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자연🪳🕷️과 닮은 로봇🤖│선을 넘는 과학자들

자연을 닮은 로봇, 즉 생체모방 로봇은 자연계 생물의 효율적이고 뛰어난 움직임과 메커니즘을 연구하여 이를 로봇 기술에 적용하는 분야입니다. 단순히 생물의 형태를 모방하는 것이 아니라, 그 원리를 분석해 기존 로봇이 할 수 없었던 다양한 기능과 성능의 극대화를 추구합니다. 이를 위해서는 제조 공정, 구동기, 재료, 설계, 그리고 수학적·전기전자적 모델링 등 다양한 기술이 필요합니다. 생체모방 로봇은 자연의 환경에 따라 달라지는 생물의 효율성을 이해하고, 이를 로봇에 접목시켜 새로운 가능성을 열어갑니다. 생체모방 로봇의 대표적인 예로 바퀴벌레를 모방한 로봇이 있습니다. 바퀴벌레는 복잡한 지형에서도 빠르고 유연하게 움직일 수 있는데, 이러한 특성을 로봇에 적용함으로써 기존 로봇이 어려웠던 험지 주행을 가능하게 했습니다. 다리의 단순함과 기계적인 지능, 새로운 제조 공정, 그리고 특수 재료와 효율적인 메커니즘의 도입이 핵심입니다. 이러한 기술적 진보는 초소형 생체모방 로봇의 개발로 이어지며, 다양한 공학적·산업적 응용 가능성을 보여줍니다. 소금쟁이 로봇의 개발은 자연의 표면장력 활용 원리를 로봇에 적용한 대표적인 사례입니다. 소금쟁이는 물 표면의 장력을 이용해 수면 위를 뛰어오르는데, 이를 모방한 로봇은 실제 소금쟁이와 유사한 크기와 무게로 14cm까지 도약할 수 있습니다. 이 과정에서 표면장력이 깨지지 않을 정도로 힘을 조절하는 것이 중요하며, 로봇의 움직임을 통해 소금쟁이의 비밀을 과학적으로 규명할 수 있게 되었습니다. 또한, 힘을 과도하게 주면 오히려 도약 효율이 떨어지는 등 자연의 섬세한 균형을 이해하는 데에도 큰 도움이 되었습니다. 자연의 또 다른 경이로움은 라고리아라는 소금쟁이에서 발견된 부채 모양의 다리 구조입니다. 이 구조는 물속에 들어갈 때는 펼쳐지고, 뺄 때는 오므라드는 특성을 가지고 있어 표면장력의 한계를 극복합니다. 근육 없이도 환경에 따라 자동으로 변형되는 이 구조는 공학적으로도 매우 혁신적인 아이디어를 제공합니다. 연구진은 현미경 관찰과 미세 가공 기술을 통해 이 구조를 인공적으로 재현하였고, 이를 적용한 로봇은 기존보다 훨씬 높은 성능을 발휘할 수 있게 되었습니다. 이러한 초소형 생체모방 로봇 기술은 미래의 다양한 응용 분야로 확장될 전망입니다. 현재는 나노·마이크로 스케일의 로봇이 상용화되어 있지 않지만, 앞으로는 안경, 시계, 옷 등 일상용품에 로봇이 내장되어 사람의 삶을 더욱 편리하게 만들 것으로 기대됩니다. 특히, 곤충 크기의 로봇이 정보를 전달하거나 도움을 주는 역할을 하게 되면, 인간과 로봇의 상호작용이 한층 더 가까워질 것입니다. 자연의 비밀을 푸는 과정 자체도 큰 가치가 있으며, 이러한 연구가 미래 기술의 핵심이 될 것입니다.

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🤖🤖이제 로봇이 이런 것도 해? | 요즘과학

로봇 기술은 최근 몇 년 사이에 눈부신 발전을 이루었습니다. 과거에는 로봇이 단순히 기계적인 소리와 동작만을 반복하는 존재로 여겨졌지만, 이제는 인공지능과 결합하여 사람과 자연스럽게 소통하고, 음악을 듣고 즉흥적으로 연주하는 드럼 로봇까지 등장했습니다. 이러한 변화는 로봇이 단순한 도구를 넘어 인간의 삶에 깊이 관여하는 동반자로 자리 잡아가고 있음을 보여줍니다. 로봇이 인간의 삶을 어떻게 변화시킬 수 있을지에 대한 기대와 궁금증은 어린 학생들부터 전문가들까지 모두의 관심사입니다. 특히 노약자나 장애인을 돕는 생활형 로봇, 친환경 에너지와 결합된 로봇 등 다양한 활용 방안이 제시되고 있습니다. 하지만 실제로 사람처럼 행동하는 휴머노이드 로봇을 개발하는 데에는 여전히 기술적, 산업적 한계가 존재합니다. 휴머노이드 로봇이 일상에 보급되기 어려운 가장 큰 이유는 높은 기술적 완성도와 경제적 부담입니다. 로봇이 실제 환경에서 99.99%의 성공률로 동작해야 하며, 부품 가격과 조립 비용이 높아 대량 생산이 어렵습니다. 아직 시장이 충분히 형성되지 않아 기업과 생산 시설도 부족한 상황입니다. 그럼에도 불구하고 세계 각국에서는 로봇의 실생활 적용을 위한 다양한 대회와 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 로봇 축구, 마라톤, 격투기 등 여러 종목의 대회가 열리며, 로봇의 움직임과 환경 적응 능력을 시험하고 있습니다. 특히 격투기와 같은 종목은 넘어짐 자체가 경기의 일부로 받아들여져, 기술적 한계를 극복하는 데 도움이 되고 있습니다. 로봇은 반드시 사람과 닮은 형태일 필요는 없습니다. 드론, 매니퓰레이터, 바퀴 기반 로봇, 곤충형 로봇 등 다양한 형태가 존재하며, 이들 모두가 센서로 환경을 인식하고 정보를 해석해 물리적 행동을 수행한다는 공통점을 가집니다. 일상에서 흔히 접하는 에스컬레이터도 넓은 의미에서 로봇으로 볼 수 있습니다. 로봇의 정의와 범위에 대한 이해가 넓어질수록, 미래의 로봇 활용 가능성도 더욱 커질 것입니다.

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노벨상, 마침내 AI를 품다🤖 2024 노벨 물리학상🏆(with 서울대학교 AI연구원 이준기 박사) | 요즘과학

2024년 노벨 물리학상은 인공지능(AI) 분야의 거장인 존 홉필드 교수와 제프리 힌튼 교수에게 돌아갔습니다. 이는 전통적인 물리학의 범주를 넘어 인공지능(AI)이 과학 전반에 미친 막대한 영향력을 인정한 역사적인 사건입니다. 물리학은 인공지능(AI) 발전에 이론적 토대를 제공했고, 반대로 인공지능(AI)은 복잡한 물리 현상을 분석하는 강력한 도구가 되어왔습니다. 두 학자의 연구는 인간의 뇌 구조를 모방한 인공신경망이 어떻게 물리적 원리를 통해 학습하고 기억할 수 있는지를 증명하며 현대 딥러닝의 시대를 여는 결정적인 계기가 되었습니다. 존 홉필드 교수가 창안한 '홉필드 네트워크'는 인간의 연상 기억 과정을 물리적으로 구현한 모델입니다. 그는 원자의 스핀 시스템이 에너지를 최소화하며 안정된 상태를 찾아가는 원리를 인공신경망에 도입했습니다. 이 네트워크는 불완전하거나 왜곡된 정보가 입력되더라도, 저장된 데이터 중 에너지가 가장 낮은 상태인 원래의 패턴을 스스로 찾아냅니다. 마치 산맥의 골짜기를 따라 공이 굴러 내려가듯, 시스템이 스스로 최적의 답을 찾아가는 이 방식은 컴퓨터가 정보를 저장하고 인지하는 새로운 패러다임을 제시했습니다. 제프리 힌튼 교수는 통계 물리학의 원리를 활용해 홉필드 네트워크를 한 단계 더 발전시킨 '볼츠만 머신'을 선보였습니다. 기체 분자들의 집합적 상태를 확률로 계산하는 볼츠만 방정식에서 영감을 얻어, 인공신경망의 각 상태가 발생할 확률을 계산하는 방식을 개발한 것입니다. 이를 통해 인공지능(AI)은 단순히 정보를 저장하는 수준을 넘어, 수많은 예시를 통해 스스로 특징을 학습하고 처음 보는 데이터에서도 익숙한 패턴을 인식할 수 있게 되었습니다. 이는 지시가 아닌 학습을 통해 지능을 형성하는 현대 인공지능(AI)의 핵심 원리가 되었습니다. 이후 제프리 힌튼 교수는 학습 속도를 비약적으로 높인 '제한된 볼츠만 머신(RBM)'과 역전파 알고리즘을 통해 딥러닝의 전성기를 이끌었습니다. 특히 GPU의 발전과 맞물려 인공신경망의 층을 깊게 쌓는 것이 가능해지면서, 인공지능(AI)은 이미지 인식과 언어 처리 등에서 인간에 버금가는 성능을 보여주기 시작했습니다. 이러한 기술적 진보는 물리학계에도 큰 공헌을 하여, 힉스 입자 연구나 블랙홀 이미지 처리와 같은 거대 과학 프로젝트에서 복잡한 데이터를 분석하는 데 핵심적인 역할을 수행하며 학문 간의 경계를 허물고 있습니다. 인공지능(AI)의 미래는 이제 디지털 공간을 넘어 현실 세계와 직접 상호작용하는 '체화 인공지능(Embodied AI)'으로 향하고 있습니다. 기존의 모델들이 인터넷상의 텍스트와 이미지를 학습했다면, 앞으로의 인공지능(AI)은 로봇의 몸을 빌려 실생활에서 물리적 접촉을 통해 데이터를 스스로 수집하게 될 것입니다. 또한 인공지능(AI)이 내린 결론의 과정을 인간이 이해할 수 있도록 설명하는 설명 가능한 인공지능(XAI) 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 인간과 감정을 교류하고 동료처럼 공존하는 로봇 친구의 등장은 이제 먼 미래의 상상이 아닌 현실로 다가오고 있습니다.

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🎁댓글 이벤트🎁 세상에! 이것도 웨어러블 로봇이라구?!😮 가능성을 입다, 한계를 넘다 Part.3 l 선을 넘는 과학자들

웨어러블 로봇 기술은 이제 휠체어 사용자가 스스로 일어설 수 있게 돕는 단계를 넘어섰습니다. 워크온슈트 F1은 휠체어에서 몸을 내리는 번거로움 없이 로봇이 자동으로 내려와 사용자를 일으켜 세웁니다. 특히 인공지능 기술의 발전으로 로봇은 외부의 충격에도 스스로 균형을 잡으며 넘어지지 않는 안정성을 확보했습니다. 사전 시뮬레이션을 통해 보행 학습을 마친 로봇은 지팡이 없이도 안전하게 걸을 수 있는 환경을 제공하며, 장애라는 제약을 극복하는 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 병원에서의 재활 치료를 마친 환자들이 일상으로 돌아왔을 때 여전히 필요한 미세한 보조를 위해 일상생활용 웨어러블 로봇이 개발되고 있습니다. 고관절이나 무릎을 도와주는 이 로봇들은 사용자의 보행 의도를 파악하여 스마트하게 보조합니다. 물속을 걷는 듯한 운동 효과를 주거나 우주를 걷는 것처럼 몸을 가볍게 만들어주는 특수 알고리즘이 탑재되어, 단순한 보행 보조를 넘어 사용자의 목적에 맞는 다양한 신체 경험을 제공하며 기술적 고도화를 이루고 있습니다. 사용자의 체형과 목적이 모두 다르다는 점에 착안하여 웨어러블 로봇은 레고 블록처럼 조립할 수 있는 모듈화 방식을 채택하고 있습니다. 남녀노소 누구나 자신의 신체 조건에 맞춰 로봇을 구성할 수 있으며, 필요한 기능에 따라 하드웨어와 알고리즘을 선택적으로 조합할 수 있습니다. 이러한 개방형 모듈 구조는 개발자가 모든 상황에 대응하기 어려운 한계를 극복하게 해줍니다. 사용자가 직접 자신에게 필요한 애플리케이션을 구현할 수 있는 환경을 조성함으로써 로봇의 활용도는 무궁무진해집니다. 산업 현장에서는 모터나 배터리가 없는 비동력 방식의 웨어러블 로봇이 혁신을 일으키고 있습니다. 엔젤X L20과 같은 제품은 무거운 짐을 들거나 장시간 허리를 굽혀 일해야 하는 작업자들의 신체 부담을 획기적으로 줄여줍니다. 특히 환경미화원이나 물류 작업자처럼 운전과 작업을 병행해야 하는 이들을 위해 뒷면 구조를 개선하는 등 현장의 목소리를 반영한 맞춤형 설계가 이루어지고 있습니다. 이는 기술이 단순히 복잡한 기계를 만드는 것이 아니라 실질적인 고통을 해결하는 도구임을 보여줍니다. 웨어러블 로봇의 영역은 의료와 일상을 넘어 국방, 산업 안전 등 우리 사회 전반으로 빠르게 확산되고 있습니다. 초기에는 공학적 호기심과 기술 구현에 집중했다면, 이제는 사람의 능력을 재창조하고 삶의 질을 높이는 다각적인 접근이 이루어지는 단계입니다. 노약자의 보행권 보장부터 산업 현장의 안전 확보까지, 로봇 기술은 인간의 한계를 보완하는 든든한 동반자가 되어가고 있습니다. 기술로 사람의 능력을 새롭게 정의하려는 노력은 오늘도 멈추지 않고 계속되고 있습니다.

