문자메시지(SMS)를 보내는 것이 위험할 때가 있습니다. 자동차를 운전하면서 문자메시지를 확인하거나 보내다가는 사고가 발생할 수 있고, 데이트나 중요한 미팅 중에 문자메시지를 읽고 보내는 것은 상대방에게 실례가 되기도 하죠.
하지만 생각하는 내용을 문자메시지로 작성하고 발송하는 것이 가능하다면 어떨까요?
두뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI, Brain-Computer Interface)
“생각하는 것을 문자로 보내기” 기술은 이직 초기 단계에 있습니다만, 2025년 정도에는 스마트폰을 대체할 것으로 예측되는 증강현실(AR) 글래스와 이 기술이 자연스러운 상호작용을 할 것으로 예상됩니다.
이 기술의 핵심은 두뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI, Brain-Computer Interface)입니다. BCI는 사용자의 의도를 판단하기 위해 두뇌의 활동 패턴을 분석하는 커뮤니케이션 시스템입니다. 즉, 사용자의 생각을 읽고 행위로 바꿔주는 기술인데요. 생각만으로도 커서를 이동하고 컴퓨터를 제어할 수 있다고 합니다.
최근 BCI와 신경 기술에 대한 관심이 급증하고 있습니다. 커널(Kernel), 파라드로믹스(Paradromic), 엘론 머스크의 뉴럴링크(Neuralink)와 같은 BCI 스타트업 등이 등장했고, 브레인게이트(BrainGate) 프로젝트와 같은 공동 학술 작업도 시작되었습니다.
페이스북과 같은 첨단 테크 기업들도 진지하게 BCI 기술에 투자하고 있습니다. 페이스북은 두뇌 임플란트 같은 추가적인 장치가 없어도 사용자가 생각만으로 텍스트를 입력할 수 있는 BCI 시스템을 개발하는 엔지니어가 60명에 달한다고 밝히기도 했습니다.
페이스북의 장기적 목표는 생각만으로도 분당 100 단어를 타이핑하는 것입니다. 이는 일반 문자 메시지보다 약 5배 빠른 것입니다. 이 목표를 달성하기 위해 페이스북은 두뇌 외부에서 광학적인 방법으로 두뇌 활동을 읽으려고 합니다. 사용자가 머리 속에 조용히 말하는 것을 포착하기 위해 초당 100번이나 뇌를 스캔하고, 문자로 변환합니다.
그러나 일부 신경 과학자들은 이런 시나리오가 가능 하려면, 두뇌 내부에 장치를 임플란트해야만 한다고 주장하기도 합니다.
생각으로 문자를 보내는 것은 현재에도 가능합니다. 가장 성공적이었던 솔루션은 뇌의 표면 또는 뇌의 회백질 내부에 물리적으로 전극을 임플란트하여 생각하는 것을 문자를 보내는 것입니다.
2017년 진행된 브레인게이트 연구는 생각하는 것을 문자로 작성하는 데 드는 시간을 최소화하는 데 성공했습니다. 신체가 마비된 사람에게 BCI를 임플란트하고, 생각으로 컴퓨터 화면의 커서를 이동하여 알파벳을 선택하고 문장을 타이핑했는데요, 이전 연구보다 최대 4배나 빠른 속도로 단어 입력이 가능했습니다.
한 참가자는 분당 8 단어를 기록하기도 했죠.
브레인게이트 연구진의 다음 목표는 BCI가 상용 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿을 제어할 수 있도록 시스템을 조정하여, 신경 장애를 가진 사람들에게 새로운 가능성을 보여주는 것입니다. 그러나 사람들에게 장치를 이식하는 것은 건강과 안전 문제가 있기 때문에, 그 사례는 매우 제한적입니다.
비침습성 BCI
수술이 필요하지 않는 비침습성 BCI는 사용자의 의도를 다양한 기기와 통신하는데 가장 유망한 기술입니다. 이 기술은 커서, 휠체어, 로봇 팔, 드론, 휴머노이드 로봇을 제어하고, 두뇌간 커뮤니케이션을 관리하기 위해 사용됩니다.
비침습성 BCI는 두피에 놓인 전극을 사용하여, 뉴런을 통한 전류 흐름에 따른 두뇌 활동을 측정하는 뇌파검사(EEG) 기술을 기반으로 합니다. 그러나 두개골 외부에서 두뇌 활동을 읽기 때문에 신호와 노이즈를 분리하는 것이 어려운 도전과제로 남아있습니다.
개인정보 침해 문제
또 생각으로 문자를 보내는데 있어 우려되는 점은 개인정보 혹은 사생활 침해입니다. 마크 주커버그(Mark Zuckerberg) 페이스북 CEO는 최근 페이스북의 데이터 프라이버시 처리 문제로 비판을 받은 바 있는데요, 페이스북이 사람들의 머리 속을 들여다 볼 수 있는 BCI 개발에 성공한다면, 개인정보 보호 문제가 또 다시 제기될 수 있습니다.
