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인공지능시대(27): 오감 확장센스
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2021년 04월 30일 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장 | ⓒ (주)문경사랑 | |
오감 확장센서
인간은 보고 듣고 맛보고 느껴야 생각하고 말하고 행동할 수 있으며, 만일 아무런 정보와 자극이 없다면 나무토막이나 돌과 같을 것이다. 인간에게는 시각(Sight), 청각(Hearing), 미각(Taste), 후각(Smell), 촉각(Touch)의 오감(Five Senses)이 있듯이 컴퓨터나 기계장치에는 센서(Sensor)가 그 역할을 대신하고 있다. 진단하고 제어하기 위해서는 현재 상태를 정확히 알아내야 하고 그 일을 센서가 하고 있는 것이다.
따라서 센서란 “감지하다”, “느끼다”로 표현되는 물리, 화학, 바이오 등의 정보를 기계장치가 알 수 있는 신호로 변환하는 기술을 말한다. 최근 기존의 단순센서에 미세 전자기계 시스템(MEMS), 시스템 반도체, 소프트웨어가 결합되어 다기능 스마트 센서(Multifunctional Smart Sensor)로 발전하고 있으며, 상당한 수준의 데이터 처리와 이를 바탕으로 상황 판단까지 할 수 있게 되었다.
다기능 스마트 센서
센서 시장은 가속도 센서, 지자기 센서, 음향 센서 등 7~8개의 센서가 탑재됐던 1세대 스마트폰에서 최신 폰의 경우 지문인식 센서, 온습도 센서, 자이로(Gyro: 회전하는 물체의 각속도 측정) 센서, 제스처 인식센서 등 20여 개 이상의 센서가 탑재되어 각종 제어와 새로운 다양한 서비스를 가능케 하고 있다.
사물인터넷(IoT)은 센서 시장이 제3의 퀀텀 점프가 가능한 패러다임이 될 것이다. IoT에 연결된 모든 사물에서 정보를 취득하고 빅데이터 기반의 스마트 홈, 스마트 팩토리, 스마트 시티 등 새로운 서비스가 실현되는 그 핵심에 스마트 센서가 자리할 것으로 전망하고 있다.
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| | ⓒ (주)문경사랑 | |
오감 센서기술의 전망
센서의 데이터 처리성능 향상과 인공지능(AI) 기술이 발전함에 따라 오감인식 기술이 점차 진보하고 있다. 오감인식 기술은 사람의 표정과 음성에서 기분 상태를 인식하는 등 기계와 사람 사이의 상호교감을 구현하는 연구를 촉진하고, 인간의 의도를 미리 파악하는 맥락인식(Context Awareness), 즉 디지털 육감 구현기술이 진행되고 있다.
오감 중에서 촉각, 후각, 미각 분야는 시각 및 청각과 달리 연구개발 단계에 있으며, 사람을 흉내내기에는 아직 미흡한 수준이다. 로봇 손가락 접촉이나 사람 근육의 움직임을 인식하는 촉각센서는 출시됐으나, 사람의 손을 모방하는 촉각센서는 신축성 있는 소재로 접촉 여부와 압력, 재질 등을 감지할 수 있는 전자피부가 연구 중이다.
후각과 미각의 경우 센서를 통해 냄새나 맛과 관련된 분자를 흡착해 감지하는 전자센서 방식으로 개발되고 있으며, 최근에는 인간의 후각 및 미각 수용체를 모방하는 바이오 센서 방식으로 연구가 추진되고 있다. 또한 인공 눈 센서는 안경에 부착된 카메라로 찍은 영상신호를 무선으로 눈에 부착된 수신기에 보내고, 수신기에서는 전기신호로 변환해 망막에 부착된 전극 어레이에 전달하고, 망막에 있는 눈신경이 전극의 신호를 뇌로 전달해 인식하는 기술로 발전하고 있다.
센서 기술의 미래
센서기술은 인간의 오감과 같이 기계의 감각기관으로 정보를 취득하고 이를 인식하고 제어하고 표현하는 데 있어서는 필수적이며, 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. 스마트폰에서부터 자동차, 로봇, IoT 등 다양한 분야에서 센서는 최전선에서 인간의 오감을 확장해 인간의 능력을 극대화하는 첨병 역할을 하고 있다.
따라서 시각과 청각 분야는 인간보다 더 나은 성능까지도 구현되고 있으나, 촉각, 후각, 미각 분야는 아직 많은 한계가 있다. 그러므로 센서 기술개발의 여지는 무궁무진하며, 센서기술은 오감을 넘어 육감(Intuition) 기술로 진화하고 있다.
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