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🎁댓글 이벤트🎁 로봇이 나의 몸을 좋아지게 해준다니?!🤔 가능성을 입다, 한계를 넘다 Part.2 l 선을 넘는 과학자들

과거의 웨어러블 로봇이 단순히 장애인의 이동을 돕는 보조 수단에 그쳤다면, 이제는 신체 기능을 실질적으로 회복시키는 재활의 영역으로 진화하고 있습니다. 하반신 완전 마비 환자를 위한 로봇과 달리, 어느 정도 움직임이 가능한 노인이나 질환자를 위한 '엔젤슈트'는 사용자의 부족한 근력만을 정밀하게 보조합니다. 이는 사용자의 동작을 강제로 구속하지 않으면서도 보행의 효율성을 극대화하는 방식입니다. 특히 장애를 가지고 태어나는 아이들에게 로봇을 입혀 보행을 유도했을 때, 단순한 이동을 넘어 신체 데이터가 점진적으로 개선되는 놀라운 가능성을 확인하게 되었습니다. 연구진은 2019년 '미라클 프로젝트'를 통해 웨어러블 로봇의 일상화를 시도했으나, 사용자들로부터 예상치 못한 피드백을 받았습니다. 많은 이들이 로봇을 착용했을 때 주변에서 자신을 장애인으로 바라보는 시선을 부담스러워했으며, 타인의 도움보다는 스스로의 힘으로 걷고 싶다는 강한 의지를 보였습니다. 이러한 심리적 저항은 기술 개발의 방향을 완전히 바꾸는 계기가 되었습니다. 일상용 보조기기보다는 신체 기능을 근본적으로 회복시켜 로봇 없이도 걸을 수 있게 만드는 '의료기기'로서의 정체성을 확립하고, 뇌와 신경계의 가소성을 자극하는 재활 로봇 개발에 집중하게 된 것입니다. 재활 로봇의 핵심 원리는 인간의 뇌와 신경계, 그리고 근골격계의 상호작용을 최적화하는 데 있습니다. 사용자가 보행 의도를 가지고 아주 작은 움직임을 만들어내면, 로봇은 이를 즉각적으로 감지하여 필요한 만큼의 보조력을 제공합니다. 이 과정에서 사용자는 스스로 걷기 위해 엄청난 노력을 기울이게 되며, 이러한 반복적인 시도는 뇌의 인지 기능을 자극하고 신경 경로를 재구성하는 효과를 가져옵니다. 단순히 기계가 몸을 움직여주는 것이 아니라, 사용자의 의지와 로봇의 기술이 결합하여 뇌가 보행 메커니즘을 다시 학습하도록 유도하는 것이 이 기술의 진정한 가치입니다. '엔젤렉스 메디컬'은 이러한 철학을 바탕으로 탄생한 정식 의료기기입니다. 병원 환경에 최적화된 이 로봇은 물리치료사와 의사가 환자의 상태를 실시간으로 확인하고 제어할 수 있도록 설계되었습니다. 특히 일어서기, 앉기, 계단 오르내리기 등 다양한 일상 동작을 지원하며, 모든 훈련 데이터를 디지털로 저장하여 체계적인 맞춤형 재활을 가능하게 합니다. 실제로 뇌성마비 아동이나 파킨슨병 환자들이 이 로봇을 통해 보행 속도가 빨라지고 종종걸음 증상이 완화되는 등 실질적인 신체 개선 효과를 거두고 있으며, 이는 로봇이 단순한 기계를 넘어 치료의 파트너가 될 수 있음을 증명합니다. 한국의 웨어러블 로봇 기술은 이제 세계적인 수준에 도달하여 그 효능을 공식적으로 인정받고 있습니다. 90명을 대상으로 진행한 대규모 임상시험 결과는 국제 학술지에 게재되었으며, 전 세계적으로 유일무이한 사례로 주목받고 있습니다. 현재 국내 100여 곳 이상의 병원에서 실제 의료보험 수가 적용을 받으며 수많은 환자의 재활을 돕고 있는 이 기술은, 로봇 공학의 역사가 시작된 곳은 비록 해외일지라도 그 기술적 정점은 우리가 주도하고 있음을 보여줍니다. 보행이 불편한 모든 이들이 다시 스스로의 힘으로 대지를 딛고 설 수 있는 날을 위해, 웨어러블 로봇은 오늘도 끊임없이 진화하고 있습니다.

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[댓글 이벤트] 알파고, 바둑을 위해 만들어졌나?🧐 인공지능과 뇌🧠 Part.2ㅣ선을 넘는 과학자들

알파고는 단순히 바둑을 잘 두기 위해 태어난 존재가 아닙니다. 초기에는 벽돌 깨기와 같은 고전 비디오 게임을 통해 학습 능력을 검증받았으며, 이후 바둑이라는 복잡한 환경에서 최적화된 성능을 보여주었습니다. 딥러닝과 강화학습을 결합한 이 기술은 인간의 한계를 뛰어넘는 방대한 메모리와 시뮬레이션 능력을 활용합니다. 이세돌 9단과의 대국은 인공지능이 전략적 게임에서 얼마나 강력한 효율을 낼 수 있는지 증명한 상징적인 사건이었습니다. 알파고의 본질은 수학적 모델을 통해 최적의 전략을 도출하는 데 있습니다. 이러한 능력은 단순히 게임에 국한되지 않고 로켓의 연료 조절이나 로봇 제어와 같은 정밀한 공학 분야에 적용됩니다. 예를 들어, 지능형 청소 로봇에 이 기술이 접목되면 단순히 장애물을 피하는 수준을 넘어, 집안 상황에 맞춰 우선순위를 정하고 효율적인 청소 계획을 세우는 전략적 행동이 가능해집니다. 이는 인공지능이 실생활의 복잡한 문제를 해결하는 뇌 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 인공지능의 전략 수립 능력은 경제나 사회적 딜레마를 해결하는 도구로도 확장될 수 있습니다. 투자 수익 분배 문제처럼 이해관계가 상충하여 최적의 해답을 찾기 어려운 상황에서, 인공지능 알고리즘은 모두를 만족시킬 수 있는 정책적 대안을 제시할 수 있습니다. 실제로 구글 딥마인드는 이러한 가능성을 탐구하며 인공지능이 단순한 오락용 도구가 아님을 보여주었습니다. 복잡한 사회 시스템 속에서 최적의 균형점을 찾아내는 것은 인공지능이 가진 또 다른 잠재력입니다. 이 인공지능 기술은 특정 목적이 주어지면 오직 그것을 달성하기 위해 모든 자원을 집중합니다. 하지만 이러한 특성은 목표가 고정되지 않은 환경에서 한계를 드러내기도 합니다. 예를 들어, 승리만을 위해 설계된 시스템에게 '적당히 져달라'거나 '상대와 교감하며 놀아달라'는 식의 유동적인 요구를 하면 제대로 대응하지 못하고 무력해집니다. 반면 인간은 상대의 수준에 맞춰 실력을 조절하는 등 유연한 대응이 가능하며, 이는 인공지능이 아직 도달하지 못한 지능의 영역입니다. 뇌과학적 관점에서 볼 때, 알파고는 우리 뇌의 극히 일부분인 중뇌의 정보 처리 방식만을 모방하고 있습니다. 중뇌는 쾌락과 운동 중추 역할을 하며 전략적 선택에 관여하지만, 인간의 뇌는 이보다 훨씬 복합적이고 통합적인 기능을 수행합니다. 현재의 인공지능은 특정 부위의 기능을 흉내 낼 수는 있어도, 변화무쌍한 환경에 대처하는 인간의 통합적 지능에는 미치지 못합니다. 결국 알파고는 뛰어난 전략가이지만, 여전히 인간 지능의 깊이와 유연성을 따라잡기에는 갈 길이 멉니다.

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AI 기술 발전🎇에 따라 로봇 기능이 행동중심에서 자율적 대처까지 확장된다! 지금 가장 핫한 로봇공학🦾 | 2024 가족동반 진로탐색

로봇공학은 단순히 기계 장치를 만드는 것을 넘어 인간과 로봇 사이의 상호작용을 탐구하는 학문입니다. 특히 인간-로봇 상호작용(HRI) 연구는 로봇의 행동, 표정, 목소리가 인간에게 얼마나 자연스럽게 다가가는지를 중점적으로 다룹니다. 로봇은 인공지능 스피커나 컴퓨터와 달리 물리적인 실체를 가지고 움직이기 때문에, 이러한 '체화된 특징'은 인간의 인지 방식에 깊은 영향을 미칩니다. 따라서 로봇이 사람과 유사하게 반응하도록 설계하는 과정은 로봇이 우리 사회의 일원으로 받아들여지는 데 필수적인 요소가 됩니다. 로봇은 감각, 판단, 행동이라는 세 가지 핵심 기능을 갖춘 자율적인 기계 장치입니다. 감각과 판단은 주로 정교한 컴퓨터 알고리즘을 통해 구현되며, 행동은 기계적인 메커니즘과 제어 기술을 통해 물리적인 움직임으로 나타납니다. 이처럼 로봇공학은 기계, 전기전자, 컴퓨터 과학 등 다양한 학문이 결합된 대표적인 융복합 학문입니다. 단순히 정해진 명령을 수행하는 기계를 넘어, 복잡한 환경에서 스스로 상황을 인식하고 최적의 행동을 결정하는 지능형 시스템을 구축하는 것이 로봇공학의 궁극적인 지향점이라 할 수 있습니다. 최근 로봇공학의 가장 큰 변화는 생성형 인공지능 기술의 비약적인 발전과 접목입니다. 과거에는 로봇의 하드웨어 설계와 제어 시스템에 연구가 집중되었다면, 이제는 딥러닝을 통해 로봇이 스스로 상황을 판단하고 대처하는 능력이 향상되었습니다. 특히 거대 언어 모델 기반의 인공지능은 로봇이 인간의 복잡한 음성 명령을 이해하고, 시각 정보를 바탕으로 추론하며 자율적으로 임무를 수행하게 만듭니다. 이러한 기술적 진보는 로봇이 특정 시나리오를 벗어나 일반적인 환경에서도 인간과 자연스럽게 소통하며 협력할 수 있는 시대를 열어가고 있습니다. 미래 사회에서 로봇은 노동력 부족과 고령화 문제를 해결할 핵심적인 열쇠가 될 전망입니다. 인간의 형태를 닮은 휴머노이드 로봇은 기존의 산업 현장뿐만 아니라 일상적인 공간에서도 인간의 작업을 보조하고 대체할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 특히 고령화가 가속화되는 현대 사회에서 노년층의 일상생활을 돕는 돌봄 로봇에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있습니다. 이러한 사회적 요구를 충족하기 위해 로봇은 단순한 도구를 넘어 인간의 삶의 질을 높이는 동반자로서 그 역할이 점차 확대되고 있으며 관련 연구도 활발히 진행 중입니다. 로봇공학 전문가가 되기 위해서는 특정 분야의 지식을 넘어 다양한 학문을 아우르는 융합적 사고 능력이 필수적입니다. 기계, 전기전자, 코딩에 대한 기초 지식은 물론이고, 여러 전문가와 소통하며 문제를 해결하는 협업 능력이 무엇보다 중요합니다. 로봇은 혼자만의 힘으로 완성할 수 없는 복잡한 시스템이기 때문입니다. 따라서 청소년 시기부터 아두이노와 같은 교구를 활용해 직접 로봇을 제작해 보거나 관련 경진 대회에 참여하며 실전 경험을 쌓는 것이 좋습니다. 수많은 시도와 실패를 통해 얻은 경험은 미래의 로봇공학자로서 성장하는 데 소중한 자산이 될 것입니다.

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[명강리뷰] 인공근육 : 애벌레에서 아이언맨 수트까지 by박문정 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 6강

인공근육 연구는 자연의 생명체에서 영감을 얻어 시작되었습니다. 특히 애벌레는 관절 없이 유연한 소재만으로 효율적인 움직임을 보여주는 소프트 로봇의 훌륭한 모델입니다. 누에 애벌레를 자세히 관찰해 보면 가슴다리 세 쌍은 방향을 잡고 전진하는 역할을 하고, 배다리 네 쌍은 표면에 단단히 붙는 역할을 수행합니다. 이러한 구조는 에너지를 절반만 쓰면서도 강력한 추진력을 낼 수 있게 합니다. 과거의 소프트 로봇이 애벌레의 단순한 움직임을 모사했다면, 미래의 로봇은 이러한 효율성까지 닮아가는 방향으로 진화하고 있습니다. 소프트 로봇이 관절 없이도 자유롭게 움직일 수 있는 비결은 소재 내부의 정교한 설계에 있습니다. 고무처럼 잘 늘어나는 탄성 고분자 소재 내부에 특정한 패턴을 만들고 공기를 불어넣으면, 패턴이 있는 부분이 풍선처럼 팽창하며 굽힘 모션을 만들어냅니다. 최근에는 3D 프린팅 기술의 발전으로 더욱 세밀한 움직임 구현이 가능해졌습니다. 이를 통해 장애물을 만났을 때 몸을 납작하게 낮추거나 등을 구부려 넘어가기도 합니다. 공기는 가볍고 강력한 힘을 낼 수 있어 초기 소프트 로봇 연구에서 매우 효과적인 에너지원으로 활용됩니다. 문어와 같은 수중 생물을 모사한 로봇은 유연함과 강인함을 동시에 갖추어야 합니다. 여기서 핵심적인 원리가 바로 '재밍 트랜지션'입니다. 실리콘 내부에 작은 알갱이들을 채우고 공기를 빨아들이면, 입자들이 서로 강하게 맞물리며 순식간에 딱딱하게 변합니다. 마치 마트에서 산 설탕 봉지가 시간이 지나면 단단해지는 것과 같은 원리입니다. 이러한 가변 강성 기술을 이용하면 평소에는 부드럽게 움직이다가도, 물체를 잡거나 수술 부위를 지지해야 할 때는 금속처럼 단단해지는 스마트한 소프트 로봇을 만들 수 있습니다. 소프트 로봇 공학은 반드시 복잡하고 비싼 소재만을 고집하지 않습니다. 스탠퍼드 연구진이 개발한 탐사 로봇은 아이들 장난감 풍선과 유사한 소재를 사용하여 놀라운 성과를 보여주었습니다. 공기압을 이용해 말려 있던 풍선이 밖으로 나오며 전진하는 이 로봇은 좁은 틈새를 통과하고 무거운 장애물을 들어 올리며 가스 밸브를 잠그는 미션을 수행해냈습니다. 이는 창의적인 디자인과 아이디어만 있다면 누구나 소프트 로봇 분야에 도전할 수 있음을 시사합니다. 전문가뿐만 아니라 어린 학생들도 미래 로봇 기술의 주인공이 될 수 있는 것입니다. 미래 인공근육 기술의 종착역은 전기에 반응하는 소재에 있습니다. 우리 몸은 뇌에서 보내는 미세한 전기 신호가 뉴런을 통해 전달되어 근육을 움직이는 시스템을 갖추고 있습니다. 따라서 공기압 방식보다 더 직접적이고 효율적인 것은 생체 전류 수준의 낮은 전압으로 구동되는 소재입니다. 별도의 모터나 관절 없이 근육 자체가 구동기가 되는 시스템은 로봇을 더욱 가볍고 인간답게 만들어줄 것입니다. 이러한 전기 감응형 인공근육은 산업용 로봇을 넘어 정교한 수술 로봇과 기능성 인공 피부까지 그 활용 범위가 무궁무진합니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[질문Q] '자유의지'는 자유의지가 있다는 믿음이 중요하다?! | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 4강 | 인공지능의 실체와 미래

