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1/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/
차원용 소장/영어교육학/MBA/공학박사/미래학자
(주)아스팩미래기술경영연구소
BIBLEMATRIX@GMAIL.COM, 010-5273-5763
2/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/
Contents
Some Logics & backgroundI
Five Sensing -> EmotionIII
BCI/BMI/BBIIV
Q&AV
Human Brain CentricII
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The Age of Aging Economy
미국 – Brain Initiative(‘13.04) <- NBIC(Converging Technologies
for Improving Human Performance : NBIC)’(Roco &
Bainbridge(Eds.), 2002)
EU – The Human Brain Project(‘13.01)
BCI(Brain Computer Interface), BMI(Brain Machine Interface),
BBI(Brain-Brain Interface)
Prosthetic Robots by 3DP(로봇 팔/다리/손/귀 등의 Bionic)
The Aging Care Robots…
The Family Love Network Platform…
두뇌인터넷(Internet of Brain) for
Human Performance
I. Some Logics & background
이미 고령화 사회(7%, Aging society)를 넘어 고령 사회(14%, Aged society)로 진입,
강원도 전체 초고령사회(21.2%), 전남 고흥(38.1%), 경북 의성(37.7%)/군위(36.6%),
경남 합천(36.4%) 등 93곳은 초고령사회(20%, Post-aged society) 진입(행정안전부,
‘20.06.30) -> 2030년이면 고령자들이 일터로 돌아오는 솔루션…..
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Next Big Things
天
地 人
생체인터넷
(IoB)
인간형 로봇
3D프린터/
DIY
서비스
디자인
Cloud
블록체인/
핀테크
O2O
O4O
Platform
Storage
가상현실증강현실
자율차
두뇌인터넷
(IoB)
게놈/크리스퍼
GPS &
Sensors
SNSs
Processors
Nets
빛=에너지
Smart
Home
생체에너지
Smart
City
드론
로봇
정밀의료
신약
미세
먼지
탄소
자원
All rights reserved by Korea Creative Economy Research Network(25 Nov 2016)
IoT
SF/BM
인간(Bio)의 학문/기술/디자인공간(Physical)의 학문/기술/디자인
X-
ABNI+α,
SW,
BD->SD
Until Now as there are :
시간(Digital/Cyber)의 학문/기술/디자인
Cloud<->Edge
-> Hybrid Block Chain
I. Some Logics & background
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Brain Revolution
© 차원용, “녹색융합 비즈니스(2009)”, 부록 : 2030 녹색융합 기술 & 비즈니스 발전 로드맵(2009)
미국의 과학재단(NSF)-‘인간수행
능력의 향상을 위한 융합기술
(Converging Technologies for
Improving Human Performance :
NBIC)’(Roco &
Bainbridge(Eds.),2002)
USA - Brain Initiative(2013.04)
EU - Human Brain
Project(2013.01)
0차원
점
1차원
선
앞,뒤
2차원
면
앞,뒤
좌,우
3차원
공간
앞,뒤
좌,우
상,하
①신경/뇌 과학(내부)
②인지과학(외부)
③인공지능(인공물)
두뇌에서
생각하는 대로
실감/표현의
4차원 문화
.