최근 MIT 미디어랩의 연구원은 사용자가 기계 또는 다른 사람들과 조용히 대화를 하면서도 프라이버시 문제를 해결할 수 있는 비침습성 웨어러블 기기를 발표했습니다. 알터이고(AlterEgo)라는 이 웨어러블 기기는 혼잣말할 때 사용되는 근육에서 생성된 전기 신호를 포착합니다. 센서는 사용자의 턱 옆과 아래쪽 그리고 귀에 부착됩니다. 골전도 이어폰은 사용자가 응답을 “들을” 수 있도록 돕습니다.
알터이고(AlterEgo)의 목표는 인간과 컴퓨터 간의 완벽한 인터페이스를 구축하는 것입니다. 넓은 대역폭, 빠른 데이터 전송, 자연어 처리 인터페이스 등의 기술 덕분에 사용자는 입을 열거나 발성하지 않아도, 실제 말하기와 비슷한 속도로 문자 메시지를 보낼 수 있습니다.
알터이고 개발을 주도한 MIT 대학원생 아르나브 카푸르(Arnav Kapur)는 “알터이고 인터페이스는 생각하기와 말하기 사이의 최적점입니다. 생각을 하면 개인정보가 생성되지만, 사용자가 컴퓨터나 다른 사람에게 전송할 내용을 제어할 수 있기 때문입니다” 라고 설명했습니다.
MIT 미디어랩의 미디어 예술 및 과학 담당 교수인 패티 마스(Pattie Maes)는 알터이고가 페이스북의 개발방식 또는 기타 BCI 시스템과 근본적으로 상이한 접근 방식을 취한다고 말하면서, “여러 개발 팀들이 BCI를 사용하여 직접 생각을 읽으려고 노력하고 있지만, 우리의 접근 방식은 사용자의 생각을 보호할 수 있다는 장점이 있습니다. 사용자는 시스템에 전달되는 단어를 제어할 수 있습니다”라고 설명합니다.
혼합현실(Mixed Reality)에서 생각하기
BCI나 알터이고와 같은 웨어러블 기기는 사람과 기계가 융합되는 거대한 탐구 과정의 일부입니다. 생각으로 문자를 보내는 것보다 훨씬 더 큰 잠재력이 있습니다. 작년에 뉴러블이라는 스타트업은 세계 최초로 VR용 BCI를 발표했습니다. 동시에 어웨이크닝(Awakening) 이라는 VR 게임도 소개했습니다.
사용자는 VR 고글과 두피에 장착하는 EEG 센서를 사용한 시제품을 착용하고, 어웨이크닝 게임의 가상 세계에서 ‘생각’으로 감옥에서 벗어나야 합니다. 이 게임은 가상현실(VR)을 위한 신경 인터페이스의 가능성을 보여주기 위해 만들어졌습니다. 사용자는 대상을 선택, 타이핑하고 및 순간이동(Teleport) 같은 작업을 수행할 수 있습니다.
아담 몰나르(Adam Molnar) 뉴러블 영업/마케팅 이사는 “뉴러블이 등장하기 이전의 BCI 속도는 선택 당 10~20초 였습니다. 하지만 뉴러블은 선택 당 1초 미만이 가능합니다”라고 설명했습니다.
이 프로토타입 게임은 사람들이 두뇌 활동만을 사용하여 VR/AR 환경(혼합현실)에서 상호작용할 수 있는 새로운 가능성을 보여줍니다. 뉴러블은 AR/VR 헤드셋 제조사가 궁극적으로 두뇌 센서를 제품에 통합할 것으로 예측합니다.
뉴러블은 고성능, 비침습성, 직관적인 BCI를 제공하여 사용자가 메뉴를 스크롤하고, 항목을 선택하고, 응용 프로그램을 시작하고, 대상을 조작하고, 심지어 두뇌 활동만으로 텍스트를 입력할 수 있는 “생산성 혁명”을 실현할 것이라고 설명합니다.
아담 몰나르 이사는 “BCI는 기업, 의료, 연구, 게임 그리고 기타 여러 분야에 영향을 미칠 것입니다. VR/AR은 이제 막 시작되었습니다. 뉴러블은 기존 시스템과 마찬가지로 다양한 방식으로 인체와 인터페이스하는 방법을 제공할 것입니다. 뉴러블은 다양한 분야의 조직들이 사용하고 채택할 수 있는 툴킷(Toolkit)을 만들고 있으며, 궁극적인 컴퓨팅 플랫폼인 인간의 두뇌에 혼합현실을 연결하고 있습니다” 라고 설명했습니다.
본 원고는 프리랜서 작가 로렌스 크루즈(Laurence Cruz)가 작성한 것으로 시스코의 견해와 반드시 일치하는 것은 아닙니다.
Authors