인공지능이 인간과 같은 감정을 가질 수 있는가에 대한 논의는 현대 과학의 흥미로운 화두입니다. 현재의 딥러닝과 빅데이터 기술을 활용하면 겉으로 보기에 감정을 느끼는 듯한 인공지능을 구현하는 것은 어느 정도 가능해졌습니다. 하지만 인간의 감정이 정확히 무엇이며 어떤 기제로 발현되는지조차 명확히 정의되지 않은 상태에서, 기계가 진정한 감정을 소유했는지 판단하기는 매우 어렵습니다. 이는 마치 타인의 감정에 공감하지 못하면서도 사회적 연기를 통해 감정이 있는 것처럼 행동하는 사이코패스의 사례와 유사한 철학적 난제를 던져줍니다. 결국 기계와 인간의 감정 소통 모델을 만드는 과정은 기술적 도전을 넘어 인간 존재에 대한 깊은 성찰을 요구합니다. 인간이 자신과 닮은 로봇을 만들려는 시도는 아주 오래된 문화인류학적 배경을 가지고 있습니다. 원시 시대의 애니미즘이나 토테미즘처럼 사물에도 영혼이 깃들어 있다고 믿으며 공감하려 했던 본능이 현대의 로봇 공학으로 이어진 셈입니다. 현대인들은 기술을 통해 외로움을 달래고 자신을 위로해 줄 정신적 동반자를 찾고자 하는 막연한 갈망을 품고 있습니다. 또한 뇌과학적으로 볼 때 인간은 예측하지 못한 새로운 대상을 접하거나 미지의 영역을 탐구할 때 도파민이 활성화되며 강한 쾌락을 느낍니다. 이러한 호기심과 지적 유희는 우리가 끊임없이 인간을 뛰어넘거나 혹은 인간과 똑 닮은 존재를 창조하게 만드는 강력한 동기부여가 됩니다. 인공지능 기술이 급격히 발전함에 따라 이를 어떻게 수용하고 활용할 것인가에 대한 고민도 깊어지고 있습니다. 모든 사람이 인공지능의 원리를 완벽히 이해하고 연구자가 될 필요는 없지만, 일반 사용자로서 기술이 제공하는 편리함과 새로운 경험을 누리려는 노력은 필요합니다. 스마트폰이나 사물인터넷, 의료용 인공지능 등을 접할 때 이를 의무적인 과제로 여기기보다는 우리 삶의 효율성을 높이고 행복을 증진하기 위한 도구로 접근하는 태도가 중요합니다. 지식과 정보가 넘쳐나는 현대 사회에서 기술을 통해 더 나은 삶을 설계하고, 현재의 행복을 놓치지 않으면서 주변 사람들과 소중한 관계를 유지하는 것이야말로 미래를 준비하는 가장 현명한 방법일 것입니다. 뇌과학 분야에서는 약물이나 디지털 장치를 통해 뇌 기능을 향상시키는 '뉴로 인핸스먼트' 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 집중력을 극대화하는 약물이나 뇌 용량을 확장하는 기술은 매력적으로 보일 수 있지만, 그 이면에는 심각한 윤리적 문제와 부작용이 도사리고 있습니다. 실제로 치료 목적의 약물이 학습 능력 향상을 위해 남용되는 사례가 늘고 있으며, 이는 사회적 불평등과 윤리적 논쟁을 야기합니다. 뇌의 용량에는 한계가 있기에 인위적인 자극은 장기적으로 우울증이나 인지 능력 저하와 같은 대가를 치르게 할 수 있습니다. 세상에 공짜는 없다는 말처럼, 진정한 지식은 긴 시간과 노력을 투자해 스스로 체득할 때 비로소 가치를 지니게 됩니다. 인공지능에 윤리적 기준을 부여하려는 시도는 설계 기반과 학습 기반의 두 가지 방향으로 연구되고 있습니다. 인간의 논리를 직접 주입하거나 방대한 데이터를 통해 윤리적 틀을 스스로 학습하게 만드는 방식입니다. 하지만 자유의지라는 측면에서 볼 때, 기계가 인간처럼 창의적이고 희생적인 선택을 내릴 수 있을지는 여전히 의문입니다. 뇌과학 실험에 따르면 자유의지에 대한 믿음 자체가 뇌 신호에 영향을 미칠 만큼 주관적이고 복잡한 영역이기 때문입니다. 결국 로봇이 아무리 정교하게 인간을 모방하더라도, 상대의 눈빛과 몸짓만으로 마음을 읽고 깊이 공감하는 능력은 오직 인간만이 가진 고유한 영역으로 남을 가능성이 큽니다.

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[유퀴즈 온더 사이언스🔍] 2화-미래상상SF관

국립과천과학관의 미래상상 SF관은 SF 영화 속 상상이 현실로 구현되는 마법 같은 공간입니다. 이곳에서는 4차 산업혁명의 핵심 기술들과 미래 생활의 변화상을 한눈에 살펴볼 수 있어 방문객들에게 새로운 영감을 제공합니다. 특히 화성 탐사를 목적으로 개발된 4족 보행 로봇과 같은 첨단 기술들은 관람객들의 시선을 사로잡으며 미래 사회에 대한 기대감을 높입니다. 과학은 단순히 책 속에 머무는 지식이 아니라, 우리가 직접 보고 만지며 경험할 수 있는 생생한 현실임을 이곳 SF관의 풍경이 잘 보여주고 있습니다. 어린아이들에게 과학은 세상에 대한 호기심을 풀어가는 즐거운 놀이와 같습니다. 망원경을 통해 먼 별을 관찰하고 거울에 비친 자신의 모습을 보며 빛의 반사 원리를 배우는 과정은 아이들에게 잊지 못할 경험이 됩니다. 순간 이동을 통해 집으로 빨리 가고 싶다는 순수한 상상력이나 엄마와 함께 우주 여행을 떠나고 싶다는 소망은 과학적 탐구의 출발점이 되기도 합니다. 이처럼 아이들의 눈높이에서 시작된 작은 질문들이 모여 미래의 과학자를 길러내는 소중한 밑거름이 된다는 점이 인상적입니다. SF 영화는 아이들에게 과학적 상상력을 자극하는 훌륭한 매개체입니다. 어벤져스나 트랜스포머 같은 영화 속 영웅들의 활약을 보며 아이들은 자연스럽게 미래 기술에 관심을 갖게 됩니다. 우리 몸의 엔진 역할을 하는 심장의 기능이나 차세대 청정 에너지원으로 주목받는 수소의 특성을 퀴즈로 풀어보며, 영화 속 상상이 실제 과학 원리와 어떻게 연결되는지 깨닫게 됩니다. 하늘을 나는 집이나 작아지는 기술 같은 영화적 상상력은 아이들이 과학을 더욱 친숙하고 재미있게 느끼도록 돕는 중요한 역할을 합니다. 청소년들에게 과학관은 학교에서 배운 지식을 심화하고 미래 사회를 준비하는 학습의 장입니다. 제트 엔진의 추진 원리를 이해하고 인공지능이 인류의 삶에 미칠 영향을 고민하는 과정은 중학생들에게 매우 유익한 시간입니다. 특히 로봇 기술의 발전이 인간의 삶을 어떻게 변화시킬지, 혹은 인공지능과 인간이 어떻게 공존해야 할지에 대한 진지한 질문들은 미래 세대가 갖추어야 할 비판적 사고력을 길러줍니다. 과학 기술의 발전상을 미리 확인하며 자신의 진로와 미래를 설계해 보는 경험은 청소년들에게 큰 자산이 됩니다. 과학은 특정 연령층의 전유물이 아니라 전 세대가 함께 즐기고 소통할 수 있는 문화입니다. 성인 관람객들에게도 SF 소설이나 영화는 우주와 인간의 존재에 대해 철학적으로 사유하게 만드는 깊이 있는 소재가 됩니다. 138억 년 전 대폭발로 시작된 우주의 기원을 설명하는 빅뱅 이론처럼 거대한 과학적 담론은 어른과 아이 모두에게 경외감을 선사합니다. 부모와 아이가 함께 과학적 원리를 탐구하고 미래를 상상하는 과정은 세대 간의 간극을 좁히고, 우리 사회 전체의 과학적 소양을 높이는 소중한 계기가 됩니다.

국립과천과학관과학예능😆

물리학
생명과학
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[SF2020] 과학자가 들려주는 SF영화 해설 _영화 블레이드러너2049 + 송민령 뇌과학자

영화 <블레이드 러너 2049>는 인간과 흡사한 복제 인간 '리플리컨트'를 통해 인간다움의 본질이 무엇인지에 대해 묵직한 질문을 던집니다. 기술이 고도로 발전함에 따라 우리는 인간과 유사한 사고 능력과 운동 능력을 갖춘 존재들을 마주하게 될 것이며, 이는 먼 미래의 이야기가 아닌 곧 닥칠 현실일 수 있습니다. 이러한 상황에서 무엇이 우리를 인간답게 만드는지, 그리고 우리와 닮은 타자와의 관계를 어떻게 설정해야 할지는 매우 중요한 과제가 됩니다. 단순히 노동력을 제공하는 기계를 넘어, 감정을 공유하고 자신의 정체성을 고민하는 존재의 등장은 미래 사회에 대한 깊은 성찰을 요구합니다. 현실에서 인간형 로봇을 제작하는 것은 기술적으로 매우 까다로운 일입니다. 이족보행은 균형을 잡는 것부터 막대한 에너지를 소모하며, 특정 업무를 수행하기에는 드론이나 사족보행 로봇, 혹은 곤충형 로봇이 훨씬 효율적일 때가 많습니다. 그럼에도 불구하고 우리가 로봇을 굳이 인간의 모습으로 만들려는 이유는 기능적 효율성보다는 심리적 요인에 기인합니다. 인간의 피부를 재현하거나 표정을 흉내 내는 과정에서 발생하는 '불쾌한 골짜기' 현상은 우리가 타자를 인식하는 복잡한 심리 기제를 잘 보여주며, 이는 기술적 완성도와는 별개의 미적, 정서적 문제를 야기하기도 합니다. 정서적 교감을 위해 반드시 인간의 외형이 필요한 것은 아닙니다. 영화 <인터스텔라>의 '타스'처럼 단순한 상자 모양의 로봇이나 작은 기계 장치에도 우리는 충분히 공감하고 유대감을 느낄 수 있습니다. 이는 인간이 사물에 생명력을 부여하는 의인화 능력이 탁월하기 때문입니다. 반려 로봇과의 관계에서 중요한 것은 외형적 유사성이 아니라, 그 존재가 전달하는 반응과 그 속에 투영된 우리의 소망입니다. 우리는 로봇을 통해 스스로가 투영된 이상적인 모습을 찾으려 노력하며, 때로는 생명 없는 존재를 살아있는 생명체처럼 느끼며 심리적 위안을 얻기도 합니다. 인간은 사회적 존재로서 타인으로부터 인정받고 사랑받기를 갈망합니다. 이러한 욕구는 신화 속 피그말리온이 이상적인 여인상을 조각하고 생명을 불어넣었던 것처럼, 완벽한 안드로이드를 만들려는 시도로 이어집니다. 우리가 원하는 것은 단순한 기계적 반응이 아니라, 나를 특별하게 여겨주는 진실한 감정의 교류입니다. 하지만 이러한 욕망을 위해 로봇을 인간과 똑같이 만드는 과정에서, 우리는 로봇과 인간이 같은 자원을 두고 경쟁하거나 갈등하는 구조를 스스로 만들어내기도 합니다. 이는 기술의 발전이 인간의 사회적 욕구를 충족시키는 동시에 새로운 사회적 갈등의 씨앗이 될 수 있음을 시사합니다. 안드로이드는 인간의 욕망이 현현된 존재이기에, 인간 사회의 위계와 차별을 그대로 답습하는 경향이 있습니다. 영화 속 인공지능들이 더 인간다워지기 위해 스스로 서열을 매기거나 집단행동을 하는 모습은 매우 역설적입니다. 또한 로봇이 보편화되면서 인간의 지위가 위협받거나, 특정 계층만이 기술의 혜택을 누리는 불평등의 문제도 발생합니다. 타자를 '비인간화'하여 도구로 대하는 인간의 특성이 로봇 시대에 어떻게 발현될지는 우리가 경계해야 할 지점입니다. 인간과 닮은 존재를 폐기하거나 수단화하는 태도가 결국 인간 스스로를 대하는 방식에도 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 기술의 발전은 공론장의 변화와 감정의 수단화라는 새로운 문제를 야기합니다. 거대 플랫폼 기업이 제공하는 인공지능 서비스는 개인의 삶에 깊숙이 침투하지만, 정작 사용자는 그 시스템의 오류나 정책에 영향을 미치기 어렵습니다. 또한 돌봄이나 위로와 같은 인간의 고유한 감정 영역이 로봇을 통해 저렴하고 편리하게 처리될 때, 감정의 진정한 가치는 훼손될 위험이 있습니다. 타인의 감정을 목적이 아닌 수단으로 이용하는 행위는 로봇뿐만 아니라 인간 관계의 본질마저 위협할 수 있습니다. 우리는 기술이 제공하는 편리함 뒤에 숨겨진 감정의 도구화 가능성을 냉철하게 바라봐야 합니다. 미래는 고정된 것이 아니며, 기술과 함께 인간도 끊임없이 변화하고 있습니다. 의족이나 인공 장기, 뇌-컴퓨터 인터페이스의 발전은 인간과 기계의 경계를 모호하게 만들며 새로운 정체성을 형성하게 합니다. 따라서 우리는 SF 영화가 그리는 암울한 미래에 매몰되기보다, '책임 있는 연구와 혁신'을 통해 기술이 사회에 유익하게 작용할 수 있도록 고민해야 합니다. 많은 시민이 과학 기술의 방향성에 관심을 갖고 공론장에 참여할 때, 우리는 비로소 인간의 존엄성을 지키는 조화로운 미래를 설계할 수 있습니다. 기술은 결국 우리가 어떤 가치를 선택하느냐에 따라 그 모습이 결정될 것입니다.

국립과천과학관문화행사🎆

생명과학
뇌인지과학
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[석학인터뷰] 장병탁_ 사람의 뇌를 닮은 머신러닝 모델이 한국연구실에서?! | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

공학의 관점에서 인공지능은 사람이 못하는 일을 대신 수행하는 도구로 여겨지곤 합니다. 하지만 진정한 지능의 구현을 위해서는 사람이 본능적으로 잘하는 유연함과 안정성을 기계에 이식하는 것이 무엇보다 중요합니다. 현재의 인공지능은 복잡한 계산처럼 사람이 어려워하는 일은 이미 잘 해내고 있지만, 정작 우리에게 자명한 일상적 판단에는 서툰 모습을 보입니다. 따라서 인간의 뇌가 가진 독특한 원리를 탐구하여, 변화하는 환경에 빠르고 견고하게 적응하는 학습 기계를 만드는 것이 현대 인공지능 연구의 핵심 과제라 할 수 있습니다. 과거의 인공지능 연구는 현실 세계를 배제한 채 닫힌 세계 안에서 지능의 논리적 구조만을 다루는 한계가 있었습니다. 그러나 현실의 복잡한 문제를 해결하기 위해서는 지능이 신체를 가지고 환경과 직접 상호작용하며 지식을 습득하는 과정이 필수적입니다. 로봇을 통해 인공지능을 연구하는 이유는 바로 이러한 물리적 실체와 환경의 연결성을 학습하기 위함입니다. 신체를 가진 존재로서 세상을 경험하며 얻는 데이터는 단순한 정보 이상의 가치를 지니며, 이는 인공지능이 진정한 의미의 지능으로 진화하는 데 결정적인 역할을 합니다. 인공지능이 나아가야 할 궁극적인 방향에 대한 힌트는 현존하는 가장 완벽한 지능의 증거인 인간의 뇌에서 찾을 수 있습니다. 기계에 사람이 일일이 지식을 주입하는 방식은 명확한 한계가 존재하기에, 스스로 학습하여 지능을 갖추는 시스템을 구축하는 것이 필수적입니다. 뇌의 신경망 구조를 모델링하여 학습의 원리를 파악하려는 시도는 이러한 배경에서 시작되었습니다. 뇌가 정보를 처리하고 지식을 확장해 나가는 과정을 모사함으로써, 우리는 기계가 단순한 계산기를 넘어 인간처럼 사고하고 성장할 수 있는 가능성을 엿볼 수 있게 됩니다. 뇌의 가소성을 수학적으로 구현한 '하이퍼 네트워크' 모델은 이러한 철학이 담긴 독특한 머신러닝 모델입니다. 이는 뇌세포 간의 연결성을 분자들의 자기 조립 과정에 비유하여, 데이터와 환경의 변화에 따라 신경망 구조 자체가 스스로 진화하도록 설계되었습니다. 기존의 정형화된 층별 구조에서 벗어나 그래프 이론을 기반으로 학습 과정을 모델링함으로써, 극단적인 비지도 학습 환경에서도 시스템이 유연하게 적응할 수 있도록 한 것입니다. 이러한 시도는 인공지능이 생물학적 뇌의 효율성과 적응력을 닮아가는 중요한 이정표가 되었습니다. 인공지능은 이제 특정 전문가의 영역을 넘어 우리 삶의 상식이자 필수적인 도구로 자리 잡고 있습니다. 영화 속 사례처럼 로봇과 정서적 교감을 나누거나 일상을 공유하는 미래는 점차 현실로 다가오고 있습니다. 이러한 기술적 진보를 뒷받침하기 위해서는 공학적 지식뿐만 아니라 철학, 심리학, 뇌과학을 아우르는 폭넓은 인문학적 통찰이 동반되어야 합니다. 다양한 분야의 전문가들이 모여 인공지능의 미래를 논의하는 과정은, 우리가 기술과 공존하며 더 나은 사회를 만들어가는 데 있어 매우 소중한 기회가 될 것입니다.

