미래에 바이오 컴퓨터나 양자 컴퓨터 등이 만들어지면서 초소형으로 집적이 가능하며, 그렇게 되면 나노 기술 및 신경생리학과 접목되어 인간 두뇌에 이식해 넣는 것도 가능해질 것이다. 인간은 지금보다 비약적으로 많은 정보를 동시에 검색할 수 있고 곧장 판단이나 결정에 반영할 수 있다. 이렇게 인간 두뇌의 사고 및 판단력과 인공지능의 정보저장, 검색능력이 합체되는 것이 바로 미래의 사이보그적 인공두뇌상이 아닐까? 호주의 SF작가 그렉 이건의 소설 ‘쿼런틴’에는 이같은 미래의 인간두뇌상이 무척 인상적으로 그려진다. 두뇌 안에 이식된 각종 장치와 프로그램들은 단순히 정보검색을 도와주는 차원이 아니라 각종 멀티미디어 커뮤니케이션의 직접적인 인터페이스 기능을 하는 것은 물론, 심지어는 인간 고유의 심미적 감각까지도 확장시켜 준다. 예를 들어 음악감상을 한다면 똑같은 곡이라도 매번 조금씩 다르게 변주가 되어 그때그때 느끼는 감상도 달라진다. 또 기분이나 정신 상태를 조절해주는 소프트웨어도 다양하게 판매가 되어서 약물 같은 것에 의존하지 않고도 심신의 안정을 얻는 것이 가능하다. 이러한 인공두뇌의 미래상이 과연 인류를 행복하게 해줄지는 알 수 없다. 기본적으로 인간의 두뇌는 생물체의 중추인데, 생물이란 자기 번식을 통해 자손을 퍼트리려는 본능을 지닌 존재다. 우리의 두뇌란 거시적으로 볼 때 바로 그런 번식 본능에 봉사하는, 이기적 통제 중추인 것이다. 그렇다면 인공지능과의 합체로 확장된 정보 검색과 판단능력을 가진 사이보그 인간 두뇌의 세상은 어떤 모습일까? 일상생활은 지금과는 비교조차 할 수 없는 고차원의 치열한 두뇌 싸움터가 되고 그 과정에서 낙오된 ‘정보 빈곤층’은 무자비하게 도태되어 버리는 격랑의 시기가 닥치지는 않을까?

청소로봇 '오토로' 고급 아파트에 '옵션' 판매 : 동아일보, 연합뉴스, 2005.07.12 : 한울로보틱스㈜의 청소로봇 '오토로'가고급 아파트에 따라붙는 '선택품목(옵션)'으로 중점 시판될 전망이다. 한울로보틱스는 국내 주요 고급 아파트에 오토로를 대량 공급하기 위해 건설업체들과 계약 방안을 논의하고 있다고 12일 밝혔다. 이 방안에 따르면 건설업체는 자사의 아파트 입주민에게 오토로를 주택에 따라붙는 옵션 형식으로 판매하게 된다. 올해 하반기에 발매 예정인 오토로는 집안의 구조를 자체적으로 인식하고 배터리가 떨어지면 스스로 충전기로 돌아가는 등의 고급 인공지능이 내장된 청소 로봇으로 예상 판매가격이 400만 원대에 이른다. 한울 로보틱스의 관계자는 "일반 소매 시장 판매에 앞서 일단 고급 아파트를 중심으로 대량 보급하자는 것이 핵심전략"이라며 "50평 이상 대형 아파트에서 최적의 성능을 발휘하는 오토로의 특성상 이러한 전략이 유효할 것으로 본다"고 말했다. 회사측은 현재 계약 논의가 진행 중인 주요 업체들에 대해서는 아직 때가 이르다는 이유로 그 구체적인 이름을 공개하지 않았다. 한울 로보틱스의 김병수 사장은 "오토로는 고급기능으로 상류층 취향에 어필하는 'VIP 마케팅'을 추구할 것"이라며 "고급 아파트에 오토로를 옵션으로 공급하는계획도 이러한 원칙과 같은 방향"이라고 설명했다. 청소로봇은 국내 로봇 시장에서 가장 경쟁이 치열한 분야다. 현재 시중에는 유진 로보틱스의 '아이클래보'등 40만 원 이하의 중저가 로봇부터 스웨덴제 '트릴로바이트'등 200만 원대 고가 모델까지 다양한 가격대의 제품이 나와 있다.