4차원
Brain
(뉴런+
성상세포+
시냅스)
휴먼인터페이스
– WEL/BMI/DBS
– 인지감성기술
– 자연언어인식
– 생체신호인식
– 인체매질통신
- 텔레파시통신
- 텔레키네시스
+
시간
+
시간
+
시간
+
시간
+
시간
시간의 단축/제어
지식+인간(~2030)
문화(2030~)
에코
HBO + 자동차(~2015)+사물(~2020)
+ 생물(~2020) + 로봇(~2025)+자원
(FEW_M, ~2030)
1) 정상인 -> 인간수행능력 향상,
2) 재활의학 -> 정상인,
3) BMI -> 다운로드/업로드,
4) 빛과 작용 -> 선한자 악한자
5) 개성->AR->VR(아바타,2009)
자료 : 차원용 외, “융합IT기술의 발전방향과 글로벌 융합미디어 비즈니스 전략(Roadmap of Converging IT and Business Strategy of Global Converging Media)”, Telecommunications Review, V20, N1, 2010
년 2월 호, Submitted(091123)
Telepathy, Telekinesis, Psycho kinesis, Parapsychology
[긴장 속 번영 61년… 이스라엘_9명 노벨상] 와이즈만과학연구소의 자이프만 "천연자원 없는 게 다행… 우린 인간 뇌에 투자한다"(23/Oct/2009)
http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2009/10/23/2009102300108.html?Dep0=chosunnews&Dep1=related&Dep2=related_all 우리 프로젝트의 80%
는 살아있을 때 보지 못한다-http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2009/10/23/2009102300107.html
II. Human Brain Centric
①오감
②감성
③감정
④생각
⑤의지
⑥자유
⑦사랑
⑧예술
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Evolution of Human-Centric SocietyII. Human Brain Centric
1
4
2
3
Socio-Culture
다중심 사회
고령화
확대
저출산
증가
싱글
가구증가
여성
파워 증가
Economic Consumption
현재에 충실한 생활
긱 경제(Gig
Economy)
가성비
가심비
1인 기업
욜로
소확행
워라밸
Technology
인간 역량의 강화
3D/AR/VR 감각/감성
감정 인식
AI/BI
Environment(Eco)
환경과의 공진
친환경
FD Free
Green
Energy
스마트
지능사회
2015
오감반응
사회
2020
생각하는 대로
이루어지는
사회
2030
감성표현
감성사회
2025
Intelligent
Agent(
Cresumer
Curation
Always On
Flexible
Foldable
3D
AR/VR
Wearable
Computer
Context
Awareness
Emotion ->
3D Avatar
Collective
Intelligence
Collaborative
Computing
Brain Wave
Mind Control3D
Camera/Edit
Human
Energy
My Data ->
Edge
Safe &
Security
Touch
Free
Decision
Support
WB, WA,
WD
Work
Life
Balance Holography
DIY/3D
Printing
6
5
CPS디자인 에너지
자율주행
드론/로봇
소재 3DP/로봇 IoT
생체인터넷
(WC/IoB)
두뇌인터넷
(IoB)
BC/FT
AR/VR/
MR
O2O LBS/SNS
Cloud<->
Edge
Green
Zero
Emission
BD -> X-ABNI+α -> Organic Chip -> Micro Computer under 1mm³
스마트
에너지
스마트
교통
스마트
유틸리티
스마트
빌딩/홈
스마트
공장/팜
스마트
의료
스마트
금융
스마트
교육
스마트
관광/레저
스마트
문화교류
스마트
행정
스마트
에코
C Prediction/Recommendation Sensing & Responding Emotional Collaboration Decision Support
P 2D OS/Edge->Cloud Cloud->Edge 3D OS(1.0) Cloud<->Edge 3D OS(2.0) Cloud<->LC->Edge 3D OS(3.0)
N 4.5G(Mbps) 5G(Gbps) 5.5G 6G(Tbps)
D LCD/OLED MOLED/Flexible/Foldable Stretchable/Transparent Cloud Shell/Holography
UX HMMI Five Sensing Fusion(3D GUI) Emotion/Avatar(3D GUI) Brain/Mind(3D GUI)
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http://www.humanbrainproject.eu/
2013.01 - The project is directed by the École polytechnique fédérale de Lausanne and co-directed by
Heidelberg University, the University Hospital of Lausanne and the University of Lausanne. Its total costs
are estimated at 1 190 million €, of which 555 million would go to personnel, to compensate 7148
person-years of effort.[1] It is supported by the European Union as a 'FET Flagship' project and the 86
institutions involved will receive one billion euro in funding over ten years.[2]
http://www.youtube.com/watch?v=JqMpGrM5ECo