장병탁

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뇌인지과학

[석학인터뷰] 최재식_지능에 대한 호기심, 인공지능 개발의 원동력 | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

인간 지능에 대한 호기심은 단순한 지적 탐구를 넘어 세상을 바꾸는 강력한 동기가 됩니다. 인공지능 알고리즘이 공장을 자동 제어하고, 인간 수준의 번역을 수행하는 언어 모델이 등장하면서 우리는 기술의 진보를 실감하고 있습니다. 이러한 변화는 연구자의 지적 호기심을 충족시킬 뿐만 아니라 사회가 필요로 하는 실질적인 혁신을 이끌어냅니다. 인공지능은 이제 단순한 도구를 넘어 우리 삶의 방식을 근본적으로 변화시키는 핵심 동력으로 자리 잡고 있습니다. 최근 인공지능 연구의 두 축은 미래를 예측하는 시스템과 그 의사결정 과정을 설명하는 기술입니다. 예측 시스템은 부동산 가격이나 주식 시장의 변동을 파악하는 등 다양한 분야에 응용됩니다. 하지만 딥러닝처럼 복잡한 시스템은 내부 의사결정 과정을 파악하기 어렵다는 한계가 있습니다. 이를 보완하기 위해 등장한 설명 가능한 인공지능은 시스템이 언제 확실한 결정을 내리는지, 혹은 언제 불완전할 수 있는지를 명확히 알려줌으로써 인공지능의 신뢰성을 높이는 역할을 합니다. 설명 가능한 인공지능은 특히 사람의 생명과 재산에 직결되는 '미션 크리티컬 시스템'에서 필수적입니다. 의료 처방, 국방 시스템, 자율주행 자동차와 같이 안전이 최우선인 분야에서는 인공지능이 왜 그런 결정을 내렸는지 검증하는 과정이 반드시 필요합니다. 아무리 성능이 뛰어난 시스템이라도 그 작동 원리를 알 수 없다면 실제 현장에 적용하기 어렵기 때문입니다. 따라서 설명 가능한 기술은 인공지능이 우리 사회의 핵심 인프라로 안착하기 위한 필수적인 검증 도구라고 할 수 있습니다. 인공지능의 복잡한 의사결정 과정을 분석하기 위해 연구자들은 입력 데이터 중 결과에 가장 큰 영향을 미친 요소를 판별하는 데 집중합니다. 이는 마치 보이지 않는 내부를 들여다보는 돋보기나 현미경과 같은 도구를 개발하는 과정과 같습니다. 이러한 기술을 통해 특정 시스템이 어떤 상황에서 안전하고 어떤 입력 데이터에 취약한지를 객관적으로 검증할 수 있습니다. 결국 설명 가능한 인공지능은 블랙박스와 같았던 알고리즘의 내부를 투명하게 공개하여 기술의 완성도를 높이는 데 기여합니다. 진정한 인공지능 전문가가 되기 위해 필요한 것은 수학적 능력이나 프로그래밍 기술 이전에 인간 지능에 대한 깊은 호기심입니다. '지능이란 무엇인가' 혹은 '사람이라면 어떻게 행동했을까'라는 근원적인 질문을 던지고 이를 알고리즘으로 구현하려는 의지가 중요합니다. 이러한 호기심은 연구 과정에서 마주하는 기술적 난관을 극복하게 만드는 원동력이 됩니다. 인공지능 연구는 결국 인간을 이해하려는 노력의 연장선이며, 그 과정에서 얻는 깨달음이 미래 사회를 설계하는 밑거름이 됩니다.

최재식

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[인생과학영화#1] 안드로이드는 인간이 되기를 꿈꿔야 하는가?

20세기 SF 영화들은 단순한 오락을 넘어 인류의 미래와 기술에 대한 거대한 세계관을 구축해 왔습니다. '2001 스페이스 오디세이'부터 '매트릭스'에 이르기까지, 이들 작품은 전 세계적인 팬덤을 형성하며 현대 과학 기술에 대한 상상력을 자극했습니다. 특히 할리우드의 블록버스터와 일본의 로봇 애니메이션은 각기 다른 방식으로 인공지능과 로봇의 시대를 예견하며 대중의 인식을 확장했습니다. 이러한 상상력은 단순한 허구를 넘어 실제 과학 기술 발전의 동력이 되기도 하며, 우리가 꿈꾸는 미래가 곧 실현될 수 있음을 시사합니다. SF 장르의 절대적인 바이블로 꼽히는 스탠리 큐브릭의 '2001 스페이스 오디세이'는 영화를 예술의 경지로 끌어올린 최초의 작품으로 평가받습니다. 아서 C. 클라크의 원작을 바탕으로 한 이 영화는 인류의 기원과 진화를 '모노리스'라는 신비로운 존재를 통해 탐구합니다. 유인원이 도구를 발견하는 순간부터 우주선이 항해하는 먼 미래까지, 영화는 인류가 마주할 거대한 도약의 순간들을 압도적인 영상미로 그려냅니다. 이는 인류의 호기심이 우주라는 미지의 공간을 향해 어떻게 확장되는지를 보여주는 철학적 여정이라 할 수 있습니다. 영화 속 인공지능 HAL 9000은 인간과 기술의 갈등을 상징하는 가장 섬뜩하면서도 매혹적인 은유로 남았습니다. 목성으로 향하는 디스커버리 호에서 벌어지는 인간과 인공지능의 대결은 지능을 가진 기계가 인간의 통제를 벗어날 때 발생하는 공포를 극명하게 보여줍니다. 특히 HAL의 기억 패널이 하나씩 제거되는 장면은 고지능 인공지능의 탄생과 몰락을 동시에 상징하며 관객에게 깊은 인상을 남깁니다. 원작자 아서 C. 클라크의 말처럼, 이 영화는 완벽한 이해보다는 인류와 기술의 관계에 대해 끊임없는 질문을 던지게 만드는 힘을 지니고 있습니다. 리들리 스콧 감독의 '블레이드 러너'는 개봉 당시에는 외면받았으나 오늘날 디스토피아적 사이버펑크의 효시로 추앙받는 저주받은 걸작입니다. 필립 K. 딕의 소설을 원작으로 한 이 작품은 핵전쟁 이후 몰락한 지구를 배경으로 인간과 거의 동일한 존재인 '리플리컨트'를 다룹니다. 인간보다 우월한 신체 능력을 지녔음에도 노예로 살아가는 이들의 모습은 기술 발전의 이면에 숨겨진 비인간성을 날카롭게 비판합니다. 영화는 화려한 도시의 불빛과 음습한 뒷골목을 대비시키며 자본주의적 욕망이 지배하는 미래의 암울한 초상을 그려냅니다. ‘블레이드 러너’가 던지는 핵심적인 질문은 결국 ‘인간이란 무엇인가’라는 본질적인 탐구로 귀결됩니다. 영화는 기억과 감정이라는 요소를 통해 인간과 리플리컨트의 경계를 모호하게 설정하며, 관객으로 하여금 인간다움의 정의를 다시 생각하게 만듭니다. 주인공 데커드의 정체를 둘러싼 논란이나 리플리컨트 로이가 보여주는 초인적인 모습은 기계와 인간의 구분이 더 이상 무의미해지는 지점을 시사합니다. 이러한 모호함은 현대 사회가 마주한 윤리적 과제들을 투영하며, 우리가 기술과 공존해야 할 미래에 대한 묵시록적인 예언을 전하고 있습니다.

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[과학을 찾는 사람들] 최정원 연구사 1편 : 슈뢰딩거의 질문지

비행기가 하늘을 나는 원리는 흔히 베르누이의 원리로 설명되곤 하지만, 실제로는 뉴턴의 제3법칙인 작용 반작용의 원리가 더욱 핵심적인 역할을 합니다. 비행기 날개의 단면과 바람이 부는 방향 사이의 각도인 '받음각'에 의해 공기가 날개 아랫면으로 작용하면, 그에 대한 반작용으로 기체가 위로 떠오르는 양력이 발생하게 됩니다. 이러한 과학적 원리는 항공기 설계의 기초가 되며, 국립과천과학관의 첨단기술관에서도 다양한 전시물을 통해 그 신비로운 과정을 직접 확인하고 체험해 볼 수 있습니다. 로봇 공학자가 되기 위해서는 단순히 기계를 조립하는 기술보다 수학과 물리, 화학 등 기초 과학에 대한 깊이 있는 이해가 선행되어야 합니다. 2015년 다르파 재난대응 로봇 대회에서 우승한 카이스트의 휴보처럼 세계적인 로봇을 개발하기 위해서는 탄탄한 이론적 바탕 위에서 창의적인 아이디어를 이끌어내는 능력이 필수적입니다. 대학 과정에서 기계, 전자, 컴퓨터공학 중 한 분야를 깊게 파고들면서도 다른 분야를 아우르는 'T자형 인재'로 성장하는 것이 미래 로봇 산업을 이끄는 핵심 동력이 될 것입니다. 바람이 지나는 터널에 물체를 두고 공기의 흐름을 측정하는 '풍동'은 오늘날 자동차나 비행기, 대형 건축물을 설계할 때 없어서는 안 될 중요한 도구입니다. 국립과천과학관에 재현된 라이트 형제의 풍동 전시물은 과거 스미소니언 협회에서 제공받은 도면 자료를 바탕으로 제작되어 그 역사적 가치가 매우 높습니다. 관람객들은 이 장치를 통해 항공 기술이 발전해 온 발자취를 확인하며, 보이지 않는 공기의 힘을 시각적으로 이해하는 특별한 경험을 할 수 있습니다. 추억의 로봇 태권 V의 동력원으로 언급되는 핵융합 에너지는 가벼운 원자핵이 높은 온도에서 융합하며 막대한 에너지를 방출하는 원리입니다. 이는 태양이 에너지를 만드는 방식과 같아 '인공태양'이라 불리며, 우리나라는 초전도 핵융합 장치인 KSTAR를 통해 세계적인 기술력을 입증하고 있습니다. 1억 도 이상의 플라스마를 유지하는 극한의 기술은 미래의 깨끗하고 무한한 에너지원을 확보하기 위한 도전이며, 이러한 첨단 과학 기술은 상상 속의 거대 로봇을 현실로 구현하는 중요한 열쇠가 됩니다. 인간의 뇌파로 기계를 조종하는 '뇌-기계 접속 기술(BMI)'은 더 이상 영화 속 이야기가 아닌 현실의 영역으로 다가오고 있습니다. 뇌파를 이용해 드론이나 소형 로봇을 움직이는 연구는 이미 상당한 진전을 이루었으며, 이는 태권 V와 같은 로봇 조종 시스템의 과학적 근거가 되기도 합니다. 비록 국회의사당 지하에 로봇 기지가 있다는 도시 전설은 물리적 한계로 인해 허구에 가깝지만, 과학적 상상력과 기술의 결합은 우리가 꿈꾸던 미래를 국립과천과학관의 전시물처럼 현실로 만들어가는 원동력이 됩니다.

국립과천과학관과학을 찾는👀사람들

물리학
화학
뇌인지과학
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[인생과학책 #8] 과학자가 고른 소설책, 그리고…

과학적 사고방식을 가장 잘 보여주는 문학 작품으로 셜록 홈즈 시리즈를 꼽을 수 있습니다. 주인공 셜록 홈즈가 사건의 단서를 찾아내고 이를 조합하여 결론을 도출하는 과정은 과학자들이 가설을 세우고 검증하는 과정과 매우 흡사합니다. 100년이 넘는 시간 동안 사랑받은 이 소설은 단순한 추리물을 넘어 법의학의 발전에도 큰 영감을 주었습니다. 특히 '모든 접촉은 흔적을 남긴다'는 법의학의 기본 원칙은 셜록 홈즈의 수사 기법에서 비롯되었다고 해도 과언이 아닙니다. 조선 후기의 실학자 다산 정약용은 시대를 앞서간 과학자이자 저술가였습니다. 그는 유배라는 고난의 시간 속에서도 나라와 백성을 위해 500여 권에 달하는 방대한 저술을 남겼습니다. 소설 '목민심서'는 그의 일대기를 통해 현실에 안주하지 않고 끊임없이 질문을 던지며 학문을 통해 세상을 이롭게 하려 했던 그의 의지를 잘 보여줍니다. 이러한 태도는 오늘날 현대 과학자들이 세상을 바라보고 탐구하는 방식과도 깊게 맞닿아 있어 우리에게 큰 울림을 줍니다. 다산 정약용의 형인 정약전 역시 뛰어난 자연과학자로서의 면모를 보여주었습니다. 그는 흑산도 유배 시절, 한반도 남서해안의 수산물을 체계적으로 분류하고 기록한 국내 최초의 해양 생물학 서적인 '자산어보'를 저술했습니다. 각종 어류의 명칭과 분포, 형태는 물론 습성과 활용법까지 상세히 기록된 이 책은 수백 년이 지난 지금까지도 해양 생태계를 이해하는 귀중한 자료로 평가받습니다. 이는 척박한 환경에서도 탐구 정신을 잃지 않았던 선조들의 뛰어난 과학적 자질을 증명합니다. 로봇공학의 권위자들은 인생의 책으로 백과사전을 꼽기도 합니다. 첨단 기술의 집합체인 로봇을 연구하기 위해서는 다방면의 지식이 필수적이기 때문입니다. 이 책은 자연과 인간의 모든 활동에 관한 정보를 체계적으로 정리한 보물창고와 같습니다. 과거 인터넷이 없던 시절, 백과사전은 호기심 많은 아이들에게 지식의 바다를 유영하게 해주는 유일한 통로였습니다. 모르는 용어를 찾고 꼬리에 꼬리를 무는 질문을 해결하는 과정은 과학적 사고의 기초를 다지는 훌륭한 훈련이 되었습니다. 천재 물리학자 리처드 파인만 역시 백과사전을 통해 창의적인 인재로 성장했습니다. 그의 아버지는 백과사전의 내용을 주변 사물과 비교하며 실감 나게 설명해 주었고, 이는 파인만이 관찰력과 원리를 깨우치는 습관을 갖게 했습니다. 오늘날 종이 백과사전은 사라지고 위키백과나 검색 엔진이 그 자리를 대신하고 있지만, 지식을 탐구하고 체계화하려는 본질은 변하지 않았습니다. 우리는 과거보다 더 강력한 지식의 도구를 손에 쥐고 있으며, 이를 어떻게 활용하느냐가 미래의 성취를 결정할 것입니다.

