최신 ICT 이슈 2030 년, 나노봇 통해 뇌와 클라우드 상의 제 2 두뇌 연결 * 미래학자 레이 커즈와일은 로봇기술이 기하급수적으로 발전해서 적혈구 정도의 크기가 되면, 이를 체내에 삽입하여 인간의 두뇌와 클라우드 상의 인공지능을 연결함으로써 정 보처리와 학습능력에서 현 인류의 수준을 초월하는 하이브리드 인간의 출현이 가능하다 고 주장 미래학자 레이 커즈와일(Ray Kurzweil)은 2030 년경 인간은 자신의 생물학적 두뇌와 클라우드 상의 인공지능을 겸비한 하이브리드형이 될 것으로 예측 - 구글에서 인공지능 개발을 진두 지휘하고 있는 레이 커즈와일은 지난 9 월 말 캘리 포니아에서 개최된 로봇 컨퍼런스 로보비즈니스(RoboBusiness) 에서 로봇과 생물 학과 인공지능에 대한 기조강연을 통해 이 같이 전망 - 커즈와일의 주장에 따르면, 기술은 기하급 수적으로 진화하지만 인간의 생물학적 진화 는 더디며, 그 결과 인공지능이 인간의 지능 을 추월하게 된다는 것 - 고도로 진화된 인공지능은 클라우드 상에 구현되고, 동시에 로봇은 기하급수적으로 형 체가 작아져 적혈구 정도의 크기가 되어 인 <자료>: Robohub (그림 1) 로보비즈니스의 레이 커즈와일 간의 몸 속에서 기능하게 되며, 이를 나노봇(Nano Bot) 이라 부름 - 인간은 나노봇을 통해 클라우드 상의 인공지능에 접근할 수 있게 되며, 따라서 인간 은 생물학적 두뇌와 비생물학적 인공지능을 겸비한 하이브리드가 될 수 있음 - 커즈와일은 그 실현시기에 대해서도 명확하게 예언하면서, 이미 본인이 주장한 대로 2029 년에 인공지능이 인간의 지능을 추월하게 된다면, 2030 년에는 하이브리드 인 * 본 내용과 관련된 사항은 산업분석팀( 042-612-8296)과 최신 ICT 이슈 컬럼니스트 박종훈 집필위원 (soma0722@naver.com 02-739-6301)에게 문의하시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP 의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다. 21
주간기술동향 2015. 10. 28. 간의 출현이 가능할 것으로 전망 커즈와일에 따르면 하이브리드형 인간은 진화의 다음 단계가 될 것이며, 뇌 속의 나노 봇은 사람을 신과 같은(Godlike) 존재로 만들 것이라는 주장 - DNA 로 된 나노봇이 주입된 인간의 뇌와 클라우드를 연결시키면 인간의 생각이나 기 억을 저장할 수 있고, 이는 인간의 논리적 지능과 감성 지능을 확대시킬 수 있음 - 또한, 2030 년에 인간이 대뇌 신피질(neocortex)에 이식되는 나노봇을 사용하여 전 세계와 즉석에서 연결할 수 있게 된다면, 사람들은 각각의 뇌에 생각과 기억을 저장 하면서 이메일, 사진 등의 콘텐츠를 다른 사람의 뇌에 전송할 수 있게 됨 - 이는 곧 문자 그대로 인간이 전지전능( 全 知 全 能 )까지는 아니더라도 지식과 정보의 관점에서는 전지( 全 知 )의 수준에 이르게 될 가능성을 의미 커즈와일이 주장하는 배경에는 기술의 진화는 기하급수적(The Law of Accelerating Returns) 이라는 기본 개념이 들어 있음 - 1 을 30 번 더하면 30 이 되지만 기하급수적으로 발전하면 30 단계 만에 10 억이 되 는 것으로, 가령 IC 소자의 트랜지스터 집적 분야에 적용된 것이 무어의 법칙 - 기하급수적 진화는 컴퓨터뿐 아니라 유전자 분석에도 적용되며, 인간의 전체 유전자 를 해독하는 연구 Human Genome Project(HGP, 인간 지놈 프로젝트) 는 기하급 수적으로 개발 속도가 빨라지고 있음 - HGP 는 미국 정부가 자존심을 걸고 1984 년에 시작한 세계 최대 규모의 프로젝트였 지만, 개시 후 7 년 동안의 성과는 인간 유전자의 1%를 해독하는 것에 그침 - 많은 과학자들이 전체 유전자를 해독하기까지는 700 년 정도 걸린다며, 이 프로젝트 는 실패라고 결론지었지만, 1996 년 무렵 커즈와일은 프로젝트가 완료될 것을 선언 - 