뇌-기계 인터페이스와 인간 증강 기술의 미래

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인간 증강(Human Augmentation)이란 첨단 기술을 통해 사람의 신체적, 인지적 능력을 확장하여 인간의 본래 능력만으로는 불가능한 일을 가능하게 만드는 융복합 기술이다. 한국연구재단은 2022년 11월 인간 증강 연구개발(R&D) 현황 보고서에서 "인간 증강은 정보나 응용 프로그램을 사용하여 학습을 돕거나 새로운 경험을 제공하고 인간의 능력을 향상해 더 나은 의사 결정과 사고를 할 수 있도록 하는 것을 말한다"라면서 "다양한 문화적, 윤리적 영향을 미치며 이에 대한 사회•과학적 연구가 필요하다"라고 정의했다.

인간 증강 기술은 생명공학, 전자공학, 기계공학 등 여러 분야의 지식이 결합해 의료, 군사, 산업 분야에서 빠르게 적용되고 있다. 특히 의료 분야에서는 재활 로봇이나 보조기기 개발을 통해 신체적 한계를 극복하는 데 사용되며, 군사 분야에서는 전술 병사의 능력을 향상하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 산업 분야에서는 작업자의 신체적 피로를 줄이고 작업 효율을 높이기 위해 외골격(exoskeleton) 형태의 보조 장비 개발이 진행 중이다.

인간 증강 활용 사례

인간 기능을 보강하는 장치는 착용형 장비나 외골격(exoskeleton), 보철, 보행 보조기 등 다양한 형태의 바디 슈트에서부터 체내 삽입형 나노 칩 및 뇌 제어 로봇에 이르기까지 광범위한 웨어러블 기술로 구성된다. 한국연구재단의 보고서에 따르면 인간 증강 기술은 바이오, 인공지능, 로봇 분야 기술이 융합 (Biology-AI-Robotics, BAIR)을 통해 인간의 3대 능력인 인지적, 육체적, 사회적 능력을 증강한다.

(제공. 사이버다인)

일본의 벤처기업 사이버다인(Cyberdyne)에서 개발한 근육위축증 환자의 하체에 장착해 보행 치료를 돕는 외골격 로봇 ’할(HAL; Hybrid Assistive Limb)’이 업계의 시선을 끌었다. 이 제품은 일본 정부에 의해 의료기기로 승인됐으며, 지난해 4월에는 공적 의료보험 대상에도 포함됐다. 의료용 슈트가 의료보험에 적용된 최초의 사례다. 사이버다인은 ’할(HAL)’이 산업 분야로의 확장 가능성에도 주목했다. 최근 일본 오바야시구미에서는 노동자들의 작업 부담을 줄이기 위해 ’할(HAL)’을 현장 노동자들에게 시험 제공했다. 그 결과 무거운 자재를 옮길 때 허리에 가해지는 부담이 적어져 허리 통증 및 피로도가 감소했고, 하루에 처리할 수 있는 작업량이 1.5배 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

신체 능력뿐 아니라 인간의 인지 기능 강화도 인간 증강의 일환이다. 예를 들어, AR 고글을 사용하여 현실 공간에 건설할 예정인 건물을 표시하거나 의사가 환자의 환부를 정확하게 파악하는 등의 시책이 바로 ‘인지 능력 강화’이다. BCI는 뇌가 처리하는 의사결정 과정을 실시간으로 분석하여, 사용자에게 최적의 판단을 내릴 수 있도록 돕는 데 사용될 수 있어 인지 능력 강화에 영향력을 발휘하고 있다.

‘Inclusive Brains’의 CEO인 올리비에 우이예는 “BMI는 기계가 인간의 요구에 적응해야 하는 게 원칙”이라고 주장했다. 우이예 대표는 뇌파 등 생리학적 데이터를 통합해 사용자를 지원하도록 설계된 적응형 AI 에이전트를 만드는 다중 모드 AI를 개발했다. 다중 모드 생성 AI와 뇌-기계 인터페이스를 결합한 ‘프로메테우스 BCI’는 시연을 통해 뇌파에 의해 자동차를 제어하는 사지 마비 환자의 사례를 공개했다. 추가로 ‘Inclusive Brains’가 개발한 AI 에이전트가 생각만을 통해 X(구 트위터)에서 마크롱 대통령에게 트윗을 전달하는 사례도 공개했다.

윤리적 이슈 및 BCI와 인간 증강 기술의 미래 전망

미국, EU, 일본, 중국 등 세계열강이 21세기를 뇌의 세기로 규정하고 막대한 연구비를 투자 중이다. 고령사회에 대비하고 건강하고 행복한 삶의 기틀을 마련하기 위함이다. 낮은 출산과 수명 연장으로 우리나라의 초고령화 사회로의 진입이 가속되면서, 통계청의 고령자 통계에 따르면 국내 총인구 중 65세 이상 노인 인구 비중이 20.3%(2025년), 25.0%(2030년)를 넘어설 것으로 전망됐다.

고령화의 급격한 도래는 치매 유병률 증가를 촉진했으며, 뇌 질환 및 정신 건강에 대한 관심이 높아지면서 인간 증강 기술의 필요성 또한 증대했다. 한국전자통신연구원의 ‘디지털 휴먼증강전개와 미래 유망 서비스’ 보고서에 따르면, 인공지능, 빅데이터와 결합한 디지털 인간 증강 기술은 현재 우리나라를 비롯하여 세계적으로도 활발하게 연구되고 있는 분야라고 밝혔다.

우리나라와 유럽, 일본은 ICT와 로봇을 중심으로 당면한 사회문제 해결을 위한 R&D와 정책 지원에 집중하고 있으며, 미국과 중국은 뇌 연구 중심의 인간 증강을 위한 기술개발을 추진하고 있다. 미국 방위고등연구계획국(DARPA)는 4년간 6천5백만 달러의 자금을 투자해 침습형의 기억력 복원을 위한 뇌 임플란트 기술을 개발했으며, 우리나라의 인천성모병원에서는 비침습형의 치매 환자 기억력 향상을 위한 뇌 자극 치매 치료를 시도하고 있다.

한국전자통신연구원은 같은 보고서에서 인간 증강(Human Augmentation) 기술은 인공 지능 로봇 시대에도 이들과 공존하는 방식으로 적극적인 성장을 이어갈 전망임을 밝혔다. 또한 원천기술 확보와 시장 선점이 중요함에 따라 신체정보 센싱 및 인공지능 기술경쟁력 강화를 위한 투자 확대, 서비스 연구개발 상용화를 위한 정부의 전략 등이 마련되어야 한다고 언급했다. 현재 우리나라에서는 2020년 발표한 ‘대한민국 과학기술 미래비전 2045’를 통해 인간 증강을 국가 유망 성장 기술•산업으로 선정하여 국가 차원의 정책 지원을 강화했으며, ICT를 통해 R&D 투자를 확대한 상황이다. 

[참고기사]

https://news.samsungdisplay.com/28491

https://www.asiae.co.kr/article/2022033013004328801

https://www.apple-economy.com/news/articleView.html?idxno=73470

[참고자료]

https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000016.000048359.html

https://ksp.etri.re.kr/ksp/plan-report/file/593.pdf

[참고문헌]

인간증강융합기술개발을 위한 기획 연구(Project Planning for Development of Convergence Technology of Human Augmentation). (2022.04) 한국과학기술연구원, 한국연구재단.