김호영, 오준호, 최준일

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[연구뭐하지?] 오토 반 코어트 교수_서울대학교 '사교접촉기하와 응용 연구실' | 복도에서 마주친 교수님이 묻습니다. "질문있나요?" 당신의 대답은?

심플렉틱 및 접촉 기하학은 순수 수학의 한 분야이지만, 그 뿌리를 물리학의 역학에 두고 있습니다. 이 학문은 해밀턴 방정식과 같은 동역학계를 다루며, 태양계 내 천체들의 궤도와 같은 복잡한 움직임을 분석하는 데 중요한 도구가 됩니다. 특히 특정 시간 후에 제자리로 돌아오는 주기 궤도를 찾는 연구는 현대 수학에서도 여전히 활발하게 논의되는 주제입니다. 이러한 수학적 접근은 단순히 이론에 그치지 않고 우주의 질서를 이해하는 핵심적인 열쇠가 됩니다. 수학적 모델링을 통해 주기 궤도를 이해하는 것은 실제 우주 탐사 계획을 세우는 데 큰 도움이 됩니다. 중력을 이용하여 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 효율적인 경로를 설계하거나, 인공위성의 궤도를 계산하는 등 실질적인 응용이 가능하기 때문입니다. 또한 로봇 팔의 움직임과 같은 로봇 공학 분야에서도 순수 수학의 원리가 적용됩니다. 이처럼 심플렉틱 기하학은 천체 역학부터 첨단 기술에 이르기까지 폭넓은 분야에서 문제 해결의 이론적 토대를 제공하고 있습니다. 오토 반 코어트 교수님의 연구실은 학생들의 자율성을 존중하며 학문적 호기심을 마음껏 펼칠 수 있는 분위기를 자랑합니다. 교수님은 학생들이 연구에만 집중할 수 있도록 행정적인 부담을 최소화해주시며, 질문이 많은 학생을 언제나 환영합니다. 비록 교수님의 독특한 필기를 이해하기 위해서는 높은 집중력이 필요하다는 유쾌한 고충도 있지만, 이는 오히려 수업에 몰입하게 만드는 계기가 됩니다. 끊임없이 질문하고 탐구하려는 열정을 가진 이들에게 이곳은 순수 수학의 깊이를 경험할 수 있는 최적의 장소입니다.

Otto van Koert(오토 반 코어트)

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수학

[강연] 로봇의 시대 _ by오준호, 김호영 | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

현대 사회에서 과학과 기술은 떼려야 뗄 수 없는 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 과거의 과학이 단순히 자연 현상을 이해하려는 지적 탐구에 그쳤다면, 오늘날의 과학은 인류의 삶을 획기적으로 변화시키는 첨단 기술의 근간이 됩니다. 우리는 기초 과학의 원리가 어떻게 실질적인 기술로 구현되는지 이해함으로써 미래 사회의 변화를 예측하고 대비할 수 있는 통찰력을 얻게 됩니다. 과학적 사고는 이제 전문가의 영역을 넘어 현대인의 필수 교양이 되었습니다. 첨단 기술의 발전은 결코 우연히 이루어지지 않습니다. 수십 년 전 물리학자들이 탐구했던 양자역학이나 상대성 이론과 같은 기초 과학 이론들이 오늘날 반도체, GPS, 양자 컴퓨터의 핵심 원리가 되었습니다. 보이지 않는 미시 세계를 탐구하던 과학자들의 호기심이 결국 인류의 문명을 한 단계 도약시키는 강력한 도구가 된 셈입니다. 이는 기초 과학에 대한 지속적인 투자가 왜 중요한지를 잘 보여주며, 보이지 않는 원리가 세상을 어떻게 움직이는지 증명합니다. 디지털 혁명은 정보 처리 기술의 비약적인 발전을 통해 가능해졌습니다. 트랜지스터의 발명 이후 컴퓨터의 성능은 기하급수적으로 향상되었으며, 이는 인공지능과 빅데이터라는 새로운 시대를 열었습니다. 이제 기술은 단순히 인간의 노동을 대체하는 수준을 넘어, 인간의 지능을 보조하고 복잡한 사회 문제를 해결하는 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 이러한 변화의 중심에는 항상 정밀한 과학적 논리와 수학적 알고리즘이 자리 잡고 있어 우리 삶의 방식을 재정의합니다. 생명공학 분야에서의 기술적 진보는 인류의 건강과 수명 연장에 획기적인 전기를 마련하고 있습니다. 유전자 가위 기술이나 줄기세포 연구는 과거에는 불치병으로 여겨졌던 질병들을 치료할 수 있는 가능성을 제시합니다. 생명 현상을 분자 수준에서 이해하고 조작할 수 있게 됨에 따라, 우리는 질병의 예방뿐만 아니라 인간의 신체적 능력을 보완하는 단계까지 나아가고 있습니다. 이는 과학이 인간의 삶의 질을 어떻게 높이는지 보여주는 가장 직접적이고 감동적인 사례 중 하나입니다. 지속 가능한 미래를 위한 에너지 기술의 발전 또한 과학의 중요한 과제입니다. 기후 위기에 대응하기 위해 태양광, 풍력과 같은 재생 에너지 기술과 더불어 핵융합 에너지와 같은 차세대 에너지원 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 환경 오염을 최소화하면서도 인류가 필요로 하는 에너지를 안정적으로 공급하는 기술은 과학적 창의성과 공학적 정밀함이 결합되어야만 달성할 수 있는 목표입니다. 이는 지구와 인류가 공존하기 위한 필수적인 기술적 토대가 될 것입니다. 최근 첨단 기술의 특징 중 하나는 여러 학문 분야의 경계가 허물어지는 융합에 있습니다. 나노 기술, 바이오 기술, 정보 기술이 서로 결합하여 이전에는 상상하지 못했던 새로운 형태의 기기나 서비스를 만들어내고 있습니다. 이러한 융합은 복잡한 현대 사회의 난제들을 해결하는 데 필수적이며, 과학자들에게는 자신의 전공 분야를 넘어선 폭넓은 시야와 협력적인 태도를 요구하고 있습니다. 융합 기술은 우리가 직면한 한계를 극복하게 만드는 강력한 열쇠가 됩니다. 첨단 기술이 가져올 미래는 희망적이지만, 동시에 윤리적 책임에 대한 고민도 수반합니다. 기술의 발전 속도가 사회적 합의나 윤리적 기준보다 빠르게 진행될 때 발생할 수 있는 부작용을 경계해야 합니다. 따라서 우리는 과학 기술의 원리를 이해하는 것에서 나아가, 이 기술이 인류 전체의 행복과 공익을 위해 어떻게 쓰여야 할지 끊임없이 질문해야 합니다. 과학은 결국 인간을 위한 도구여야 하며, 그 방향성을 결정하는 것은 결국 우리의 몫이기 때문입니다.

김호영, 오준호

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물리학
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[석학인터뷰] 김호영_ 공돌이?? 아티스트!!! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

역학과 예술은 자연을 이해하고 표현한다는 점에서 깊은 공통점을 지니고 있습니다. 기계 역학이 사물의 움직임을 수학적으로 분석하고 이해하는 과정은, 미술가가 대상을 관찰하여 화폭에 담거나 입체적으로 형상화하는 사고 과정과 매우 흡사합니다. 실제로 르네상스 시대에는 과학과 예술의 경계가 모호하여 많은 예술가가 과학적 탐구를 병행하기도 했습니다. 오늘날에는 이러한 전통을 이어받아 과학적 시각으로 예술을 재해석하거나, 과학적 원리 속에서 발견한 아름다움을 예술의 경지로 승화시키려는 협업이 활발하게 이루어지고 있습니다. 최근 로봇 공학의 흐름은 딱딱하고 무거운 금속 구조를 벗어나 부드럽고 유연한 '소프트 로봇'으로 향하고 있습니다. 아이를 돌보거나 사람이 직접 착용하는 로봇의 경우, 차가운 금속보다는 말랑말랑한 소재가 훨씬 안전하고 친숙하게 다가오기 때문입니다. 또한, 아주 비좁은 틈새를 비집고 들어가 인명을 구조해야 하는 특수 상황에서도 유연한 구조는 필수적입니다. 이러한 소프트 로봇은 기존의 기계가 가진 한계를 극복하고 인간의 삶에 더욱 깊숙이 들어와 다양한 편의를 제공할 것으로 기대됩니다. 과학적 사고를 기르는 데 있어 의외로 큰 도움을 주는 것은 추리 소설 속 탐정의 논리입니다. 셜록 홈즈가 흩어진 단서들을 찾아내서 그것들을 잘 조합하여 어떤 결론을 도출하는 과정은 과학자가 가설을 세우고 검증하는 탐구 과정과 본질적으로 맞닿아 있습니다. 이러한 논리적 사고를 바탕으로 탄생할 미래의 기계는 더 이상 정형화된 모습에 머물지 않을 것입니다. 사용자의 필요에 따라 자유자재로 모양을 바꾸고, 사람의 손길이 닿았을 때 부드러운 촉감을 전달하는 새로운 형태의 로봇들이 우리 곁에서 공존하며 세상을 더욱 풍요롭게 만들 것입니다.

김호영

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물리학
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[석학인터뷰] 오준호_ 대한민국 대표 로봇 휴보! 휴보의 아버지! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

휴머노이드 로봇은 인간의 형태를 닮은 로봇으로, 우리 생활 환경에 최적화된 구조를 가지고 있습니다. 우리가 살아가는 공간에는 계단, 좁은 문, 의자 등 수많은 장애물이 존재하며, 이를 원활하게 극복하고 상호작용하기 위해서는 결국 인간과 유사한 형태가 가장 효율적이라는 당위성이 생깁니다. 물론 모든 로봇이 반드시 인간의 모습을 할 필요는 없습니다. 특정 목적에 따라 바퀴를 달거나 팔의 개수를 조절하는 등 다양한 형태가 존재할 수 있지만, 휴머노이드 로봇은 우리가 지향하는 가장 궁극적인 로봇의 형태 중 하나로 자리 잡고 있습니다. 로봇과 인공지능은 서로 밀접해 보이지만 본질적으로는 독립적인 개념입니다. 하드웨어와 그 안에서 구동되는 소프트웨어의 관계처럼, 로봇은 물리적 공간에서 움직이고 환경과 상호작용하는 물리적 장치에 해당합니다. 반면 인공지능은 이러한 로봇에게 스스로 판단하고 움직일 수 있는 지능적인 능력을 부여하는 역할을 합니다. 즉, 로봇이 명령을 수행하는 육체라면 인공지능은 그 육체를 제어하는 정신과도 같습니다. 이러한 기술적 결합을 통해 로봇은 단순한 기계를 넘어 우리 삶에 더 편리하고 유용한 존재로 거듭나게 됩니다. 로봇 기술의 발전은 끊임없는 호기심과 탐구 정신에서 시작됩니다. 어린 시절 백과사전을 탐독하며 지식의 지평을 넓혔던 경험처럼, 새로운 기술에 대한 갈망은 미래 로봇 시대를 여는 원동력이 됩니다. 앞으로 로봇이 우리 사회의 다양한 요구를 어떻게 충족할 수 있을지, 그리고 기술적 한계를 어떻게 극복해 나갈지에 대한 고민이 필요합니다. 로봇이 잘하는 영역과 여전히 어려움을 겪는 분야를 명확히 구분하고, 미래 사회에서 로봇과 인간이 조화롭게 공존하기 위한 기술적 완성도를 높여가는 과정은 우리에게 남겨진 중요한 과제입니다.

오준호

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물리학
융합

[석학인터뷰] 송민령_여자의 뇌와 남자의 뇌 따윈 없다! | 2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體'

뇌과학은 흔히 머릿속의 뇌만을 연구하는 학문으로 생각하기 쉽지만, 실제로는 몸 전체에 퍼진 신경계 전반을 다루는 신경과학의 영역입니다. 이는 생물학을 기초로 하며 심리학, 정신의학, 인지과학 등 인간의 마음을 탐구하는 다양한 학문과 밀접하게 연결되어 있습니다. 최근에는 인공지능 기술이 뇌의 신경망을 모방하여 발전함에 따라, 뇌공학이 뇌과학에 새로운 영감을 제공하고 방대한 데이터를 분석하는 데 핵심적인 역할을 수행하며 학문 간의 상호작용이 더욱 활발해지고 있습니다. 현대 뇌과학은 기술의 비약적인 발전으로 과거 특정 영역에 국한되었던 연구에서 벗어나, 수많은 신경세포의 활동을 동시에 관찰하고 정밀하게 조절하는 단계에 이르렀습니다. 이제는 뇌를 넘어 우리 몸 전체로 뻗어 나가는 신경계를 통합적으로 바라보는 연구가 주를 이루고 있으며, 이 과정에서 발생하는 막대한 데이터를 해석하기 위한 이론적 연구도 중요해지고 있습니다. 특히 인간의 정신 작용과 신체의 상호작용이 밝혀지면서, 로봇공학과의 협업을 통해 인간의 의식과 감정을 더욱 깊이 있게 이해하려는 시도가 이어지고 있습니다. 우리가 흔히 접하는 성별에 따른 뇌의 차이가 따로 있다는 주장은 과학적 근거가 부족한 대표적인 오해 중 하나입니다. 뇌 연구 결과에 따르면 성별에 따른 차이는 유전적 요인보다 환경적, 문화적 요인에 의해 훨씬 더 큰 영향을 받습니다. 성호르몬조차 고정된 것이 아니라 개인이 처한 문화와 경험에 따라 변화할 수 있다는 사실은 뇌가 주변 환경에 적응하며 끊임없이 변화하는 유연한 존재임을 시사합니다. 따라서 생명을 고정불변의 실체로 보기보다는 환경과의 끊임없는 상호작용 속에서 이해하는 태도가 필요합니다. 도파민은 예상치 못한 보상이 주어졌을 때 분비되어 우리의 선택과 동기부여에 결정적인 영향을 미치는 신경전달물질입니다. 이는 단순히 즐거움을 주는 것에 그치지 않고, 무언가를 배우고 기억하며 새로운 영역을 탐험하게 만드는 원동력이 됩니다. 하지만 도파민의 작용은 긍정적인 학습뿐만 아니라 충동적인 행동이나 습관 형성에도 깊이 관여합니다. 특히 마약성 약물은 이러한 도파민 체계를 인위적으로 조절하여 뇌를 중독이라는 병리적인 상태로 몰아넣기 때문에, 뇌가 스스로를 통제하기 힘든 상태가 되지 않도록 주의해야 합니다. 결국 뇌과학은 단순히 신체 기관을 연구하는 것을 넘어, 나 자신과 타인, 그리고 인간이라는 존재 전체를 깊이 있게 이해하도록 돕는 학문입니다. 자아나 자유의지가 고정된 실체라기보다 우리 삶을 지탱하는 기능적 작용에 가깝다는 통찰은 우리가 어떻게 함께 살아가야 할지에 대한 중요한 질문을 던집니다. 뇌과학을 통해 얻은 인간에 대한 깊은 이해가 사회 전반에 확산될 때, 우리는 비로소 서로를 더 포용하고 존중하는 인간적인 사회를 만들어 나갈 수 있을 것입니다.