The Human Brain Project - Video Overview_(720p) (08 Nov 2012)
EU – The Human Brain ProjectII. Human Brain Centric
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USA– Brain Initiative
2013.04 - The BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, also commonly referred to
as the Brain Activity Map Project) is a proposed collaborative research initiative announced by the Obama administration on
April 2, 2013, with the goal of mapping the activity of every neuron in the human brain.[2][3][4][5][6] Based upon the Human
Genome Project, the initiative has been projected to cost more than $300 million per year for ten years.[2]
http://www.nih.gov/science/brain/
http://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative
President Obama Speaks on the BRAIN Initiative and American Innovation_(720p)
http://www.youtube.com/watch?v=uJuxLDRsSQc&feature=youtu.be
II. Human Brain Centric
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http://www.weizmann.ac.il/
Israel - WeizmannII. Human Brain Centric
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Sensitivity & Sensibility & Emotion
HI
HB Input = HI Complicated Process Output
감각(Sensitivity) 감성(Sensibility) or 감수성(Susceptibility)
감정(Feeling, Emotion) or
감동(Affection)
경험(XP) = HB
System
경험(XP)이란? 경험의 구조와 프로세스
외부의 물리적 자극에 대
한 신체 기관의 감지를 의
미한다. 인간의 인지작용
이 배제된 직접적인 자극
에 대한 지각
• 심리적, 인지적, 유전적, 생리생물적, 정신적, 뇌신경적의
복합적인 컨버징 작용
• 전통, 혈통, 가문, 환경, 물리적 요소들의 복합적인 컨버징
작용
• 동기/욕구(머리-이성적) -> 유발(가슴-감성적)
하향변환(downshifting)작용 – Daniel Goleman(1995)의
감정적 압도(Emotional hijacking)
신경세포인 뉴런의 명
령에 따라 신경전달물
질에 의해 외부로 표현
또는 발현되는 행동 또
는 결과
HI = Human Interface HB
= Human Bandwidth
감각-감성-감정과 컴퓨터와의 관계
Source: © 차원용 “Matrix Business(2006)”
III. Five Sensing -> Emotion
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오감 컴퓨팅
Youtube - Wake Up & Smell The Bacon — from the Oscar Mayer Institute For the Advancement of Bacon(OMIFAB)(05 Mar
2014). http://www.youtube.com/watch?v=PiWdF3u9C0w, http://www.wakeupandsmellthebacon.com/
○ 디자인포장센터, “오감이 구매의사 결정에 미치는 정도”, 1990
III. Five Sensing -> Emotion
오감 컴퓨터의 능력 컴퓨터의 진화 및 인간 지원 활동
시각
(87%)
인간의 시각 감지
능력을 넘음
인간의 눈은 가시광선(Visible Light)만 감지, 향후 컴퓨터는 라디오(Radio), 극초단파
(Microwave), 적외선(IR), 극자외선(UV), X-선, 알파선, 감마선, 베타선까지 감지하여, 인
간이 감지할 수 없는 시각정보(이미지), 예술(artwork) 정보, X-선 이미지, MRI 이미지를
분석하여 인간에게 제공
청각
(7%)
인간의 청각 감지
능력을 넘음
인간의 귀는 16Hz~20kHz의 소리만 감지, 향후 컴퓨터는 20,000Hz 이상의 초음파를 모
두 감지하여, 인간이 감지할 수 없는 소리나 진동을 감지, 어린아이의 우는 소리를 인
식 분석하여 건강상태나 분위기 파악하여 치료법 제공, 미세한 소리까지 감지하여 산
사태(avalanches)나 다리의 붕괴를 예측하여 인간에게 제공
촉각
(3%)
인간의 촉각 감지
능력을 넘음
인간의 손/피부는 사물의 표면만을 감지하고 미묘한 촉감을 감지할 수 없으나, 향후 컴
퓨터는 인간이 감지할 수 없는 사물의 표면과 속의 촉감을 감지하여 스마트 화면에서
물체의 질감을 느낄 수 있도록 해줌. 스마트폰의 진동장치를 이용해 원거리에 있는 사
물의 고유한 진동패턴(빠르고 짧은 진동, 길고 강한 진동)을 재현하여 촉감도 인간에게
전달
후각
(2%)
인간의 후각 감지
능력을 넘음
인간의 코는 10,000개의 냄새분자(화학분자)만 감지, 향후 컴퓨터는 개의 100,000개 냄
새분자를 감지할 수 있는 능력을 가져, 인간이 감지할 수 없는 냄새를 감지하여 인간에
게 위험 정도를 제공, 인간의 호흡(날숨, respiration)으로 건강 상태를 분석하고 실내의
병원균이나 바이러스를 감지하여 인간에게 제공. 호흡에 아세톤 분자(가스)가 2배 이상