그리고 실제로 7 년 후인 2003 년에 전체 유전자의 해독이 완료되었으며, 이 사례는 유전자 분석기술이 기하급수적으로 진화하고 있음을 잘 보여주고 있는 것 - 마찬가지로 로봇기술 역시 기하급수적으로 진화하고 있으며, 다만 커즈와일의 관점 은 진화의 방향을 향하고 있어서 로봇이 기하급수적으로 작아져서 최종적으로 적혈 구 크기가 될 것으로 예상 - 이 나노봇을 체내에 주입하여 몸의 움직임을 감시하면 건강관리에 도움을 줄 수 있 으며, 가령 암 세포에 대해 T-Cell(림프구의 일종)이 제대로 작동하고 암 증식을 억 22 www.iitp.kr
제하는지 확인하거나, 당뇨병 환자에게 적당량 의 인슐린이 주입되고 있는지를 모니터하는 것 도 가능 - 또한, 나노봇이 의사 대신 수술을 하는 미세수 술(Microsurgery) 도 구상할 수 있으며, 나노 봇이 혈관에 생긴 혈전을 제거하고 뇌일혈을 방지할 수 있을 것으로 보고 있음 <자료>: Ray Kurzweil (그림 2) 적혈구 크기의 나노봇 나노봇은 일종의 로봇이지만, 커즈와일은 유전자를 조합한 생물체라 부르고 있으며, 인 간의 시각을 보완하여 맨눈으로 VR(Virtual Reality: 가상현실)을 구현할 수도 있다고 함 - 나노봇에 대한 구체적 설명은 없었지만, 유전자 편집기술(Genome Editing) 의 진화 를 통해 유전자에 DNA 를 넣거나 대체하는 조작이 가능하도록 하려는 목적을 가진 로봇으로 볼 수 있음 - 유전자 편집기술은 최근에 주목 받고 있는 것으로, 2015 년 노벨 화학상 수상 후보 에 UC 버클리 등이 개발하고 있는 유전자 편집기술이 포함되기도 했음 - 나노봇은 건강 관리에 머물지 않고 인간의 시각을 보완하기도 하며, 나노봇을 인간 의 뇌에서 사용하면 진정한 의미의 가상현실(VR) 이 완성되는 것 - 현재 가상현실(VR)과 증강현실(Augmented Reality: AR)을 구현하려면 오큘러스 등 의 고글형 기기가 필요하지만, 앞으로는 콘택트렌즈가 이 역할을 하게 될 것이라는 전망도 있음 - 그러나 나노봇이 뇌에서 신경시스템과 연결되어 외부의 정보를 직접 뇌에 입력할 수 있고, 뇌의 시각을 담당하는 부분과 연결되면 맨눈으로 영화의 세계에 뛰어들 수 있 으며, 맨눈으로 보는 풍경에 부가정보를 추가할 수 있게 됨 - 즉, 인간은 맨눈으로 보는 것 외에 항상 VR 과 AR 을 겸비하게 된다는 것으로, 이를 커즈와일은 RR(Real Reality) 이라 부름 커즈와일이 가장 힘을 쏟고 있는 연구는 대뇌 신피질(Neocortex) 을 소프트웨어로 시뮬레이션하는 것으로, 이는 궁극의 인공지능 개발을 위한 중요한 행보 - 현재 구글에서 시뮬레이션 프로젝트를 진행하고 있는 커즈와일은 인공지능 뇌의 구 조를 MRI 로 분석한 결과, 시간이 흐를수록 분석 데이터 양과 정확도가 기하급수적 23
주간기술동향 2015. 10. 28. 으로 증가하고 있다고 함 - 프로젝트는 대뇌 신피질 시뮬레이터 (Neocortex Simulator) 라고 하는 완 성된 인공지능을 클라우드에 구현하는 것이 목표로서, 인간의 뇌에서 실행되 는 나노봇이 바로 이 시뮬레이터에 접 근하게 됨 - 즉, 뇌가 인공지능에 직접 링크하는 구 <자료>: Ray Kurzweil (그림 3) 대뇌 신피질 시뮬레이터의 진화 조가 되는 것으로, 인간은 두 번째 두뇌 를 가진 하이브리드가 되며, 두 번째 두뇌 는 첫 번째 두뇌보다 훨씬 고도의 기능을 보유 - 커즈와일은 하이브리드가 된 인류가 무엇을 할 수 있는지 그 일단을 소개하고 있으 며, 일례로 인간 두뇌의 성능은 한정되어 있어 언어 습득에 시간이 걸리지만, 클라우 드의 두 번째 두뇌는 즉시 마스터가 가능함 - 또한, 인간은 외국어 습득에 10 년 이상의 시간을 보내고도 마스터할 수 없지만, 인 공지능을 이용하면 마치 구글 글래스를 통해 스페인어로 된 메뉴판이 눈앞에서 영어 로 즉각 번역되는 것과 같은 느낌으로 외국어를 접할 수 있게 될 전망 대뇌 신피질의 구조를 해명하면 인간의 지능에 육박할 수 있게 되며, 구조가 