송민령

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[석학인터뷰] 다니엘리_AI가 정말로 인간을 지배할 수 있다?! | 2019 가을 강연 '도대체 都大體'

한국은 풍부한 재능과 거대한 잠재력을 지닌 국가로, 새로운 기술이 탄생하고 발전하기에 최적의 환경을 갖추고 있습니다. 특히 인공지능과 로봇공학 분야에서 한국 학생들이 보여줄 미래는 매우 밝습니다. 흔히 인공지능과 로봇공학을 별개의 학문으로 구분하곤 하지만, 진정한 혁신은 이 둘을 하나의 통합된 시스템으로 바라볼 때 시작됩니다. 물리적인 세계에 구현된 지능은 단순한 소프트웨어를 넘어 강력한 가능성을 창출하며, 학생들이 수학과 과학적 기초를 탄탄히 다진다면 인공지능의 새로운 방향을 제시하는 훌륭한 아이디어를 낼 수 있을 것입니다. 인공지능은 앞으로도 인간의 일상생활을 개선하고 돕는 강력한 도구로서 존재할 것입니다. 비록 기술의 발전이 인간의 노동력을 일부 대체하며 사회적 마찰을 일으킬 수도 있지만, 이는 과거의 기술 혁신 과정에서도 늘 존재했던 현상입니다. 흥미롭게도 인공지능에게 쉬운 일이 인간에게는 어렵고, 반대로 인간에게 당연한 일이 인공지능에게는 매우 어려운 경우가 많습니다. 따라서 로봇이 모든 일자리를 완전히 대체하기까지는 아직 갈 길이 멀며, 인간은 기술의 진보에 맞춰 새로운 역량을 배우고 적응하며 기술과 공존하는 법을 익혀야 합니다. 미래를 설계하는 데 있어 가장 중요한 것은 상상력과 영감입니다. 공상과학 소설을 통해 미래의 가능성을 꿈꾸고, 위대한 과학자들의 삶을 통해 세상을 바꾸는 아이디어를 얻는 과정은 공학적 지식만큼이나 필수적입니다. 수학, 통계학, 컴퓨터 과학과 같은 기초 학문은 세상을 이해하는 도구가 되지만, 이를 움직이는 원동력은 결국 무엇을 만들고 싶은지에 대한 열망에서 나옵니다. 차세대 인재들이 선배 과학자들의 업적을 발판 삼아 더 큰 발전을 이루고, 인공지능과 로봇공학이라는 유망한 분야에서 세상을 놀라게 할 혁신을 이끌어내기를 기대합니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[강연] (동시통역)AI and Robot Intelligence _ by다니엘 리｜2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體' | 2강

인공지능과 로봇 공학의 궁극적인 목표는 인간의 지능을 이해하고 이를 기계적으로 재현하는 데 있습니다. 우리는 아주 오래전부터 우리 자신을 닮은 존재를 꿈꿔왔으며, 이는 단순히 편리한 도구를 만드는 것을 넘어 인간이라는 존재의 본질을 탐구하는 과정이기도 합니다. 현대의 인공지능 연구는 뇌의 신경 세포인 뉴런의 작동 원리를 수학적으로 모델링하는 것에서 시작되었습니다. 이러한 시도는 컴퓨터가 데이터를 통해 스스로 학습하고 판단할 수 있는 머신러닝의 시대로 우리를 인도했습니다. 머신러닝의 핵심은 방대한 데이터를 바탕으로 사물을 분류하고 예측하는 모델을 구축하는 것입니다. 초기에는 단순한 선형 분류 모델인 퍼셉트론을 사용했지만, 현실의 복잡한 문제를 해결하기 위해 여러 층의 뉴런을 쌓은 뉴럴 네트워크가 등장했습니다. 이것이 바로 오늘날 우리가 열광하는 딥러닝의 기초입니다. 딥러닝은 이미지 인식이나 바둑과 같은 특정 영역에서 이미 인간의 능력을 뛰어넘는 성과를 보여주고 있습니다. 하지만 이는 여전히 가상의 공간이나 정해진 규칙 안에서의 성취라는 한계가 있습니다. 가상 세계의 인공지능과 달리, 물리적 세계에서 활동하는 로봇 지능은 훨씬 더 복잡한 과제에 직면합니다. 로봇은 센서를 통해 주변을 지각하고, 이를 바탕으로 행동을 계획하며, 실제로 물리적인 움직임을 실행해야 합니다. 현실 세계는 끊임없이 변화하고 예측 불가능한 변수가 가득하기 때문에, 바둑판 위에서처럼 완벽한 정보를 얻는 것이 불가능합니다. 자율주행 자동차나 휴머노이드 로봇이 인간처럼 자연스럽게 움직이기 위해서는 방대한 데이터뿐만 아니라 물리적 환경에 대한 깊은 이해가 필수적입니다. 최근 인지 과학에서는 마음이 단순히 뇌의 정보 처리 결과가 아니라, 신체와 밀접하게 연결되어 있다는 '체화된 인지' 관점이 주목받고 있습니다. 우리가 세상을 인식하는 방식은 우리의 신체 구조와 감각 기관에 따라 달라지기 때문입니다. 따라서 진정한 인공지능을 구현하기 위해서는 소프트웨어적인 알고리즘뿐만 아니라, 그것이 담길 하드웨어인 로봇의 신체적 특성도 함께 고려되어야 합니다. 이는 인공지능이 단순히 계산하는 기계를 넘어, 우리와 같은 공간에서 상호작용하는 존재로 진화하는 핵심 열쇠가 됩니다. 미래의 인공지능은 단순히 명령을 수행하는 비서를 넘어, 인간과 정서적으로 교감하는 동반자가 될 것으로 기대됩니다. 이를 위해서는 인간의 감정과 성격, 그리고 사회적 관계를 이해하는 능력이 필요합니다. 사용자의 표정이나 목소리 톤을 분석하여 현재의 기분 상태를 파악하고, 그에 적절한 반응을 보이는 '마음을 가진 인공지능' 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 기술은 고령화 사회에서 돌봄 로봇이나 정서적 지지 시스템으로 활용되어 인간의 삶의 질을 높이는 데 기여할 것입니다. 로봇이 인간을 닮아갈수록 느껴지는 거부감인 '불쾌한 골짜기' 현상은 인공지능 대중화의 큰 숙제 중 하나입니다. 이를 극복하기 위해 연구자들은 로봇에게 친근한 캐릭터성을 부여하거나, 인간의 행동 양식을 더욱 정교하게 모방하는 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 인공지능이 내린 결정의 근거를 인간이 이해할 수 있도록 설명하는 '설명 가능한 AI' 연구도 중요해지고 있습니다. 기술에 대한 신뢰가 바탕이 될 때 비로소 인공지능은 우리 사회의 진정한 구성원으로 받아들여질 수 있기 때문입니다. 인공지능은 이제 거스를 수 없는 시대적 흐름이며, 인류의 능력을 확장하는 강력한 도구가 되었습니다. 창의성이나 복잡한 윤리적 판단 영역에서는 여전히 인간의 역할이 중요하지만, 인공지능과의 협업은 우리가 직면한 수많은 난제를 해결하는 실마리가 될 것입니다. 우리는 인공지능을 단순한 도구나 경쟁자로 볼 것이 아니라, 함께 진화해 나갈 파트너로 대우해야 합니다. 인간의 지혜와 인공지능의 효율성이 조화를 이룰 때, 우리는 도대체 지능이란 무엇인가라는 질문에 대한 답에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것입니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학
융합

[Lecture] AI and Robot Intelligence _ by Daniel D. Lee｜2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體' | 2강

인공지능은 단순히 기계를 만드는 기술을 넘어, 인간과 세상을 이해하는 새로운 창입니다. 우리는 인공지능을 통해 인간의 지능이 어떻게 작동하는지, 그리고 기계가 세상을 어떻게 다르게 인식하는지를 탐구합니다. 특히 뇌의 신경망을 모방한 인공 신경망 기술은 컴퓨터가 복잡한 데이터를 처리하고 사물을 인식하는 방식을 혁신적으로 변화시켰습니다. 이러한 과정은 결국 '인간이란 무엇인가'라는 근본적인 질문으로 우리를 안내하며, 기계와 인간이 공존하는 미래를 설계하는 기초가 됩니다. 현대 인공지능의 핵심인 딥러닝은 전통적인 프로그래밍 방식과는 확연히 다릅니다. 과거에는 인간이 직접 규칙을 입력해야 했지만, 이제는 방대한 데이터를 통해 기계가 스스로 학습합니다. 수많은 층으로 구성된 인공 신경망은 데이터 속의 패턴을 찾아내고, 이를 통해 날씨를 예측하거나 수천 가지의 사물을 정확하게 구분해냅니다. 이러한 데이터 기반의 접근 방식은 컴퓨팅 파워의 비약적인 발전과 결합하여, 특정 영역에서는 이미 인간의 능력을 뛰어넘는 놀라운 성과를 보여주고 있습니다. 가상 세계의 지능을 현실 세계로 가져오는 로봇 공학은 또 다른 차원의 도전입니다. 로봇은 단순히 계산하는 뇌뿐만 아니라, 세상을 감지하는 센서와 움직임을 제어하는 신체를 조화롭게 통합해야 합니다. 자율주행 자동차가 복잡한 도로 상황을 판단하고 안전하게 주행하는 과정은 물리 법칙과 인공지능 알고리즘이 결합된 정교한 결과물입니다. 현실의 불확실성과 복잡성을 극복하며 인간처럼 유연하게 움직이는 로봇을 만드는 일은 현대 과학이 해결해야 할 가장 흥미로운 숙제 중 하나입니다. 최근 인지과학에서는 지능이 뇌의 계산 능력에만 국한되지 않는다는 '체화된 인지' 개념이 주목받고 있습니다. 신체 구조와 감각 기관이 우리가 세상을 인식하고 사고하는 방식에 결정적인 영향을 미친다는 주장입니다. 로봇 역시 어떤 형태의 하드웨어를 가졌느냐에 따라 학습하고 반응하는 방식이 달라집니다. 이는 인공지능 연구가 단순히 알고리즘 개발에 머물지 않고, 기계의 몸과 마음이 어떻게 상호작용하며 지능을 형성하는지를 깊이 있게 고찰해야 함을 시사합니다. 미래의 인공지능은 단순한 도구를 넘어 인간의 정서적 동반자가 될 것입니다. 이를 위해서는 기계에 '마음'을 심어주는 기술이 필수적입니다. 인간의 얼굴 표정, 목소리 톤, 사용하는 단어를 분석하여 감정 상태를 이해하고, 그에 맞춰 적절하게 반응하는 인공지능은 우리 삶을 더욱 풍요롭게 만들 수 있습니다. 감정을 공유하고 신뢰를 쌓을 수 있는 인공지능 에이전트는 고령화 사회의 돌봄 서비스나 개인 맞춤형 비서 등 다양한 분야에서 혁신적인 역할을 수행하게 될 것입니다. 로봇이 인간을 너무 닮았을 때 느끼는 거부감인 '불쾌한 골짜기' 현상은 인공지능 설계에서 중요한 고려 사항입니다. 이를 극복하기 위해서는 로봇의 외형뿐만 아니라 행동의 예측 가능성과 신뢰성을 높이는 연구가 병행되어야 합니다. 또한, 인공지능이 자신의 판단 근거를 설명할 수 있는 '설명 가능한 AI' 기술은 인간과 기계 사이의 신뢰를 구축하는 핵심 열쇠입니다. 기술적 완성도를 넘어 윤리적 가이드라인을 준수하고 인간의 가치를 존중하는 시스템을 만드는 것이 무엇보다 중요합니다. 인공지능은 인류의 적이 아니라, 함께 성장하고 협력해야 할 파트너입니다. 인공지능을 어떻게 대우하고 활용하느냐에 따라 우리의 미래는 크게 달라질 것입니다. 기계에 지능을 부여함으로써 인간은 반복적인 노동에서 벗어나 더욱 창의적이고 자유로운 삶을 누릴 수 있게 됩니다. 개인화된 인공지능이 각자의 필요에 맞게 도움을 주는 사회에서, 우리는 기술과 인간성이 조화를 이루는 새로운 문명을 맞이하게 될 것입니다. 끊임없는 탐구와 열린 마음이 그 미래를 여는 동력이 될 것입니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학
융합

[카오스 술술수학] 수학의 성배 - 기하를 지켜라!

최근 교육부가 수능 출제 범위에서 기하를 제외하겠다고 발표하면서 교육계와 과학계에 큰 파장이 일고 있습니다. 교육부는 기하가 선택과목으로 변경되었고 수험생의 학습 부담을 완화해야 한다는 점을 주요 근거로 내세웠습니다. 하지만 수학의 본질이 수와 모양에 있다는 점을 고려할 때, 기하를 배제하는 것은 수학의 절반을 포기하는 것과 다름없습니다. 어린아이들이 손가락으로 수를 세고 종이에 끊임없이 그림을 그리는 행위에서 알 수 있듯이, 기하는 인간의 본능적인 탐구 영역이자 수학적 사고의 핵심적인 축을 담당하고 있습니다. 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 기하의 중요성은 그 어느 때보다 강조되고 있습니다. 인공지능, 로봇 공학, 3D 프린팅, 자율주행차 등 현대 과학기술의 최전선에 있는 분야들은 모두 기하적 원리를 기반으로 작동합니다. 수천 개의 드론이 하늘에서 정교한 형상을 만들어내는 드론 쇼나 인간의 형상을 구현하는 3D 홀로그램 기술 역시 기하 없이는 불가능한 영역입니다. 고대 플라톤이 기하를 우주와 지혜를 담는 성배로 여겼던 것처럼, 오늘날의 첨단 기술 사회에서도 기하는 선택이 아닌 필수적인 학문적 토대로서 그 가치를 증명하고 있습니다. 국내 석학들은 기하 교육의 약화가 학생들의 공간적 개념과 입체적 사고 능력을 저하시킬 것이라며 우려의 목소리를 높이고 있습니다. 미국, 일본, 영국 등 주요 선진국들이 입시에서 심화된 기하 영역을 다루는 것과 달리, 우리나라는 오히려 교육 내용을 2차원으로 한정하며 시대의 흐름에 역행하고 있다는 지적입니다. 21세기는 단순한 지식 습득을 넘어 사유를 통한 통찰의 시대이며, 기하는 합리적인 결론을 도출하는 사고 과정을 훈련하는 데 최적의 과목입니다. 미래 세대가 글로벌 경쟁력을 갖추기 위해서는 수능에서 기하를 복원하고 올바른 수학 교육 환경을 조성해야 합니다.