포함되면 당뇨병, 톨루엔은 폐암, 일산화질소는 천식, 암모니아는 신장병
미각
(1%)
인간의 미각 감지
능력을 넘음
인간이 감지할 수 없는 미각을 감지하여 개인의 건강상태와 미각 선호도를 고려해 식
단을 구성해줌. 인간의 맛을 결정하는 것은 시각이 87%임, 보는 것으로 이미 침이 나오
고 먹고 싶다는 생각이 나게 하는 것임
<표> IBM이 전망한 5년 후의 우리의 생활을 바꿀 컴퓨터의 오감 혁신(IBM, 2012)
○ 이 ‘컴퓨터/디바이스 → 인간’의 기술에 가장 발 빠르게 움직이는 기업이 IBM임. IBM은 2012년 센서 및 소프트웨어 프로그
램의 발달로 5년 안에(2017년) 컴퓨터가 인간과 같거나 그 이후 월등히 높은 오감 능력을 갖게 될 것이라 예측함)
* IBM(2012) - The 5 in 5 - Innovations that will change our lives in the next five years.
http://research.ibm.com/5-in-5/, https://www.ibm.com/news/ca/en/2012/12/17/l621228e80146v42.html
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IBM 5 in 5(05 Jan 2017)III. Five Sensing -> Emotion
IBM 5 in 5(5년 내에 우리의 삶을 바꿀 5가
지 혁신기술(05 Jan 2017)
http://www.research.ibm.com/5-in-5/
http://www.itnews.or.kr/?p=20491
https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/51322.wss
http://www-03.ibm.com/press/kr/ko/pressrelease/51352.wss
큰 주제는 "보이지 않는 것을 보게 된다
(Making the invisible visible)"입니다^.
1) With AI, our words will be a window into our
mental health
https://www.youtube.com/watch?v=DnYUNQVcVnI
2) Hyperimaging and AI will give us superhero
vision
https://www.youtube.com/watch?v=TaOOb89ilYk
3) Macroscopes will help us understand Earth's
complexity in infinite detail
https://www.youtube.com/watch?v=qKMugpYD6tA
4) Medical labs “on a chip” will serve as health
detectives for tracing disease at the nanoscale
https://www.youtube.com/watch?v=c0o0myb7Te4
5) Smart sensors will detect environmental
pollution at the speed of light
https://www.youtube.com/watch?v=eXF14qeJzfk
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인간의 눈에 보인 도마뱀(왼쪽)과 도마뱀의 눈에
보인 도마뱀(오른쪽) [사진제공=영국 엑스터대
학( University of Exeter)]
인간이 보는 꽃(왼쪽)과 꿀벌이 보는 꽃(오른쪽)
은 다 르 다 [ 사 진 제 공 = 영 국 엑 스 터 대 학
(University of Exeter)]
* Science Daily - Animal-eye view of the world revealed with new visual software. New camera technology that
reveals the world through the eyes of animals has been developed by University of Exeter researchers(06 Aug
2015). http://www.sciencedaily.com/releases/2015/08/150806112103.htm
* The software is free to download and is available here: http://www.jolyon.co.uk/myresearch/image-
analysis/image-analysis-tools/
* Jolyon Troscianko & Martin Stevens, "Image calibration and analysis toolbox - a free software suite for
objectively measuring reflectance, colour and pattern", Methods in Ecology and Evolution, Article first
published online: 6 AUG 2015. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-
210X.12439/abstract;jsessionid=16D36783BDAC83C8D57AC68D77D8248B.f03t03
Animal Eye Image SoftwareIII. Five Sensing -> Emotion
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미국 피츠버그 소재 디즈니연구소는 최신
알고리듬을 적용해 터치스크린 기기에 3D
터치 감을 제공하는 기술을 개발하여
(Disney Research, 7 Oct 2013) 논문으로
발표하고(Kim et al., 7 Oct 2013), 이를 동
시에 동영상으로 공개했다(Youtube, 7 Oct
2013). 세 사람이 논문을 발표했는데, 그
중에 한 사람이 한국의 김승찬 씨이다. 따
라서 적어도 2015년에는 온라인 쇼핑 시
단말기 스크린 상에서 구매하려는 물건의
촉감을 느낄 수 있고, 지도상에서 산과 강
의 높낮이도 촉감으로 인식할 수도 있게
됐다(Zdnet, 8 Oct 2013).