해명된 후 인공지능은 인간 지능의 10 배 이상 연결을 통해 인간 지능 추월을 목표로 하고 있음 - 대뇌 신피질은 약 2 억년 전에 탄생했다고 하며 포유류만 가지고 있는데, 쥐의 대뇌 신피질은 우표 정도 크기와 두께 - 이 대뇌 신피질은 새로운 사고방식, 즉 혁신을 만들어 냈으며, 이것이 없는 포유류 이하 동물들의 행동은 고정되어 있어 정해진 패턴에 따른 생활만 하게 됨 - 대뇌 신피질의 급속한 진화는 약 6,500 만년 전, 지구환경의 변화로 공룡이 멸종하 고 75%의 동물과 식물이 멸종한 시기로, 이때 살아남은 포유류는 번성하기 시작 - 포유류는 대뇌 신피질을 가지고 있어 환경 변화에 유연하게 대응할 수 있었으며, 이 를 계기로 대뇌 신피질을 가진 포유류는 생물학적 고속 성장을 하게 됨 - 대뇌 신피질의 표면적이 증가하면서 몸의 큰 부분을 차지하게 되었고, 특히 인간의 경우 그 성장은 매우 빨라서 대뇌 신피질이 테이블 냅킨 정도의 크기와 두께가 되어 24 www.iitp.kr
복잡하게 구부러진 형태로 뇌의 80%를 차지하게 되었음 - 인간의 대뇌 신피질은 3 억 개의 모듈로 구성된, 즉 3 억 개의 프로세서를 가진 병렬 계산기이며, 이러한 모듈은 패턴 인식 기능을 가지고 학습을 거듭해 감 - 인간은 대뇌 신피질을 통해 생각을 하게 되며, 그 대표적 예가 이미지를 인식하는 것으로 문자인식에는 100 개의 모듈이 필요 - 가령 A 라는 문자를 인식하려면 모듈은 선이나 접힘과 꺾임 등 문자의 특징과 정도 를 인식해야 하는데, 상위 계층으로 갈수록 추상적 개념을 파악할 수 있으며, A 라는 글자와 Apple이라는 단어를 인식할 수 있음 - 이것이 바로 현재 인공지능과 기계학습 연구에 서 새로운 트렌드를 이루고 있는 나선형 신경 망(Convolutional Neural Network: CNN) 의 기초 개념 - 5 계층으로 올라가면 추상의 수준도 높아지게 되어 향수의 향기와 음성 톤 등을 이해하고, 이 <자료>: Ray Kurzweil 정보들을 종합적으로 판단해 내어 가령 아내가 (그림 4) 패턴 인식을 통한 문자 인식 방에 있다는 것을 알 수 있게 됨 - 10 계층까지 올라가면 고급 추상 수준에 도달하게 되며, 재미있다, 불쌍하다, 아름 답다 하는 것과 같은 감정을 이해할 수 있음 - 강력한 프로세서이지만 제한도 있어서 3 억 개 모듈이 있으면 언어를 습득할 수 있 지만 새로운 언어를 배우는 데는 더 많은 시간이 걸림 - 이런 이유로 구글은 3 억 개가 아닌 수십 억 개의 모듈로 인공지능을 구성하고자 하 는 목표를 설정 커즈와일의 비전은 먼 미래의 이야기처럼 들리지만, 이미 구글의 지원으로 연구 개발 이 진행되고 있으며, 시뮬레이터를 로봇 등에 적용하는 것을 목표로 하고 있음 - 지금의 로봇은 움직임을 미리 프로그램하여 어디까지나 정해진 행동을 취하게 되어 있으나, 대뇌 신피질 시뮬레이터를 적용하게 되면 상황에 따른 유연한 대응이 가능 해져 로봇이 인간처럼 지능을 갖게 됨 - 이미 이런 흐름은 시작되고 있어, 일례로 구글 글래스 역시 인간의 두뇌를 보완하기 25
주간기술동향 2015. 10. 28. 위해 개발된 것으로, 음성 지시를 통해 인간의 지혜에 접근함으로써 인간의 지능을 보완하려는 시도의 하나 - 파킨슨병 환자의 뇌에 인터페이스를 구현해서 외부 시스템과 연계하는 것도 지금은 수술이 필요하지만, 적혈구 정도의 크기가 되면 이를 뇌에 주입하여 이용할 수 있음 - 커즈와일이 그리고 있는 비전은 거대하지만, 동시에 높은 정밀도로 실현되는 중 MIT 미디어랩 연구소장인 니콜라스 네그로폰테(Nicholas Negroponte)도 커즈와일처 럼 2030 년경이면 두뇌 속의 나노봇이 미래 학습을 주도할 것이라고 예측 - 네그로폰테는 2014 년에 열린 TED 컨퍼런스 30 주년 행사에서 지식 알약(knowledge pills) 이라는 아이디어를 내놓았으며, 알약을 먹으면 특정 지식을 습득할 수 있게 되 는 일이 30 년 내로 도래할 것이라 주장 - 인간은 문자 그대로 정보를 소화할 수 