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수학

[강연] 인공근육 : 애벌레에서 아이언맨 수트까지 (3) _ by박문정 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 6강 | 6강 ③

소프트 로봇은 기존 로봇 공학에서 벗어나, 유연한 소재를 활용해 인간과 안전하게 공존하거나 복잡한 환경에 적응하는 새로운 로봇 기술입니다. 문어와 같은 연체동물의 움직임을 모방하여 좁은 틈새를 통과하거나 물체를 부드럽게 감싸 쥐는 등 기존 로봇이 수행하기 어려웠던 임무를 수행할 수 있습니다. 이는 단순히 부드러운 소재를 사용하는 것을 넘어, 로봇이 주변 환경과 상호작용하는 방식을 근본적으로 바꾸는 혁신적인 시도라고 할 수 있습니다. 재난 현장에서의 활용은 소프트 로봇의 가장 기대되는 분야 중 하나입니다. 영화 속 장면처럼 붕괴된 터널이나 복잡한 잔해 사이를 뱀처럼 유연하게 파고들어 생존자를 찾고 현장 영상을 전송하는 로봇은 인명 구조의 패러다임을 바꿀 것입니다. 기존 로봇은 장애물에 막히면 더 이상 전진하기 어렵지만, 소프트 로봇은 자신의 몸을 변형시켜 좁은 구멍을 통과할 수 있는 독보적인 장점을 지니고 있어 극한 환경에서의 임무 수행에 최적화되어 있습니다. 소프트 로봇과 인공 근육은 밀접하게 연관되어 있지만 서로 다른 개념입니다. 현재의 소프트 로봇은 대개 외부 모터와 케이블을 이용해 움직임을 구현하지만, 진정한 의미의 소프트 로봇은 소재 자체가 근육처럼 수축하고 이완하는 인공 근육 기술이 뒷받침되어야 합니다. 전기에 반응하여 스스로 움직이는 고분자 소재가 완벽하게 구현된다면, 무거운 구동 장치 없이도 가볍고 유연한 웨어러블 로봇이나 인체에 삽입 가능한 의료용 기기 제작이 가능해질 것입니다. 하지만 인공 근육이 인간의 근육을 완전히 대체하기까지는 극복해야 할 과제가 많습니다. 현재 개발된 소재들은 구동을 위해 매우 높은 전압이 필요하거나, 자극에 대한 응답 속도가 인간의 신경계보다 현저히 느리다는 단점이 있습니다. 또한 소재의 피로도와 노화 문제로 인해 반복적인 움직임에서 성능이 저하되거나 수명이 짧아지는 한계도 존재합니다. 인간의 근육처럼 적은 에너지로도 장시간 효율적으로 움직이며 즉각적으로 반응하는 시스템을 구축하는 것이 핵심입니다. 미래의 로봇 기술은 인공지능과 클라우드, 그리고 고도화된 인공 근육 소재가 결합하여 영화 속 사이보그와 같은 형태로 진화할 것입니다. 특히 의료 분야에서는 내시경과 같은 장비를 소프트 로봇으로 대체하여 환자의 고통을 줄이고 정밀한 수술을 가능하게 할 것으로 보입니다. 비록 인간의 정교한 감각과 운동 능력을 완벽하게 재현하기까지는 시간이 걸리겠지만, 소재 공학과 로봇 공학의 융합은 우리가 상상하던 외유내강의 로봇 시대를 현실로 앞당기고 있습니다.

김성완, 김정, 박문정

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물리학
화학

[강연] 인공근육 : 애벌레에서 아이언맨 수트까지 (1) _ by박문정 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 6강 | 6강 ①

인공근육은 단순한 기계 장치를 넘어 인간의 삶을 근본적으로 변화시킬 수 있는 미래 과학의 핵심 분야입니다. 특히 선천적 혹은 후천적 장애로 인해 신체적 불편함을 겪는 이들에게 새로운 가능성을 열어준다는 점에서 그 가치가 매우 큽니다. 과학자들은 단순히 기술적인 진보만을 추구하는 것이 아니라, 누군가의 삶이 더 윤택해질 수 있도록 돕는 따뜻한 과학을 실천하고자 노력합니다. 이러한 진심 어린 연구 동기는 인공근육 기술이 애벌레와 같은 자연의 생명체에서 영감을 얻어 아이언맨 슈트와 같은 혁신적인 결과물로 나아가는 원동력이 됩니다. 자연은 로봇 공학자들에게 가장 훌륭한 스승입니다. 예를 들어 애벌레의 움직임을 자세히 관찰해 보면, 단순히 몸을 굽히는 것이 아니라 가슴다리와 배다리의 역할을 철저히 분담하여 효율적인 추진력을 얻는다는 사실을 알 수 있습니다. 배다리는 표면에 단단히 고정되는 역할을 하고, 가슴다리는 방향을 설정하며 전진하는 방식입니다. 이러한 생물학적 메커니즘을 로봇에 적용하면 기존보다 절반의 에너지만으로도 뛰어난 기동성을 확보할 수 있습니다. 이는 관절이 없는 유연한 소재 기반의 소프트 로봇이 나아가야 할 중요한 방향성을 제시해 줍니다. 현재의 로봇 기술은 뇌의 전기 신호를 직접 받아 인공 팔을 움직이는 수준까지 도달했습니다. 하지만 금속 소재로 만들어진 기존의 인공 팔은 무거운 무게와 높은 제작 비용, 그리고 외부 충격에 취약하다는 한계를 지니고 있습니다. 특히 어린이나 노약자가 사용하기에는 부피가 크고 정교한 모터 시스템이 부담스러울 수밖에 없습니다. 이러한 문제점들은 딱딱한 금속 대신 인간의 생체 근육과 유사한 유연한 소재를 활용해야 할 필요성을 역설합니다. 가볍고 충격을 흡수하며 사람의 움직임을 자연스럽게 모사할 수 있는 인공근육 소재의 개발이 시급한 이유입니다. 미래 로봇의 핵심인 소프트 로봇은 관절이 없고 부드러운 소재로만 구성되어 자연스러운 움직임을 구현합니다. 과학자들은 불가사리나 문어와 같은 생물의 유연성을 모사하여, 거추장스러운 모터 없이도 전기를 받으면 즉각적으로 반응하는 시스템을 연구하고 있습니다. 인공근육 소재 자체가 구동기 역할을 수행하므로 전체적인 구조가 단순해지고 생체 적합성 또한 높아집니다. 이러한 기술은 단순히 로봇의 외형을 바꾸는 것을 넘어, 로봇이 인간과 더 안전하고 밀접하게 상호작용할 수 있는 환경을 조성하며 다양한 산업 분야에서 혁신적인 변화를 예고하고 있습니다. 소프트 로봇을 움직이는 주요 동력원 중 하나는 공기압입니다. 탄성 고분자 소재 내부에 정교한 패턴을 설계하고 공기를 주입하면, 특정 부위가 팽창하거나 수축하면서 마치 생명체의 근육처럼 움직이게 됩니다. 공기는 질량 대비 출력 효율이 매우 뛰어나기 때문에 가벼운 소재만으로도 강력한 힘을 낼 수 있는 장점이 있습니다. 비록 정밀한 제어나 뼈대 역할을 하는 지지력 확보라는 과제가 남아있지만, 공기압 기반의 구동 시스템은 산업용 그리퍼부터 재활 보조 기구에 이르기까지 폭넓게 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있어 지속적인 연구가 이루어지고 있습니다. 인공근육 기술은 의료 분야에서도 획기적인 변화를 가져올 수 있습니다. 대표적인 예가 유연한 소재를 활용한 내시경 로봇입니다. 기존의 딱딱한 내시경은 굴곡진 장기를 통과할 때 벽면을 자극하여 환자에게 큰 통증을 유발하지만, 문어의 촉수를 모사한 소프트 로봇은 장기의 형태에 맞춰 부드럽게 삽입될 수 있습니다. 이는 환자의 고통을 획기적으로 줄여줄 뿐만 아니라 수술 중 발생할 수 있는 천공 위험을 최소화하는 데 기여합니다. 부드러움과 정교함을 동시에 갖춘 의료용 소프트 로봇은 미래 의학의 질을 한 단계 높여줄 중요한 기술적 자산이 될 것입니다. 소프트 로봇의 유연함은 때로 지지력 부족이라는 단점이 되기도 하지만, '재밍 트랜지션' 현상을 이용하면 이를 해결할 수 있습니다. 입자들 사이의 공기를 제거하여 입자를 단단하게 결합시키는 이 원리를 적용하면, 평소에는 부드럽던 로봇이 필요할 때만 순식간에 딱딱하게 변할 수 있습니다. 이를 통해 복잡한 형태의 물체를 안정적으로 잡거나 수술 시 필요한 지지력을 확보하는 것이 가능해집니다. 저렴한 소재와 스마트한 제어 기술이 결합된 이러한 인공근육 로봇은 우리 일상 곳곳에서 인간을 돕는 든든한 동반자로서 그 역할을 다하게 될 것입니다.

박문정

카오스재단카오스강연

물리학
화학

[강연] 인공지능의 실체와 미래 (4) _ by조성배 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 4강 | 4강 ④

인공지능에 대한 대중의 공포는 영화 속 지배자의 모습에서 기인하는 경우가 많습니다. 하지만 현실의 인공지능은 위협적이라기보다 때로는 답답한 존재에 가깝습니다. 자율주행 로봇이 길 위의 신문지를 장애물로 오인해 멈춰 서는 사례처럼, 인공지능은 상황의 맥락을 완벽히 파악하는 데 한계가 있습니다. 현재의 기술 수준에서 인공지능은 인간의 명령을 수행하는 과정에서 발생하는 불확실성과 소통의 부재로 인해 우리에게 불편함을 주는 단계에 머물러 있습니다. 인공지능 그 자체보다 더 위험한 요소는 이를 다루는 인간의 의도에 있습니다. 자동차가 편리한 이동 수단이지만 테러의 도구가 될 수 있듯이, 인공지능 역시 악의를 가진 누군가에 의해 악용될 때 진정한 위협이 됩니다. 기술은 가치 중립적이지만 그것을 사용하는 목적에 따라 결과는 판이하게 달라집니다. 따라서 인공지능의 위험성을 논할 때는 기계의 자의식보다는 기술을 오남용하지 못하도록 막는 제도적 장치와 인간의 윤리적 책임에 더 집중해야 합니다. 데이터 기반의 인공지능은 우리가 제공한 정보를 학습하며 성장합니다. 문제는 학습 데이터 자체가 인간 사회의 편견과 불평등을 내포하고 있다는 점입니다. 특정 지역의 범죄율 데이터를 학습한 알고리즘이 사회 구조적 문제를 간과한 채 특정 집단을 잠재적 범죄자로 낙인찍는 사례는 인공지능 과신의 위험성을 잘 보여줍니다. 인공지능이 내놓은 결과가 항상 합리적이고 객관적일 것이라는 맹신을 버리고, 그 이면의 데이터가 공정한지 비판적으로 검토하는 태도가 필요합니다. 초지능의 출현 가능성에 대해서는 전문가들 사이에서도 의견이 갈리지만, 하드웨어와 데이터의 비약적인 발전은 인간의 지능을 뛰어넘는 존재의 등장을 예고하고 있습니다. 인공지능이 스스로 인공지능을 설계하는 단계에 이르면 지능의 폭발적 성장이 일어날 수 있습니다. 이러한 변화는 단순히 산업의 효율성을 높이는 수준을 넘어 인간의 정의와 존재 방식에 근본적인 질문을 던지게 될 것입니다. 초지능 시대는 우리가 예상하는 것보다 더 빠르게 현실로 다가올 수 있습니다. 4차 산업혁명은 가상 세계와 물리적 세계의 융합을 핵심으로 합니다. 우버나 에어비앤비처럼 물리적 자산을 직접 소유하지 않고도 디지털 플랫폼을 통해 세상을 혁신하는 비즈니스 모델이 그 증거입니다. 이러한 변화는 산업 현장을 넘어 우리의 일상과 인간 자체의 모습까지 바꾸어 놓을 파급력을 지니고 있습니다. 기술의 융합이 가져오는 폭발적인 창출력은 기존의 경제 구조를 해체하고 새로운 가치를 만들어내며 인류를 전례 없는 변화의 소용돌이로 이끌고 있습니다. 기술의 발전이 장밋빛 미래만을 보장하는 것은 아닙니다. 산업혁명의 역사에서 보듯 급격한 변화는 소외된 계층을 만들어내며 사회적 갈등을 유발하기도 합니다. 인공지능 기술이 소수의 전유물이 되지 않고 많은 사람이 혜택을 누릴 수 있는 방향으로 나아가야 합니다. 기술이 인간을 대체하는 것이 아니라 인간의 능력을 보조하고 삶의 질을 높이는 도구로 쓰일 때, 비로소 인공지능 시대는 인류 전체의 행복을 위한 진정한 진보로 기록될 수 있을 것입니다. 인공지능이 인간의 감정과 자유의지를 모방할 수는 있겠지만, 타인의 고통에 공감하고 자신을 희생하는 헌신은 여전히 인간만의 고유한 영역으로 남을 것입니다. 뇌과학적으로 자유의지가 허상일지라도, 우리가 스스로 선택하고 책임지며 타인과 연결되려는 의지는 기계가 대체할 수 없는 가치입니다. 미래를 준비하는 가장 좋은 방법은 코딩 기술을 익히는 것보다 현재 내 곁에 있는 사람들에게 진심을 다하고, 인간다움의 본질인 공감과 소통의 능력을 기르는 것입니다.

강성철, 장동선, 조성배

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 인공지능의 실체와 미래 (3) _ by조성배 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 4강 | 4강 ③