• Disney Research - Tactile Rendering of 3D Features on Touch Surfaces(7 Oct 2013)
http://www.disneyresearch.com/project/3d-touch-surfaces/
• Kim et al., "Tactile Rendering of 3D Features on Touch Surfaces", In Proc. of UIST’13, ACM, 7 Oct
2013.
• Youtube - Tactile Rendering of 3D Features on Touch Surfaces(7 Oct 2013)
http://www.youtube.com/watch?v=zo1n5CyCKr0&feature=player_embedded
• Zdnet - 스크린속 물체 질감 느낀다...'3D터치기술'개발(8 Oct 2013)
http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20131008143023
디즈니연구소가 개발한 전압과 인지마
찰과의 3차원적인 정신물리학적 모델
(Psychophysical model). Image
Credit : 디즈니연구소 & Youtube(7
Oct 2013)
Tactile Rendering of 3D Features on Touch
Surfaces
오감 컴퓨팅 - 디즈니연구소 – Tactile 구현 모델III. Five Sensing -> Emotion
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공기중의 냄새 분자
후각 수용체(후각 섬모,
嗅覺 受容體) – 1000개
의 유전자 숫자와 후각
수용체 숫자는 같다
냄새 분자들이 후각
수용체에 붙는다
후각
수용
세포
후각 상피(嗅覺 上皮)
뼈
후각수용세포가 활성화
되고 전기신호로 신경망
을 통해 보낸다
후구(후각신사구체, 후각망울, 嗅球)
승모세포
전기신호들은 후구로 중
계된다
전기신호들은 변연계의
시상과 측두엽의 후각중
추기관으로 전송된다
후신경구(嗅神經球)
2004 노벨생리의학상 – 후각의 메커니즘 밝혀
2004 노벨생리의학상 – 후각의 메커니즘 밝혀III. Five Sensing -> Emotion
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오감 컴퓨팅 - Smell
프랑스 파리 소재 스타트업 기업인 베이포 커뮤니케이션즈
(Vapor Communications, onotes.com)가 개발하고 있는 스마
트폰으로 샴페인, 초콜릿, 커피, 플라우어 등의 향기를 보낼
수 있는 오폰 듀오(oPhone DUO). 이는 하버드 대의 데이빗
에드워즈(David Edwards) 교수가 개발한 것임. 오폰은 오칩
(oChips)이라 불리는 작은 카트리지(cartridges)가 탑재된
향기 돔(Scent Dome)과 같은 별도의 소형기기를 통해 냄새
를 구현. 사용자들은 냄새를 보내기 위해 무료로 제공되는 아
이폰 앱인 오스냅(oSnap)을 다운로드 받은 뒤 음식 사진, 오
스냅의 팔레트에 들어있는 30만가지 향을 조합해 원하는 냄
새를 만들 수 있음. 그 뒤 이 정보는 사진, 글, 냄새를 조합해
오노트(oNote)에 올리고, 이를 다시 이메일, 페이스북, 트위
터 등으로 전송할 수 있게 했음. 스마트폰으로 전송된 사진은
오칩의 소형기기를 통해 맡을 수 있음. 앞으로 베이포 커뮤니
케이션즈는 펀딩 금액에 따라 새로운 향을 개발하는 한편, 오
폰 4.0을 개발해, 사진을 찍으면 향을 자동으로 분석해 알려
주는 아로마틱 카메라 등을 개발한다는 계획임. 이제 오감(후
각) 반응사회(2020) -> 감성/감정 사회(2025)로 진입하고 있
어, 향기 마케팅 시대가 열리고 있는 것임.