[과학칼럼] 멀리 떨어진 사람과 손잡게 된다 - 조선일보, 하성도·한국과학기술연구원 시스템연구부 책임연구원, 2005.07.12 : 우리는 시각·청각·촉각·후각·미각의 다섯 가지 감각을 통하여 주위의 상황을 인지하며 생활하고 있다. 이 다섯 가지의 감각들 중에서 시각을 통하여 얻는 정보가 그 양이 가장 많고 중요하며, 청각은 보이지 않는 먼 거리에서 전해 오는 정보를 인지할 수 있게 해 준다. 손으로 만지는 느낌인 촉각은 시각과 청각에 보태어 주위의 상황을 보다 더 실감나게 느낄 수 있도록 도와준다. 그리운 사람을 만나 반갑게 손을 잡고 포옹하거나, “손대지 마시오”라는 수많은 경고문에도 불구하고 미술관이나 박물관의 전시물에 손자국이 생기는 것은 바로 이렇듯 촉감을 통하여 실감을 느껴보고자 하는 우리의 본능에 의한 것이다. 이런 이유로 바티칸 시스티나 성당의 천장화인 ‘아담의 창조’는 아담과 신의 만남을 두 손을 마주잡으려고 하는 동작으로 웅장하게 묘사하고 있으며, 영화 ‘ET’에서는 인간과 외계인의 만남을 마주 댄 두 손가락으로 상징하고 있다. 최근의 눈부신 컴퓨터의 발전으로 시간적·공간적·물리적 제한 때문에 경험할 수 없는 세상을 ‘가상현실 기술’을 통하여 마치 실제로 존재하는 것처럼 느껴 볼 수 있게 되었다. 이러한 가상현실 기술은 비행기 조종 훈련에 사용하는 비행 시뮬레이터를 개발할 목적으로 개발되기 시작하였으며, 현재는 주로 시각 위주의 실제감을 느끼게 하도록 개발되고 있다. 즉 실제 생활에서는 일어날 수 없는 장면을 컴퓨터가 만들어 내는 입체 화면을 통하여 보고, 여기에 실감나는 음향까지 보태어져 마치 실제로 우리 주위에 그런 일들이 벌어지고 있는 듯한 착각을 일으키게 한다. 현재의 가상현실 기술을 더욱더 발전시켜 시각·청각·촉각 등 복잡한 감각이 서로 융합되어 느껴지도록 하는 기술이 최근 기계공학·전자공학·전산학 등의 관련 학문 분야를 중심으로 개발되고 있다. 한국과학기술연구원에서는 이 분야의 대형 연구사업에 착수하여 컴퓨터가 만들어 내는 가상공간에 인간이 생활하는 실제 공간을 융합시키는 ‘실감공간’(Tangible Space)을 정의하고, 가상공간에서 구현하기 어려운 실제감과 실제 공간에서 여러 제약으로 실현하기 어려운 가상환경을 동시에 구현하여, 가상에서 일어나는 일들을 실제 공간에서 일어나는 것처럼 보고, 듣고, 만져서 느낄 수 있게 하기 위한 기술을 개발하고 있다. 이러한 실감공간이 구현되면 원격 쇼핑몰의 물건을 마치 매장이나 원산지에 간 것처럼 만져보고, 사용해 보고, 느껴본 후에 구매할 수 있을 것이다. 또한 지리적으로 떨어져 있어 만나기 어려운 가족과 친구를 마치 찻잔을 사이에 둔 것처럼 손을 맞잡고 어깨를 두드리며 정겹게 대화할 수도 있게 된다. 실감공간을 구현하는 기술들 중의 하나로서 멀리 떨어져 있는 사람이나 사물을 같은 공간에 존재하는 것처럼 느낄 수 있게 해 주는 기술인 실감만남 기술이 개발되고 있다. 시각적인 효과를 높이기 위한 3차원 대화면 디스플레이 기술과 실시간 음향구현 기술, 그리고 상대편 신체와의 접촉, 사물의 촉감을 느낄 수 있는 촉감구현 기술들이 그 주요 부분이다. 실감만남 기술의 구현으로 음성전화, 화상전화를 뛰어넘어 장래에는 반가운 이의 두 손을 마주잡고 즐겁게 대화할 수 있는 ‘원격존재(Tele-existence) 대화’가 가능해져서 상대를 곁에 두고 대화하는 듯한 실제감을 느껴볼 수 있게 될 것이다. 이렇듯 원하는 사람과 언제든지 만나서 손을 맞잡고 이야기할 수 있는 세상은 보다 행복한 세상이 될 것으로 기대된다.