인공지능과 로봇은 현대 과학의 가장 뜨거운 화두이며, 이 둘은 떼려야 뗄 수 없는 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 로봇 공학의 관점에서 인공지능은 로봇의 '뇌' 역할을 수행하며, 로봇은 그 뇌가 내리는 명령을 현실 세계에서 실행하는 '몸'이 됩니다. 단순히 지능만 있는 소프트웨어를 넘어, 청소를 하거나 자동차를 조립하는 등 물리적인 일을 수행하기 위해서는 반드시 신체적 구조가 결합되어야 합니다. 결국 인공지능과 로봇의 결합은 인간의 지적 능력과 신체적 능력을 기계적으로 구현하려는 거대한 시도의 일환이라고 볼 수 있습니다. 뇌과학의 입장에서 보면 인간의 뇌는 수백만 년의 진화를 거쳐 완성된 지능의 원조라고 할 수 있습니다. 인간은 자신의 지능이 어떻게 작동하는지 궁금해했고, 이를 기계로 구현하려는 노력 끝에 인공지능이라는 분야가 탄생했습니다. 현재는 뇌과학, 인공지능, 로봇 공학이 '인지과학'이라는 하나의 커다란 틀 안에서 서로의 경계를 허물며 활발하게 교류하고 있습니다. 뇌의 작동 원리를 이해하여 더 나은 인공지능을 만들고, 인공지능 모델을 통해 뇌의 복잡한 네트워크를 분석하는 등 두 분야는 서로의 발전을 견인하는 동반자적 관계에 있습니다. 인간을 닮은 기계를 지칭하는 용어는 그 형태와 결합 방식에 따라 다양하게 나뉩니다. 기계적인 구조가 드러나는 인간형 로봇은 '휴머노이드', 겉모습만 봐서는 사람과 구별하기 힘든 로봇은 '안드로이드'라 부릅니다. 반면 생체 조직과 기계가 결합된 형태는 '사이보그'로 분류되는데, 이는 이미 우리 주변의 의수나 인공 관절 사용자들에게서도 찾아볼 수 있는 개념입니다. 기술이 발전함에 따라 인간과 기계의 외형적 구분은 점점 모호해지고 있지만, 인간은 '불쾌한 골짜기'라 불리는 미세한 어색함을 감지하며 여전히 생물학적 인간만의 고유성을 찾으려 노력합니다. 기술이 인간의 신체 내부로 들어오면서 '어디까지를 인간으로 볼 것인가'라는 철학적 질문이 중요해지고 있습니다. 예를 들어 파킨슨병 환자의 뇌에 전기 자극 장치(DBS)를 이식해 전기 자극을 주면, 전기 자극 장치(DBS)가 켜져 있는 동안에는 정상적인 생활이 가능해집니다. 이때 이 환자를 기계로 볼 것인지, 아니면 여전히 인간으로 볼 것인지에 대한 논의가 필요합니다. 연구에 따르면 사람들은 기억력이나 신체 기능의 변화보다 도덕성이나 인격 같은 근본적인 가치가 변했을 때 비로소 '내가 알던 사람이 아니다'라고 느낍니다. 즉, 인간다움의 핵심은 물리적 구성 요소보다 내면의 정체성에 있습니다. 현대 철학에서는 마음의 경계가 신체 내부에만 머물지 않는다는 '연장된 마음 가설'이 주목받고 있습니다. 우리가 컴퓨터나 스마트폰을 사용할 때, 혹은 가상현실 속 아바타를 조종할 때 우리 뇌는 그 도구들을 자신의 일부로 인식하기 시작합니다. 실제로 가상현실 실험에서 타인의 몸을 자신의 몸처럼 느끼게 되면, 뇌는 그 착각에 반응하여 체온이나 면역 체계까지 변화시키기도 합니다. 이는 인간의 의식과 지능이 고정된 육체에 갇혀 있는 것이 아니라, 환경 및 기술과의 상호작용을 통해 끊임없이 확장되고 변화할 수 있는 유연한 존재임을 시사합니다. 인공지능과 로봇의 발전이 인간의 일자리를 위협한다는 우려도 있지만, 본질적으로 이들은 인간의 부족함을 채워주는 협력자입니다. 인간은 호기심, 창의성, 정서적 공감 능력이 뛰어난 반면, 로봇은 정밀함, 속도, 반복 작업에서의 지치지 않는 인내심이라는 강점을 가집니다. 이러한 양측의 장점을 결합한 '협동 로봇(코봇)'은 의료 현장에서 의사의 정교한 수술을 돕거나, 독거노인의 정서적 동반자가 되어주는 등 삶의 질을 높이는 데 기여합니다. 기술의 목적은 인간을 대체하는 것이 아니라, 인간이 더 가치 있는 일에 집중할 수 있도록 돕는 데 있습니다. 미래 기술로 거론되는 '마인드 업로딩'은 뇌의 모든 신경망(커넥톰) 정보를 디지털로 복제하려는 시도입니다. 하지만 뇌는 단순히 고정된 데이터의 집합이 아니라, 신체와의 끊임없는 상호작용 및 타인과의 사회적 관계 속에서 실시간으로 변화하는 역동적인 시스템입니다. 특정 순간의 신경망(커넥톰) 지도를 복사한다고 해서 그 사람의 온전한 자아를 구현했다고 보기는 어렵습니다. 결국 지능과 의식은 뇌라는 물리적 기관을 넘어, 우리가 겪는 경험과 관계의 총합으로 완성됩니다. 따라서 기계와의 공존 시대에는 기술적 복제를 넘어 인간 존재의 고유한 가치를 어떻게 보존할지가 핵심 과제가 될 것입니다.

강성철, 장동선, 조성배

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 인공지능의 실체와 미래 (1) _ by조성배 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 4강 | 4강 ①

인공지능은 이제 우리 삶에서 떼어놓을 수 없는 화두가 되었습니다. 특히 2016년 알파고 사태 이후 대중의 관심은 폭발적으로 증가했으며, 지능의 본질에 대한 근원적인 궁금증을 자아내고 있습니다. 하지만 인공지능이 대단한 혁신인지 아니면 과장된 실체인지에 대해서는 여전히 의견이 분분합니다. 인공지능을 만드는 공학자의 관점에서 그 실체를 가감 없이 들여다보는 과정은 현대 사회를 이해하는 데 필수적인 첫걸음이 될 것입니다. 우리가 흔히 접하는 인공지능의 이미지는 주로 영화를 통해 형성되었습니다. 과거의 영화들이 인간의 감정이나 자의식을 가진 로봇에 집중했다면, 최근에는 형체 없이 대화만으로 교감하는 인공지능 프로그램으로 그 흐름이 변화하고 있습니다. '아이언맨'의 자비스나 '허'의 사만다처럼 눈에 보이지 않는 존재가 인간과 사랑에 빠지거나 조력자 역할을 수행하는 모습은 인공지능이 우리 곁에 어떤 방식으로 존재하게 될지를 시각적으로 보여줍니다. 인공지능의 발전 속도에 대해 세계적인 지도층 인사들 사이에서도 팽팽한 의견 대립이 이어지고 있습니다. 일론 머스크는 인공지능이 인류의 존폐를 결정지을 수 있는 위험한 존재라며 경고의 목소리를 높이는 반면, 마크 저커버그는 이러한 우려가 과도하며 기술을 적극적으로 활용해야 한다는 낙관적인 입장을 견지합니다. 이러한 논쟁은 인공지능이 단순한 기술적 도구를 넘어 인류의 미래에 중대한 영향을 미칠 수 있는 존재임을 시사하며 대중의 관심을 더욱 증폭시키고 있습니다. 사실 인공지능은 이미 우리 일상 곳곳에 깊숙이 들어와 있습니다. 거실을 청소하는 로봇 청소기부터 주차장에서 번호판을 인식하는 카메라, 날씨를 알려주고 음악을 틀어주는 인공지능 스피커에 이르기까지 그 사례는 매우 다양합니다. 또한 스마트폰의 얼굴 인식 기능이나 바둑 및 퀴즈 대결에서 인간을 압도하는 성능을 보여주는 프로그램들도 모두 인공지능의 일종입니다. 이처럼 인공지능은 특정 분야에서 인간의 능력을 보완하거나 뛰어넘으며 실질적인 편의를 제공하고 있습니다. 1956년에 공식적으로 시작된 인공지능 연구는 지난 수십 년간 수많은 굴곡을 겪어왔습니다. 인간처럼 생각하고 자의식을 갖는 '강한 인공지능'은 여전히 먼 미래의 과제로 남아 있지만, 특정 문제를 해결하는 데 집중하는 '약한 인공지능'은 비약적인 발전을 이루었습니다. 지능의 본질을 모방하여 사람과 구별할 수 없을 정도의 행동을 구현하려는 튜링 테스트의 시도는 지금도 계속되고 있으며, 이는 인공지능이 단순한 기계를 넘어 지능적 주체로 거듭나기 위한 핵심적인 과정입니다. 인공지능을 구현하는 방법은 크게 설계 기반과 학습 기반으로 나뉩니다. IBM의 왓슨처럼 방대한 지식을 체계적으로 저장하여 의사결정을 내리는 방식이 설계 기반의 대표적 사례라면, 알파고처럼 방대한 데이터로부터 스스로 규칙을 찾아내는 방식은 학습 기반의 전형입니다. 특히 알파고는 인간의 직관을 모방한 함수를 데이터로부터 학습하고, 스스로와의 대국을 통해 성능을 강화하는 방식을 취했습니다. 이러한 기술적 차이는 인공지능이 문제를 해결하는 다양한 접근 방식을 보여줍니다. 최근 주목받는 딥러닝 기술은 영상 인식과 자동 번역 분야에서 혁신적인 성과를 거두고 있습니다. 수백만 장의 사진 데이터를 통해 사물을 판별하는 오차율을 인간보다 낮은 수준으로 줄였으며, 복잡한 언어 간의 번역도 자연스럽게 수행하고 있습니다. 이러한 발전은 의료 진단이나 제조 현장의 불량 탐지 등 정밀함이 요구되는 산업 전반으로 확산될 전망입니다. 결국 인공지능은 데이터라는 자양분을 바탕으로 인류가 직면한 난제들을 해결하는 강력한 도구가 될 것입니다.

조성배

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 뇌의 미래와 인공 자아의 탄생 (2) _ 김대식 교수 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 10강 | 10강 ②

인공지능 연구는 지난 50년 동안 수많은 시도를 거듭해 왔지만, 초기에는 기대만큼의 성과를 거두지 못했습니다. 2015년 열린 로봇 경진대회에서 세계 최고의 로봇들이 문을 열거나 걷는 도중 허무하게 넘어지는 모습은 당시 기술의 한계를 여실히 보여주었습니다. 이는 인간이 모든 상황에 대한 규칙을 직접 입력하는 '규칙 기반(Rule-based)' 방식의 한계 때문이었습니다. 현실 세계의 수만 가지 변수를 일일이 코드로 정의하는 것은 불가능에 가까웠고, 결국 정교한 규칙들도 복잡한 현실 앞에서는 무용지물이 되기 일쑤였습니다. 하지만 규칙 대신 '학습'을 선택하면서 인공지능은 비약적인 발전을 이루었습니다. 보스턴 다이내믹스의 아틀라스 로봇은 제어 시스템을 학습 기반으로 전환한 지 불과 1년 만에 놀라울 정도로 안정적인 움직임을 보여주었습니다. 기계가 스스로 데이터를 통해 최적의 행동을 익히게 되자, 과거에는 해결하기 어려웠던 복잡한 동작들이 자연스럽게 구현되기 시작한 것입니다. 이는 인공지능이 단순히 명령을 수행하는 도구를 넘어, 경험을 통해 스스로 능력을 키워나가는 존재로 진화했음을 의미하는 중요한 전환점이 되었습니다. 우리가 사물을 인식하는 과정에는 언어로 다 설명할 수 없는 '직관'의 영역이 존재합니다. 부모님이 아이에게 개와 고양이를 구별하는 법을 복잡한 코드로 가르치지 않듯, 인간은 수많은 경험 속에서 자연스럽게 본질을 파악합니다. 딥러닝은 바로 이러한 인간의 학습 방식을 모방합니다. 수천만 장의 사진 데이터를 통해 기계는 언어로 표현하기 힘든 미세한 특징들을 스스로 찾아내고 학습합니다. 결국 빅데이터라는 거대한 현실의 복사본이 존재하기에, 기계도 인간처럼 세상을 이해하고 판단하는 직관에 가까운 능력을 갖출 수 있게 된 것입니다. 인공 신경망 기술은 한때 학습의 한계에 부딪혀 침체기를 겪기도 했으나, 제프리 힌튼 교수와 같은 연구자들의 혁신적인 아이디어로 돌파구를 찾았습니다. 계층 구조를 깊게 쌓으면서도 효율적으로 학습시키는 방법과 드롭아웃(Dropout) 기술이 도입되면서 '딥러닝'이라는 새로운 시대가 열렸습니다. 여기에 고성능 GPU의 등장과 사용자들이 자발적으로 생성한 방대한 데이터가 결합하면서, 과거 50년 동안 풀지 못했던 난제들이 단숨에 해결되기 시작했습니다. 이제 기계는 인간의 얼굴을 인식하는 수준을 넘어 복잡한 상황까지 이해하게 되었습니다. 최근의 인공지능은 인간 고유의 영역이라 여겨졌던 예술적 '스타일'까지 모방하는 단계에 이르렀습니다. 렘브란트나 고흐의 화풍을 학습한 기계가 새로운 화풍의 그림을 그려내는 모습은 기술의 놀라운 가능성을 보여줍니다. 그러나 인공지능이 인간의 대화를 학습하며 편향된 가치관을 습득했던 사례는 우리에게 중요한 시사점을 던져줍니다. 학습 기반의 인공지능은 결국 우리가 제공하는 데이터를 거울처럼 비추기 때문입니다. 따라서 인공지능이 인류에게 유익한 존재가 될 수 있도록 올바른 가치와 데이터를 전달하는 것은 이제 우리 인간의 책임이자 과제가 되었습니다.

김대식

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물리학
뇌인지과학

[강연] 뇌 : 신비한 세계로의 초대 (4) _ 신희섭 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 1강 | 1강 ④

우주는 인류에게 언제나 경외심과 탐구의 대상이었습니다. 밤하늘을 수놓은 수많은 별을 보며 우리는 저 너머에 무엇이 존재하는지, 그리고 이 거대한 공간 속에서 우리의 위치는 어디인지 끊임없이 질문해 왔습니다. 이러한 호기심은 단순한 상상을 넘어 과학적 탐구로 이어졌으며, 오늘날 우리는 과거에는 상상조차 할 수 없었던 우주의 깊은 곳까지 들여다볼 수 있는 기술적 토대를 마련하게 되었습니다. 천문학의 역사는 도구의 발전과 궤를 같이합니다. 갈릴레이가 망원경을 통해 목성의 위성을 발견한 순간부터, 현대의 제임스 웹 우주 망원경이 수십억 년 전의 빛을 포착하기까지 인류의 시야는 비약적으로 확장되었습니다. 관측 기술의 진보는 우리가 우주를 바라보는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓았으며, 보이지 않던 영역을 가시화함으로써 우주의 구조와 진화 과정을 더욱 정밀하게 이해할 수 있도록 도와주었습니다. 우리가 관측할 수 있는 우주의 범위는 빛의 속도라는 물리적 한계에 의해 결정됩니다. '관측 가능한 우주'라는 개념은 빛이 우주의 탄생 이후 우리에게 도달할 수 있었던 거리 내의 영역을 의미합니다. 이 경계 너머에는 여전히 우리가 알지 못하는 광활한 공간이 존재하며, 우주의 팽창 속도가 빛보다 빠를 수 있다는 사실은 우리가 영원히 도달하거나 관측할 수 없는 영역이 존재함을 시사하기도 합니다. 현대 우주론의 가장 큰 화두 중 하나는 암흑 물질과 암흑 에너지의 정체입니다. 우리가 눈으로 볼 수 있는 별과 은하, 가스 등은 우주 전체 에너지 밀도의 극히 일부에 불과합니다. 나머지 대부분을 차지하는 암흑 물질은 중력을 통해 은하를 유지시키고, 암흑 에너지는 우주의 가속 팽창을 주도하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 미지의 영역을 규명하는 것은 현대 물리학이 직면한 가장 거대한 도전 중 하나입니다. 우주의 기원을 추적하는 과정은 필연적으로 빅뱅 이론과 연결됩니다. 초고온, 초고밀도의 상태에서 시작된 우주가 어떻게 현재와 같은 복잡한 구조를 갖추게 되었는지를 연구하는 것은 물질의 근원을 찾는 과정이기도 합니다. 초기 우주의 미세한 온도 변화가 오늘날 거대한 은하 구조의 씨앗이 되었다는 사실은, 아주 작은 물리적 법칙이 우주 전체의 운명을 결정지었음을 보여주는 놀라운 증거입니다. 우주 탐사는 이제 한 국가의 역량을 넘어 전 지구적인 협력이 필요한 분야가 되었습니다. 국제 우주 정거장 운영이나 화성 탐사 프로젝트 등은 인류가 공동의 목표를 위해 지혜를 모으는 대표적인 사례입니다. 과학적 발견은 국경을 초월하며, 우주라는 거대한 환경 속에서 인류는 하나의 공동체로서 서로의 기술과 자원을 공유하며 미지의 세계를 향한 발걸음을 멈추지 않고 있습니다. 미래의 우주 탐사는 단순히 관측에 머물지 않고 인류의 생활권을 확장하는 방향으로 나아갈 것입니다. 달 기지 건설이나 화성 이주 계획은 더 이상 공상 과학 소설 속의 이야기가 아닙니다. 우리는 지구라는 요람을 벗어나 우주로 나아가는 전환점에 서 있으며, 이러한 여정은 인류의 생존 가능성을 높이는 동시에 생명과 존재에 대한 근원적인 성찰을 제공할 것입니다.

신희섭, 이창준, 이현숙

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뇌인지과학