| 내용 |
왜 우리는 역 - 공학 두뇌를 해야 되나 ? 생각하는 기계들 중 체스 게임 같은 한정된 특정 기술을 익힐 수 있는 것들이 있지만 , 다용도 인공 지능 (AI, artificial intelligence) 는 아직도 환상이다 . 전문가들은 인공 두뇌가 실제 두뇌를 주의 깊게 살펴보지 않고 디자인 된 것이 문제라고 믿고 있다 . 인공지능 분야의 선구자들은 항공 공학자들이 새가 어떻게 날아가는지 제대로 알지 못하면서 날려고 했던 접근 방식으로 사고를 접근했었다 . 살아있는 인간의 두뇌가 어떻게 작동하는지 그 비밀을 알게 되면 , 어떻게 인공 두뇌를 만들 것인지 알게 된다 . 역 - 공학 두뇌로부터 두뇌의 비밀을 알게 되면 , 마치 자동차와 컴퓨터를 조립하는 방식으로 지능을 재생할 수 있게 된다 . 두뇌가 어떻게 작동하지는 알아내면 , 보다 똑똑한 컴퓨터를 만드는 것 이상의 보상이 있다 . 두뇌를 연구함으로 얻을 수 있는 것은 두뇌 자체에도 다시 배당을 돌려주는 것이다 . 방법을 이해하게 되면 , 공학자들은 두뇌 활동을 모의할 수 있으며 , 어떻게 그리고 왜 뇌가 작동하는지 , 그렇지 않는지에 대한 보다 깊은 통찰을 얻을 수 있게 된다 . 이런 모의 실험은 잠재적으로 두뇌 장애에 대한 바이오 기술 해결책을 보다 정확한 방법으로 시험해 볼 수 있게 한다 . 언젠가는 망가졌거나 손실된 신경 세포의 일을 대신할 수 있도록 우리 몸에 새로운 재료로 만든 배선을 넣는 기술 혁신에 의해 신경 장애들은 극복될 것이다 . 이식된 전기 도구들은 치매를 치료하고 , 장님이 보게 되고 , 절름거리던 사람들을 걷게 하는데 도움을 줄 수 있다 . 세심한 컴퓨터 모의 실험은 다른 많은 분야에도 응용될 수 있다 . 세포 내 단백질들의 상호작용을 모의할 수 있으며 , 의약품을 시험하고 디자인하는데 좋은 방법을 제공해 줄 것이다 . 모의할 수 있는 능력은 생물학 넘어 , 지진 충격 정도를 예측함으로 대피와 회복 계획을 마련하는데도 도움이 될 수 있다 . 현실을 효과적으로 모의할 수 있는 이런 힘들은 두뇌의 역 - 공학에 뿌리를 둔 증가된 전산 능력에서 나올 것이다 . 어떻게 두뇌가 학습을 하는지 배움으로 , 연구자들은 정보의 다중 흐름 과정을 병렬 처리하는 전산 기기의 디자인 방법에 대한 지식이 향상될 수 있을 것이다 . 실제 두뇌의 다른 면은 신경 세포가 어마어마하게 연결되어 있는 것이다 . 일반적으로 신경 세포는 주위 세포와 수 만개 연결돼 있지만 , 전통적인 컴퓨터 스위치는 두 개 또는 세 개로 되어 있다 . 시력과 같은 인간의 능력을 복제하려고 시도하는 인공 지능 시스템은 더욱 더 복잡하게 연결되어 개발되고 있다 . 어떻게 이 정보를 응용할 수 있는가 ? 이미 , 두뇌 역 - 공학을 바탕으로 한 모의실험을 통해 인공 지능을 이용한 몇 가지 사례가 있다 . 인공 지능 알고리즘이 음성 인식과 자동화 공장에서 기계 시각 시스템에 이용되고 있는 것이 그 예들이다 . 미래에는 보다 진보된 인공지능 소프트웨어로 , 의약 진단과 치료를 할 수 있는 기기들을 사람 몸에 넣어서 이를 작동할 수 있게 될 것이다 . 잠재적으로 인류 복지와 건강에 가져올 보다 큰 파급효과는 새로운 인공지능을 손상된 두뇌를 치료하는데 사용하는 것이다 . 상해에 의한 피해나 학습과 기억에 중요한 뇌 구조인 해마상 융기에 대한 질병은 기억을 생성하고 상기시키는데 필요한 신경 세포들 사이의 적절한 전기 신호를 방해할 수 있다 . 건강한 두뇌의 적절한 신호 패턴에 대한 지식을 바탕으로 , 공학자들은 두뇌 자체 내의 통신 기술을 모방하는 컴퓨터 칩을 디자인하기 시작했다 . 