어떤 감각이 필요할까?
지난 호에서는 인공지능에는 어떠한 것들이 있으며 무엇이 요구되는지 장단점과 한계에 관하여 정리하고 인공지능은 누가 어떻게 만들어 가야 하는지에 관해서 함께 생각해 보았다.
이번 호에서는 ‘우리의 감각과 인공적 감각(센서)’라는 주제의 올해의 연재를 마무리하면서 ‘어떤 감각이 필요할까?’에 관해서 생각해 보고자 한다.
■ 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.
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그림 1. 우리가 환경에 관한 정보를 얻고 인식하는 경로
우리의 감각과 지각
우리는 환경정보를 신체의 각 부위의 감각기관을 통해서 감지하여 무의식적 또는 의식적으로 생명활동에 활용하고 있다. 눈, 코, 귀, 입(혀)은 머리에 위치하여 시각, 후각, 청각, 미각 정보를 받아들이고 온몸의 피부는 촉각 정보를 받아들인다.(그림 1) 이렇게 수집된 감각신호는 두뇌로 전달되어 특성에 따라 분류하고 두뇌의 지각 작용을 통하여 의미를 해석하여 활용하게 된다. 즉, 오감을 통하여 환경 정보를 감지하여 지각작용으로 의미를 파악하고 해석하며 어떤 반응을 할지를 결정하게 된다.
오감을 통하여 얼마나 많은 가지 수의 정보를 얻을 수 있을까? 시각, 후각, 청각, 미각, 촉각으로 느끼는 감각의 종류나 세기를 고려하지 않고 각각의 감각 신호가 있다(1)와 없다(0)의 두 가지 경우만 있다고 하더라도 2×2×2×2×2=25=32가지의 신호를 구별할 수 있는 셈이다. 시각으로 얻게 되는 정보의 종류를 전혀 고려하지 않고 시각신호가 있는 경우와 없는 경우의 두 가지 경우의 가능성만을 고려한 결과에 해당한다. 후각, 청각, 미각, 촉각의 경우도 신호의 유무만 구별이 가능하다는 전제하의 계산이다. 신호의 세기를 10단계로 느낄 수 있다고 하면 10×10×10×10×10=105=10만 종류의 신호를 구별할 수 있다는 계산이다. 100단계로 구별할 수 있다면 1005=1010=100억 가지의 신호를 구별할 수 있는 것에 해당한다.
실제로는 시각도 색상, 밝기, 형태 등의 정보를 구별할 수 있다. 후각도 좋은 냄새 싫은 냄새를 포함하여 표현하기 어려울 만큼 다양한 냄새를 맡을 수 있다. 청각도 주파수, 음색, 크기, 주파수의 조합 등 헤아릴 수 없을 만큼 다양한 소리를 구별할 수 있다. 미각 또한 쓴맛, 신맛, 짠맛, 단맛, 감칠맛을 기본으로 하는 다양한 맛을 구별할 수 있다. 촉각의 경우는 온도, 거칠기, 습도, 압력 등 매우 다양한 종류의 신호를 느끼고 구별할 수 있다.
여러 종류의 신호에 대해서도 그 강도를 넓은 범위에서 느낄 수 있는 것을 감안하면 감각별로 100가지 종류의 신호를 10단계로 구별할 수 있다고 하면 (100×100)5=100005=104×5=1020가지 이상의 감각을 느끼고 구별할 수 있다는 계산이다. 느끼는 것이 감각기관의 역할이라면 느껴진 신호를 분류하고 경험치를 바탕으로 해석하여 인식하는 기능이 두뇌에서 이루어지는 지각기능이라고 할 수 있을 것이다. 이러한 능력에 더하여 감정까지도 갖추고 있으니 가히 인간 한 사람 한 사람이 초능력을 겸비한 생체 기계라고 해도 손색이 없을 정도이다.