Youtube - Introducing oPhone (French subtitles)(16 Jun 2014). http://www.youtube.com/watch?v=vIxzqMU9UrE, YTN - 스마
트폰으로 냄새 전송 성공(201407060002089343_s)(6 Jul 2014). http://www.ytn.co.kr/_ln/0105_201407060002089343
rtsp://nvod1.ytn.co.kr/general/mov/2014/0706/201407060002089343_s.wmv
Youtube - Wake Up & Smell The Bacon — from the Oscar Mayer Institute For the Advancement of Bacon(OMIFAB)(05 Mar 2014).
http://www.youtube.com/watch?v=PiWdF3u9C0w, http://www.wakeupandsmellthebacon.com/
III. Five Sensing -> Emotion
17/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/
권오석(Oh Seok Kwon) 한국생명공학연구원(KRIBB) 전임연구
원을 제1저자로 서울대, 전남대, 동덕여대의 연구원들이 사람보
다 냄새 더 잘 맡는 '슈퍼바이오전자코(Superbioelectronic
Nose, MSB nose)'를 개발해 논문을 발표(Kwon & Jang et al.,
Nano Letters, 31 Aug 2015). ‘그래핀(Graphene)’이라는 탄소
신소재를 이용해 초소형 반도체 소자를 만든 다음, 여기에 사람
의 후각 수용체(human olfactory receptors, hORs)를 결합했
다. 지금은 바닐라 냄새와 바다 냄새, 두 종류의 향기를 동시에
인식시키는데 성공한 상태이지만, 앞으로 후각수용체 숫자를
늘리기만 하면 사람처럼 370종류의 향기를 모두 인식하게 만
들 수 있다. 따라서 유독가스 감지 시스템, 암과 같은 재난 및
질병분야에 큰 도움이 될 걸로 기대하고 있다. 또 식품 및 향수
감별, 마약 및 생화학무기 조기 검출 등 다양한 분야에 활용할
수 있을 것으로 보인다.
* 동아일보 - 국내 연구팀, 사람보다 냄새 더 잘 맡는 '
전자코' 개발(12 Oct 2015)
http://news.donga.com/Main/3/all/20151012/74119
566/1
* Kwon & Jang et al., "An Ultrasensitive, Selective,
Multiplexed Superbioelectronic Nose That Mimics
the Human Sense of Smell", Nano Letters, DOI:
10.1021/acs.nanolett.5b02286, Publication Date
(Web): August 31, 2015(Letter).
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5
b02286
KRIBB – 전자코 개발III. Five Sensing -> Emotion
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미각 센서
서울대 <박태현> 교수팀은 탄소나노뉴브(CNT)에 각
각 인간의 후각과 미각 수용체 단백질을 결합한 인공
후각 센서와 미각센서를 개발했음. 후각 수용체에 냄
새분자가 달라붙으면 발생하는 미세한 전기신호를 측
정(Song et al., Nano Letters, 2012)
Song et al., "Human Taste Receptor-Functionalized Field Effect Transistor as a Human-Like Nanobioelectronic Tongue", Nano Letters, 13 (1), pp
172-178, 2013, DOI: 10.1021/nl3038147, Publication Date (Web): November 26, 2012. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl3038147
III. Five Sensing -> Emotion
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미국 스탠포드대 과학자들이 압력(Pressure or
force)도 느끼는(압각) 인공 피부(skin-inspired
mechanoreceptor)를 개발해 논문을 발표했다
(Tee & Bao et al., Science, 16 Oct 2015).
