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인공지능시대(24): 인간의 감각 세계
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2021년 03월 30일(화) 16:44 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장 | ⓒ (주)문경사랑 | |
감각 기관과 기능
인간의 감각 기관은 눈, 귀, 코, 혀, 피부로 구분하며, 인체와 환경의 자극 사이에서 상호 작용에 의한 각 기관의 주요 기능은 시각, 청각, 후각, 미각, 촉감을 수행하고 있다.
신경 자극의 형태로 감각에서 제공되는 정보는 인간을 안전하고 독립적으로 움직일 수 있게 한다. 감각의 기관으로 사람들은 빛, 소리, 온도, 맛 및 냄새를 감지할 수 있다. 이러한 자극은 뇌가 반응을 일으키는 것으로 해석되는 신경 자극이며, 이 과정은 감각 수용체 덕분에 가능하다.
감각 수용체
감각 기관에는 감각 수용체가 있으며, 이들은 주어진 환경 조건에서 특정 유형의 변이를 탐지하는 데 특화된 세포 구조다. 이러한 변화가 특정 값(임계 값)을 초과하면 뉴런을 통과할 신경 자극이 생성되며, 그들이 인지하는 자극 유형에 따라, 감각 수용체는 화학 수용체(맛과 냄새), 기계 수용체(질감, 압력, 진동, 음파, 균형감각, 접촉여부 감지), 열 수용체(온도 인식) 및 광 수용체(빛, 색상, 전자기 에너지 감지)로 분류된다.
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| | ⓒ (주)문경사랑 | |
감각 기관의 주요 기능
눈(시력): 눈은 외부 세계의 이미지를 포착할 수 있는 기관으로, 사람들이 외부 세계에서 사물의 모양, 색 및 크기를 보고 인식할 수 있게 해주는 감각이며, 자신과 그 주위의 사물들 사이의 거리를 계산할 수 있게 해준다.
청력(청력): 귀는 소리와 그 특성(음량, 음색, 음향 및 그 기원)을 인식하는 기관이며, 구조는 내부, 외부 및 중간으로 나눌 수 있다. 음파는 고막에 도달하여 진동을 유발하며, 이 진동은 내이의 액체에 도달하여 파동을 전기 신호로 변환시켜 뇌로 전달한다. 두뇌는 두 귀로부터 인지된 신호를 결합하여 소리의 거리와 방향을 결정하며, 인체의 균형과 공간 방향의 감각에 개입한다. 또한 귀는 초당 16~28,000 사이클의 주파수를 인식할 수 있으며, 귀가 가진 수용체의 유형은 균형을 인지하는 기계 수용체이다.
코(냄새): 코는 냄새의 감각과 관련된 기관이며, 코 내부에는 후각 수용체가 있는 노란색 뇌하수체와 폐로 들어가고 떠나는 공기 온도 조절에 기여하는 빨간색이 있다. 인간의 냄새로 최대 1 만개의 냄새를 감지할 수 있으며, 악취는 다른 물질에서 유출되는 증기이다. 또한 코에는 인간의 번식주기와 관련된 페로몬을 인식하는 구조가 있으며, 코는 식도와 소화 분비물을 자극하는 화학 수용체이다.
혀(맛): 혀는 입안과 음식물에 수분을 공급하고 언어를 가능하게 하는 기능을 가진 기관으로 타액의 용해성 물질을 확인하고 냄새의 기능을 보완해주는 맛의 감각이 수행되는 화학 수용체이다.
피부(촉감): 인체 피부에 작용하는 감각은 질감, 온도, 압력, 고통 등과 같은 외부 물체의 품질을 다른 사람들과 함께 인식할 수 있게 하며, 이러한 피부는 물체가 만들어내는 감각에 저항할 수 있는 능력에 따라 특정 물체에 닿는 지 여부를 계산할 수 있고, 내부 신경 종말은 터치 센서로서 기능할 수 있다. 피부는 진피와 표피 및 피하로 구성되어 모든 층에 기계 및 열 수용체를 가지고 있으며, 피부의 융모는 자극에 대한 민감도를 확대해 준다.
인간을 대신하는 오감 인식기술
향후 오감 인식 기술은 기기가 인간의 의도를 미리 파악하는 “맥락 인식”, 즉 “디지털 육감”을 구현할 것으로 기대하고 있다. 기기가 사용자의 의도를 파악해 지시가 있기 전에 미리 알아서 대응하는 맥락 인식 즉, "스마트 기기들이 사람의 마음을 미리 알아내는 디지털 육감을 제공할 것"이라고 전망하고 있다.
전문가들은 오감 인식기술을 확보하기 위해 기초 분야에 대한 인공지능, 빅데이터, 투명․플렉서블 디스플레이 등 최신 기술과 접목해 새로운 활용 분야를 발굴하고, 인문학, 예술 등 다양한 분야와의 융합 연구를 통해 인간과 기계간의 소통방식에 대한 새로운 관점의 연구가 추진되고 있다.
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