'주인과 대화하는' 지능형 로봇 세탁기 개발추진 : 동아일보, 연합뉴스, 2005.07.07 : 주인에게 말을 걸고 대화가 가능한 세탁기, 공기가 탁한 곳을 알아서 찾아다니는 공기청정기. 이처럼 가전제품에 인공지능과 이동성 등 로봇의 특성을 더한 '가전 로봇'이 오는 2008년께 상용화될 전망이다. 박종오 전남대 교수(기계시스템공학부)는 호남지역 내 로봇 공학자 10여명과 함께 이와 같은 기술을 실용화하기 위해 한국생산기술연구원과 공동으로 내년 초 '가전로봇 실용화 사업단'(가칭)을 출범시키는 계획을 추진하고 있다고 6일 밝혔다. 사업단이 구성되면 호남지역 가전산업 업체들과 함께 연구개발에 착수, 오는 2008년께 가전로봇을 시중에 선보일 예정이다. 지금까지 시중에 나온 로봇들은 로봇 몸체에 청소나 오락 등의 성능을 부여한제품이었으나 가전로봇은 거꾸로 가전제품에 로봇의 기능을 더한 형태다. 바퀴 등 이동장치가 달려 있다는 점을 제외하고는 외관도 일반 가전과 크게 다를 바가 없다. 박 교수는 "일반 로봇은 아직 보통 소비자가 바로 구매하기에는 다소 낯선 제품인 것이 사실"이라며 "가전에 로봇 성능을 '스며들게' 하면 소비자에게 친숙한 제품을 만들 수 있어 초기 로봇 시장을 키우는데 큰 몫을 할 것"이라고 말했다. 가전로봇은 또 국내 가전업계의 성장도 이끄는 `일석이조'의 효과가 있을 것으로 보인다. 즉 중국산 저가 가전의 공세에 시달리는 국내 업체들이 로봇 성능을 더한 고부가가치 제품으로 해외 시장을 공략할 수 있는 길을 터 줄 것으로 기대되고있다. 기존 제품에 로봇의 기능을 더하는 아이디어는 이미 차세대 성장동력 사업으로해외 주요 기업들의 관심을 끌고 있다. 일례로 일본의 도요타사는 자사의 자동차에 로봇의 인공지능을 탑재한다는 계획아래 운전자 없이도 스스로 운전이 가능한 자동차 'i-unit'을 개발, 올해 3월에 공개했다. 박 교수는 "가전로봇과 같은 기술은 로봇과 해당 산업의 동반 성장을 불러오는큰 장점이 있다"며 "호남은 삼성의 광주 백색가전 공장 등 가전산업의 기반이 탄탄해 이번 상용화 사업이 성사될 경우 그 경제적 파급력이 클 것"이라고 덧붙였다.

빌 게이츠 "컴퓨터 체내 이식 가능해질 것" : 조선일보, 연합뉴스, 2005.07.02 : 빌 게이츠 마이크로소트프(MS) 회장은 1일 기술의 발전으로 언젠가는 체내에 컴퓨터를 이식하는 일이 가능해질 것이라고 말했다. 게이츠 회장은 싱가포르에서 열리고 있는 세미나에 참석해 컴퓨터 이식은 맹인이 눈을 뜨고 귀머거리가 듣는 것을 도와줄 수 있다며 이같이 밝혔다. 그는 귓 속의 달팽이관 이식을 비롯한 각종 이식이 이미 난청 등을 치료하는데 이용돼 왔으며 기술의 진전은 시각 교정에 도움을 주는 이식에까지 이르렀다고 강조하고 이같은 기술은 특히 신체의 결함을 교정하는 쪽으로 확대될 것이라고 내다봤다. 게이츠 회장은 컴퓨터와 인간의 결합이 주류를 이루게 될 것이라는 레이 커즈웨일의 주장이 인공지능의 미래를 가장 정확히 예측하고 있다고 지적하고 “우리는 그런 능력을 가지게 될 것”이라고 덧붙였다. 그러나 그는 MS의 한 직원은 언제든 (자신의 몸에) 플러그를 꽂을 준비가 돼 있다고 말하지만 자신은 아직 그럴 준비가 안됐다면서 “컴퓨터와 떨어져 있는 것에 만족한다”고 말했다. 게이츠 회장은 또 키보드는 음성인식 소프트웨어로 대체되지 않을 것이며 잉크 없이도 펜은 다시 그 지위를 회복하게 될 것이라고 예상하고, 키보드와 펜, 음성은 미래에 인간이 컴퓨터와 상호작용을 하는 3가지 기본적인 방법이 될 것이라고 전망했다. 그는 특히 오늘날 일부에서는 펜 인식 소프트웨어가 아직 초기단계여서 그 역할이 과소평가되고 있지만 이는 앞으로 급격한 속도로 발전하게 될 것이라고 강조했다. 한편 MS는 소프트웨어 개발 분야에서 세계 최고의 지위를 유지하기 위해 올해 연구개발(R&D)에 60억달러 이상을 투자하고 있다.

