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인공지능시대(62): 미각인식 인공지능
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2022년 04월 22일 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장 | ⓒ (주)문경사랑 | |
미각인식 “전자 혀”
조선시대 임금이 먹던 음식을 “수라”라 한다. 잘 차려진 밥상을 보고 “수라상 같다”고 하는 말이 여기서 나왔다. 좋은 재료를 써서 숙련된 주방의 상궁이 만들지만, 임금이 바로 먹지는 못한다. 기미 상궁이 은수저로 먼저 맛보고, 독이 있는지 아닌지 판단한 다음에 먹을 수 있다. 21세기에 사는 우리는, 어쩌면 모두 임금님 자리에 앉을 수 있을지도 모른다. 그 이유는 우리 대신 먼저 맛을 봐줄 수 있는 전자 혀가 있기 때문이다.
인공 세포막을 통해 다섯 가지 기본 맛을 판별해내는 센서 ‘전자 혀’는 맛을 측정하고 수치화해서 비교 및 평가하는 인공 기기(기관)다. 우리가 혀에 있는 1만여 개의 미뢰를 통해 맛을 느끼는 것처럼, 전자 혀는 미각 센서를 통해 맛을 느낀다.
우리 혀가 느끼는 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 감칠맛을 센서를 통해 감지하여 숫자로 바꾼다. 쉬워 보이지만 아직 제대로 구현되지 못하고 있다. 즉, 당도계나 염도계처럼 특정 성분이나 량(정도)을 재는 기기는 있지만, 사람 같은 전자 혀는 아직 나오지 않았다. 시각, 촉각, 청각 기술과는 다르게, 미각은 후각과 함께 매우 느리게 발전하고 있는 감각 기술이다.
“전자 혀” 센스
사람의 혀는 다섯 가지 맛을 느끼지만, 우리 뇌에서 느끼는 맛은 종합 예술에 가깝다. 재료, 냄새, 식감(씹히는 느낌), 먹는 순간의 분위기 등이 모두 조합된 결과다. 특히, 후각이 중요한 역할을 한다. 맛을 내는 물질도 수 없이 많다. 심지어 어떤 맛은 미뢰에서 느끼지도 못한다. 매운맛은 통각으로 분류되며, 떫은맛은 혀의 상태에서 비롯된다.
식재료나 음식에 들어간 특정 성분을 측정한다는 개념 즉, 음식의 성분을 측정한다는 개념은 일본 규슈 대학의 키요시 토코 교수다. 햄버거에 당근이 들어가자 맛이 좋아지는 것에 호기심이 생겨 시작한 미각 연구를 통해서 ‘맛을 측정한다’라는 개념을 제시하면서 미각 센서 개발에 성공했다. 맛은 혀가 느끼지 않고. 혀는 맛을 내는 물질이 미각 세포에 닿을 때 흐르는 전기를 느끼게 된다. 그 느낌은 신경 세포를 통해 뇌로 전달되어 맛이란 것을 알게 된다.
사람이 느낄 수 있는 진짜 맛은 미각 세포와 후각 그리고 뇌가 함께 만든다고 할 수 있으며, 미각 센서는 그 원리를 이용한 것이다. 인공 세포막을 개발해서 다섯 가지 기본 맛을 판별할 수 있는 센서를 만들 수 있으며, 혀가 하는 일만 비슷하게 인용해 왔으며, 최근에는 전자화학 센서, 바이오 센스, 광학 센서까지 다양한 센서 기술이 사용되고 있다.
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| | ⓒ (주)문경사랑 | |
전자 혀의 미래 전망
맛은 표현할 수 없을 만큼 다양하다면, 전자 혀로 분석할 수 있는 맛은 진짜 맛일까? 우리 혀가 느끼는 맛이 다섯 가지 맛의 조합이라면, 전자 혀도 비슷하게 느낀다고 볼 수 있다. 실제로 우리가 느끼는 맛은 다른 몇 가지 음식을 조합해서 만들 수 있다. 즉, 커피와 우유 맛은 보리차와 우유, 설탕을 섞은 맛이고, 요구르트 맛은 우유에 식초를 더하면 된다. 이런 식으로 다섯 가지 맛을 혼합해 특정 물질의 맛을 만들 수 있고, 반대로 특정 물질의 맛을 분석해 다섯 가지 맛의 조합으로 기록할 수도 있다.
전자 혀는 어떤 맛이라고 말하는 대신, 어떤 물질이 어떤 다섯 가지 맛의 조합을 가졌는지 수치로 기록한다. 즉, 물질이 가진 맛 지문을 모을 수 있는 셈이다. 맛 지문을 파악할 수 있다면, 다양한 일에 쓸 수 있다. 전자 혀는 사람이 하면 위험한 작업을 대신하거나, 자동으로 물질 상태를 판별하거나, 독성 물질을 확인하거나, 빠르게 작업을 처리해 시간이나 비용을 줄여야 할 때도 유리하다.
따라서 전자 혀로 수집한 맛 지문을 역으로 이용해서 맛을 느끼게 해주는 기술도 개발되고 있다. 3D 프린터로 음식을 찍어내는 시대에, 이런 맛 지문과 그것을 이용해 맛을 재현하는 기술은 아직 한계는 분명하지만, 기술 개발이 늦은 만큼 가능성은 더 크게 열려 있다.
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