이런 칩들은 손상된 세포에 의해 장벽이 만들어졌기 때문에 정보가 배고픈 건강한 두뇌 세포에 유용할 수 있다 . 근본적으로 , 건강한 세포에서 나오는 신호들을 이식된 칩으로 녹음할 수 있으며 , 상처를 대체할 수 있는 새로운 신호들을 만들 수 있을 것이다 . 이런 전기적인 대체 신호 경로는 기억을 형성할 수 없는 손상된 두뇌에 정상적인 기억 기술을 회복시키는데도 도움이 될 수 있다 . “ 신경 인공물 (prostheses)” 들이 이미 잃어 버린 청각을 치료하거나 파킨슨 병을 치료하는 전극을 자극하는데 인공 귀 (cochlar implant) 형태로 사용되어 왔다 . 빛에 민감한 “ 인공 각막 ” 칩 개발에 진전이 있으며 , 이를 통해 시력을 회복하는데 도움이 될 수 있을 것이다 . 보다 야심에 찬 프로그램은 인공 팔과 다리를 조절할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다 . 공학자들은 두뇌의 수 천 개의 신경세포에서 오는 신호를 받아 전산화된 이식장치 (implants) 와 두뇌의 의도를 해석할 수 있는 인터페이스로부터 무선으로 전송하려고 계획하고 있다 . 인터페이스는 인공 사지에 신호를 보내거나 또는 직접 신경이나 근육에 신호를 보내서 , ㅡ즘을 d sive)ant)ligence)-20. 원하는 대로 움직일 수 있게 할 수 있다 . 다른 연구들은 움직이지 못하는 환자들의 생각을 문자적으로 읽거나 외부 컴퓨터에 신호를 보낼 수 있게 하는 이식장치로 , 장애인들이 외부 세상과 대화할 수 있는 방법이 연구되고 있으며 , 어느 정도는 성공적이다 . 역 - 공학 두뇌에 무엇이 필요한가 ? 지금까지의 진행 정도는 매우 인상적이다 . 하지만 , 기기들이 배우고 생각할 수 있도록 하는 방법을 우리에게 가르쳐 줄 수 있는 두뇌의 잠재력을 완전히 깨닫기 위해서는 , 무엇보다도 두뇌를 이해할 수 있는 기술의 진보가 필요하다 . 많은 두뇌 세포들의 활동을 측정할 수 있는 현대의 비침습성 (noninvasive) 방법들이 이런 방향으로 주요 상승을 마련해 주었지만 , 아직도 두뇌의 비밀스런 의사소통 코드는 해독을 못하고 있다 . 신경 세포들은 전기적인 펄스로 신경전달물질이라는 작은 분자들은 방출해서 의사소통을 하며 , 화학 물질 메신저들은 이웃 세포들이 신호를 발사하도록 유도하거나 어떤 경우에는 신호를 보내지 않게 한다 . 이들 신경 세포들은 수 만개의 신호를 받고 , 신경 세포들의 자기회로는 복잡한 네트워크로 연결되어 있기 때문에 , 신호 전달 과정을 완벽하게 추적하기는 매우 어렵다 . 더욱이 , 코드 그 자체도 복잡하다 – 신경 세포들은 들어오는 메시지의 합에 의존해서 다른 속도로 자극한다 . 때때로 신호가 빠르게 만들어지기도 하며 , 때때로 매우 느슨하게 만들어지기도 한다 . 많은 정신 기능은 두뇌 주위에 있는 다중의 신경 세포들의 자극을 바탕으로 이루어지는 것처럼 보인다 . 신경 세포 신호 , 역동성 , 전달과정과 피드백 루프들의 모든 복잡성을 분석하고 정보를 빼내는 것이 주요 도전이다 . 오늘날 컴퓨터는 전기 논리 회로로 켜지거나 꺼져있는 상태지만 , 흥분 상태의 다양한 수준을 가정할 수 있는 뉴론의 능력을 복제할 수 있다면 , 공학자들은 훨씬 더 강력한 전산 능력을 가진 기계를 창조해 낼 수 있을 것이다 . 완벽하게 두뇌 활동을 이해할 수 있다면 , 지능에 대한 기초와 인식에 대해 보다 깊이 이해할 수 있는 새로운 길이 열릴 것이며 , 공학자들이 삶의 기쁨을 증대시킬 수 있는 통찰을 가지게 될 것이다 . |