있게 된다는 것으로, 정보가 혈류에 있다면 특정한 메커니즘을 통해 이 정보를 뇌에 비축할 수 있으며, 인간은 알약을 섭취함으 로써 영어나 프로그래밍, 셰익스피어의 작품을 즉시 배울 수 있다고 설명 - 이는 영화 매트릭스(The Matrix, 1999)에 서 주인공 네오가 자신의 뇌와 컴퓨터 간의 인터페이스를 통해 쿵푸를 배우는 것과 유 사한 방식 - 신경과학자들은 2014 년에 기억형성 분자 (memory-forming molecules)가 살아 있 는 동물의 뇌에서 활동하는 것을 발견했는 <자료>: The Matrix (그림 5) 영화 매트릭스 속의 지식 습득 데, 이는 신경세포가 어떻게 기억이라는 활동을 가능하게 하는지를 밝히는 데 신기 원을 이룩한 것 물론, 많은 연구자가 커즈와일의 생각에 이의를 제기하고 있는 것도 사실이며, 사람이 하이브리드가 된다는 것은 두뇌를 제대로 해석하지 않는 것이란 비판도 적지 않음 - 반대의 요지는 인간의 가치는 추상적 사고, 추론, 계산 능력으로 판단되는 것이 아니 며, 인간이 인간인 까닭은 Consciousness(자각, 자신의 존재를 의식하는 것) 을 가 지고 있기 때문이라는 것 - 인간은 자각이 있기 때문에 어려운 환경을 헤쳐 나왔고, 아이를 낳고, 교육과 문화를 26 www.iitp.kr
계승하고 있으며, 가족 및 친구와 사회생활을 함께 해오고 있다는 반론 - 인간은 생물체이기 때문에 인간인 것이며, 하이브리드가 된다면 인간은 정의할 수 없는 그 어떤 존재가 될 수밖에 없음 - 뇌의 진화는 느릴지 모르지만 인간으로 진화해 가야 한다는 의견도 있고, 두뇌는 신 체의 일부로 전체와 분리할 수 없으며, 두뇌가 단지 신체를 제어하는 컴퓨터로서 머 리 속에 탑재된다는 생각은 잘못이라는 이야기도 나오고 있음 - 법률적으로도 인간의 뇌에 나노봇을 주입하도록 승인 받기는 어려울 것이라며, 인공 지능의 사용이 증가하는 것에 대해 우려를 표현하면서 개발에 보다 엄격한 규제를 하라고 요구하는 과학자나 기술 전문가들도 늘어나고 있는 상황 그러나 나노봇이 뇌 속에서 움직인다는 것이 두렵고 섬뜩하기는 하지만, 그 이상으로 두 번째 두뇌에 기대하는 욕망도 강하므로 결국 이런 방향의 기술 개발은 지속될 것 - 인간이 더 이상 인간이 아니게 된다는 반론도 있겠지만, 감정은 자신의 뇌에 갈무리 하고, 두 번째 두뇌는 웨어러블의 확장으로 보려는 사람도 있는 등 인간의 정의에 대해서도 새로운 공론의 장이 형성될 수도 있음 - DNA 나노봇이 진단이나 난치병 치료에 사용될 수 있고, 클라우드 상의 두 번째 뇌 를 통해 아무리 복잡하고 어려운 과업이라도 빠르게 처리할 수 있게 된다면, 이것이 인간의 가치를 지키고 높이는 것이라는 주장은 강력한 지지를 얻을 수밖에 없음 - 기술의 기하급수적 발전이 커즈와일의 예언에도 적용되어 15 년 후에 하이브리드형 인간이 출현한다면, 인간이 우리 자신에 대한 자각을 놓고 혼돈과 치열한 논쟁을 대 비할 수 있는 시간이 어쩌면 그리 오래 남은 것은 아닐 지도 모름 <참 고 자 료> [1] Drake Baer, iphone 5 amazing predictions by futurist Ray Kurzweil that came true and 4 that haven't, Tech Insider, 2015. 10. 19. [2] Kyle Alspach, Ray Kurzweil on the Limits of Human Intelligence, BostInno, 2015. 10. 15. [3] Claire Baguio, Ray Kurzweil Suggests Funnier, Sexier And Godlike Human Being Through Nanotechnology, China Topix, 2015. 10. 4. [4] Frank Tobe, RoboBusiness Day 1: Computing to change from transaction processing to cognition processing, Robohub, 2015. 9. 24 27