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우리의 감각과 인공적 감각(센서) (9)
2022-09-01 3,309 18

인공적 보조 감각 

 

지난 호에서는 인간의 오감으로 얻어진 정보로부터 어떻게 종합적인 감각으로 변환되어 활용되는지, 비몽사몽, 무감각, 무심이란 어떤 상태인지에 관하여 소개하였다. 
이번 호에서는 우리의 오감을 대신할 인공적 보조감각(센서)과 그 활용사례에 관하여 살펴본다.

 

■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 
이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 
홈페이지 | www.wafermasters.com

 


그림 1. 인간의 오감과 오감을 대신하기 위한 센서에 필요한 기능

 

오감의 표현
오감은 태어나면서부터 가지는 감각기능이기 때문에 굳이 생각해 볼 필요도 없는 경우가 대부분이다.(그림 1) 평소에 아무런 문제가 없을 때는 관심조차 없다가 평소와 다른 느낌이 들거나 정도가 심해져서 불편함 또는 장애로 다가왔을 때 비로소 의식하게 되는 경우가 대부분이다. 공기가 없으면 살 수 없지만 공기의 존재를 의식하면서 살고 있지 않은 것과 같다. 공기라고 하는 것도 두리뭉실한 표현일 뿐이다. 공기를 구성하는 기체의 종류, 구성비율, 밀도 등에 관한 정보가 갖춰져야 우리가 일상적인 대화에서 사용하는 공기라는 단어의 의미를 이해할 수 있을 것이다. 다만 구체적인 것을 이야기하지 않아도 비슷한 상황에 익숙한 사람들은 의사소통에 전혀 문제가 되지 않는 암묵적인 약속 같은 것이다.
물고기도 물이 없으면 살지 못한다. 물이 없는 세상은 생각할 수도 없는 일이다. 물이라고 다 같은 물일까? 민물, 바닷물, 녹조가 발생한 물, 오염된 물 등 물 앞에 갖가지 수식어가 붙는다. 물이라는 광범위한 액체의 상태를 지칭하는 말로는 구체적인 상태를 담아내지 못하기 때문이다. 물은 언제부터 물이라고 불리게 되었을까? 언어가 다르면 ‘Water’, ‘水’, ‘Agua’, ‘Wasser’ 등으로 그 이름도 달라지기 마련이다. 물의 상태를 특징 지은 개념이 ‘물’이라는 단어와 연결되어 사용하고 있을 뿐이다. 물의 상태를 형용하는 단어 역시 그 단어의 개념을 일상에서 사용되는 예문을 통해서 각자의 방식으로 학습하여 의사를 전달하는데 사용하고 있을 뿐이다. 언어적 사고 없이는 의사소통이 불가능하지만 언어의 불완전성 또한 크다는 사실을 이해할 필요가 있다. 오감 신호에 대한 해석과 표현 방법도 예외는 아닐 것이다.

 

오감의 정체
시각, 청각, 후각, 미각, 촉각의 다섯 가지 감각의 정체는 무엇일까? 신체 외부의 환경을 감지하여 생명활동에 활용하기 위한 신호를 얻는 감각이다. 시각, 청각, 후각, 미각은 몸체의 머리부분에만 모여 있는 기능이고 촉각은 신체 전부에 골고루 분포되어 있다.
시각은 400nm~700nm의 한정된 범위의 빛의 유무와 세기 분포를 안구에 들어온 물리적 신호인 빛을 시신경을 통해서 감지하여 뇌로 전달한다. 
청각은 초당 20~2만회(20Hz~20kHz)에 이르는 매질(공기)의 압력 변화를 귀 안에 있는 고막의 진동으로 감지하여 뇌로 전달한다. 매질이 없으면 전달되지 않으며 매질이 달라지면 전달 속도도 달라진다. 공기라는 매질이 없으면 생명을 유지할 수도 없다.
후각은 공기 중의 특이한 냄새를 콧속에 있는 후각세포를 통하여 감지한다. 공기는 무색 무취이므로 냄새를 맡게 되면 무엇인가 이상하다는 것을 느끼게 된다. 일산화탄소와 같은 유독 가스도 무색 무취이므로 냄새가 나지 않는다고 해서 안전하다는 의미는 아니다. 
미각은 혀의 미각세포를 통해서 쓴맛, 신맛, 짠맛, 단맛, 감칠맛의 다섯가지 맛을 화학적 반응으로 감지한다. 매운맛, 떫은 맛은 맛이 아니고 통각을 맛처럼 느끼기 때문에 맛이라고 표현하는 것으로 알려져 있다.    
신체 전체에 분포되어 있는 촉각을 담당하는 감각기관은 외부의 물리적인 상태를 감지하는데 부드러움, 딱딱함, 따스함, 차가움, 건조함, 젖음, 거침, 매끈함, 무거움, 가벼움 등의 다양한 정보를 수집한다.
 

유우식 woosik.yoo@wafermasters.com 


출처 : 캐드앤그래픽스 2022년 9월호

포인트 : 무료

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