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인공지능시대(25): 인공의 감각세계
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2021년 04월 09일 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장 | ⓒ (주)문경사랑 | |
인공 감각기능
인공 감각기능(Artificial Sensory Function)은 최근 항공기 제조기업 에어버스가 신종 코로나 바이러스를 감지하는 전자 코를 개발해 비행기 내부에 설치하고 있으며, 진짜 코처럼 살아 있는 세포를 사용해서 아주 적은 양의 바이러스도 몇 초 만에 감지할 수 있다.
사람을 비롯한 동물의 몸을 모방한 인공 감각 기관으로 “인공 눈”, “전자 코” “전자 혀” 기술도 잇따라 개발되고 있다. 단순히 보거나, 냄새를 맡고, 맛을 구별하는 것을 넘어서 사람보다 훨씬 뛰어난 수준의 인공적인 코, 혀, 눈이 등장하고 있다.
전자 코
사람처럼 숨을 들이쉬는 것은 아니지만 전자 코가 냄새를 느끼는 과정은 우리 몸과 비슷하다. 냄새가 콧속으로 들어가서 후각 수용체(냄새를 느끼는 기관)에 닿으면 전기신호가 발생하게 되며, 이 신호가 냄새 정보를 뇌까지 전달하면 우리는 “음! 맛있는 피자 냄새”하고 판단할 수 있다.
전자 코에는 인간의 뇌 등에서 채취한 살아 있는 세포가 연결돼 있고, 우리 코 안에 있는 후각 수용체를 갖도록 유전자를 조작한 세포이다. 이 세포가 공기 중에 떠다니는 특정한 냄새(물질)를 감지하면 이를 디지털 신호로 바꾼 다음, 미리 저장된 냄새 정보와 비교하여 확인하는 원리다. 에어버스가 처음 전자 코 개발에 관심을 갖게 된 것은 폭발물 때문인데, 공기 속 미세한 폭발물 성분을 미리 알고 대응하면 사고를 예방할 수 있게 된다.
공항 폭발물 탐지견
후각이 발달한 개는 탐지 능력도 뛰어나다는 데서 아이디어를 얻은 것이 전자 코이며, 개는 군중속에서 말라리아나 암 등에 걸렸을 때도 냄새로 알아 챌 수 있다. 마찬가지로 전자 코는 사람이 숨을 쉬면서 내뿜는 여러 성분을 감지해 병을 진단하는 데 쓰인다.
코로나19에 걸린 사람의 날숨에는 다른 사람과 다른 성분이 섞여 나오게 되며, 전자 코는 이를 분석해 감염자가 가까이 있거나 공기 중에 바이러스가 떠다니면 감지해 경고할 수 있다. 한국전자통신연구원도 폐암을 진단하는 전자 코를 개발했으며, 앞으로 이 기술이 대중화되면 가정용 전자 코로 매일 건강 상태를 진단할 수 있게 될 전망이다.
전자 혀
사람이 음식을 더 맛있게 먹을 수 있도록 돕는 일을 한다. 식품에 어떤 재료를 넣어야 가장 맛있을지, 토마토를 어떻게 보관해야 오랫동안 신선하게 먹을 수 있을지 실험할 때 전자 혀가 활약하게 된다. 전자 코와 비슷한 방식인데, 냄새 대신 맛을 감지하는 사람의 혀가 여러 맛을 구분하는 것처럼 전자 혀에는 각각 다른 물질에 반응하는 센서가 달려 있어 단맛이나 감칠맛, 짠맛 등을 인식하고 있다.
울산과학기술원이 개발한 전자 혀는 사람보다 10배 이상 민감하게 떫은맛을 감지할 수 있다. 세계적인 기업 IBM은 인공 지능(AI)을 활용해 액체 성분을 파악하는 전자 혀를 개발 중이며, 앞으로 의료 산업이나 환경 분야에서 널리 쓰일 예정이다.
인공 눈
전자 코 또는 전자 혀와 달리 인공 눈은 사람에게 이식하려고 만들어지고 있다. 최근 스마트폰 카메라는 넓은 각도도 한 번에 찍고 먼 곳을 촬영해도 선명하게 나온다. 그러나 사람이 만든 어떤 고성능 카메라도 사람 눈처럼 정교하진 못하며, 우리 눈은 어두운 곳에서도 실낱 같은 빛을 찾아내 앞을 볼 수 있다.
지금까지 많은 과학자가 이런 눈의 구조를 모방해 인공 눈을 만들려고 노력하고 있으며, 최근 홍콩 과학자들이 개발한 인공 눈은 가장 사람 눈과 가까운 구조를 구현하여 사람보다 시력이 더 좋은 인공 눈이 최초로 개발되었다.
인공 눈은 동물 실험 등을 거쳐 5년 후면 시각장애인에게 이식할 수 있을 전망이며, 인공 눈은 시력을 회복하는 데 도움이 될 것이다. 인공 눈은 시각장애를 앓는 전 세계 인구 2억8500만 명에게 희망을 주게 될 것이며, 전자 코, 전자 혀도 우리 삶을 더 간편하고 안전하게 할 것이다.
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