IQ도 부모를 쏙뺄까 - 천재공장, 데이비드 플로츠 지음l이경식 옮김l북@북스 : 조선일보, 김철중 의학전문기자, 2005.07.01 : 전설적인 무용가 이사도라 덩컨이 영국의 소설가 조지 버나드 쇼에게 아기를 낳자고 제안했다. “한번 생각해보세요. 저의 미모와 선생님의 두뇌를 합하면 얼마나 멋진 아기가 태어날까요?” 그러자 쇼는 이렇게 대답했다. “혹시라도 나의 육체와 당신의 머리를 닮은 아기가 태어나면 어떻게 합니까?” 결혼을 하면서 자신의 단점이 보완된 훌륭한 아기를 낳기 위해 배우자를 골랐다면, 이처럼 절반은 성공할 것이고 절반은 실패한다. 그렇다면 천재인 남자와 여자가 만나 아기를 낳으면 어떻게 될까. 실제로 1980년 미국에서 이른바 ‘후손 선택을 위한 저장고’가 미디어의 집중 조명을 받으며 문을 열었다. 노벨상 수상자의 정자만을 기증받아 지능지수(IQ) 160 이상의 여성회원들에게만 정자를 제공하는 정자은행이 출범한 것이다. 1999년 이 은행이 문을 닫을 때까지 19년 동안 이 은행을 통해 시험관 아기 등으로 217명의 ‘천재아이’가 태어났다. 뉴욕타임스 매거진 등에서 활동하고 있는 작가 데이비드 플로츠는 “이 아이들이 어떻게 자라고 있을까”에 호기심을 꽂았다. “그들은 정말 천재인가?”라는 질문을 안고 4년여의 끈질긴 추적 끝에 그는 노벨상 정자은행의 진실을 밝혔다. 결국 이 인간개조 프로젝트는 실패였다는 것이 그의 결론이다. 설사 아이들이 머리 좋게 태어났다 한들 아이들은 부모가 원하는 대로 자라지 않았다. 기증 정자가 노벨상 수상자의 것이 아니었다는 허위 사실이 밝혀진 것과는 별개이다. 이 책은 과학을 다룬 책이지만 소설적 구성을 갖추고 있다. 특히 천재 한 명의 정자로부터 태어난 두 명의 이복(異腹)형제 이야기가 줄거리의 뼈대를 이룬다. 성향이 다른 어머니 밑에서 교육 환경이 현격히 차이 나는 가정에서 자란 톰과 앨턴의 사례를 통해 저자는 선천적 환경과 후천적 환경을 비교하고 싶어했다. 의학에서 질병 발생의 후천적 요인을 분석하는 방법으로 흔히 ‘쌍둥이 비교 연구’가 쓰인다. 예를 들어 쌍둥이가 서로 떨어져 살았을 경우, 그들의 유전자 조건이 동일하다고 보고 성장환경 또는 생활습관 차이가 어떻게 질병을 일으키는지를 분석하는 것이다. 이 경우 유전자에 의해 영향받는 요인은 대략 30%이다. 나머지는 후천적인 요인으로 결정된다. 저자가 하고 싶은 말도 이 부분이다. 가족과 주변의 관심과 애정으로 아이들의 성장과 삶의 질은 결정된다는 것이다. 어찌 보면 가족이라는 게 과연 유전자나 혈연의 문제인지 하는 의문도 품게 만든다.