* YTN - 압력도 느끼는 인공 피부 개발(16 Oct 2015)
http://www.ytn.co.kr/_ln/0105_201510160317351227
* Tee & Bao et al., "A skin-inspired organic digital
mechanoreceptor", Science, Vol. 350, no. 6258, pp. 313-316,
16 Oct 2015.
http://www.sciencemag.org/content/350/6258/313.short
압각 센서III. Five Sensing -> Emotion
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App
(1) Avatars Reflecting User States(20110296324, 2011.12) & (2) Automatic Avatar
Creation(20110292051, 2011.12) as Reinventing Emoticons & Dreaming of 3D Avatars; Systems,
Methods, and Computer-readable Media for Changing Colors of Displayed Assets(20120075328, 29
Mar 2012)
Scalability
향후 아바타가 디지털인증서류와 디지털 꽃/음악/비디오를 배달하고 서명을 받아오는 Agent역할; Siri
와 결합하면 상대방에게 Voice Mail/Message을 전달하고 답장을 받아옴; SNS/비디오컨퍼런싱/게임
어플에 사용되는 3D Avatars
Apple - 3D Avatar + Siri = Face MessageIII. Five Sensing -> Emotion
iOS11(iPhone X)
->Animoji
->Memoji
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3D Avatar = Face Message
영국 캠브리지 대학과 도시바 연구원들이 개발한 감정을 표현하는 나의 분신 아바타(Zoe). Image Credit :
Toshiba Cambridge Research Lab/Department of Engineering, University of Cambridge, Youtube(2013) 동
영상 캡쳐
University of Cambridge - Face of the future rears its head(19 Mar 2013)
http://www.cam.ac.uk/research/news/face-of-the-future-rears-its-head
Youtube - Face of the future rears its head(19 Mar 2013)
http://www.youtube.com/watch?v=kOil2HSDq0E
Face of the future rears its head_(720p)
III. Five Sensing -> Emotion
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Brain Wave
명칭 주파수(진동수) 뇌의 상태
델타파(δ) 0.5~3.5Hz 깊은 수면 중 거의 의식이 없는 상태(비렘수면)
세타파(θ) 4~7Hz 꿈을 꾸는 졸고 있는 상태(얕은 잠, 렘수면)
알파파(α) 8~13Hz 안정, 편안한 상태, 명상할 때
베타파(β) 14-34Hz 긴장하고 집중하고 있는 상태, 사람이 눈을 뜨
고 활동할 때
감마파(γ) 25~100㎐ 과거의 기억과 현재의 인식 정보를 효율적으
로 운반한다는 사실이 밝혀짐. 시냅스에 과거
의 기억과 새로 인식한 사실을 전달해, 뇌가
이 두 정보를 비교ㆍ처리할 수 있게 함. 기억
과 회상, 인식 작용에서 ‘운송자’ 역할을 맡는
셈임. 연구팀은 쥐의 뇌파를 분석하는 실험으
로 감마리듬 중 주파수가 낮은(slow) 대역이
기억 정보를, 높은(fast) 대역이 인식 정보를 옮
긴다는 점을 밝혀냄(Colgin et al., Nature,
2009).
Colgin et al., "Frequency of gamma oscillations routes flow of information in the hippocampus(감마 리듬(진동)은 해마에서 정보의 흐름을
라우팅)", Nature, Vol.462, No.7271, pp353-357, 19 November2009.
IV. BCI/BMI/BBI
YTN via Toutube - 수면 중 뇌파 조절로 장기
기억력 2배 향상(6 Jul 2017)
https://www.youtube.com/watch?v=oq6kvIb
EqEA
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마음을 촬영하는 신개념 카메라
마음을 촬영 기록하는 신개념 카메라 등장!!
일본 게이오 대학 연구팀이 사람의 마음(두
뇌)과 카메라를 연결하여 마음을 촬영하는
기술을 개발했습니다. 이 기술은 사람의 뇌파
(EEG)를 분석해 호감을 갖는 사물을 탐지해
내고 그것을 기록하는 것입니다. 따라서 향후
사람들은 자신이 무심코 지나칠 수도 있는
장면들을 촬영하여 보관할 수 있게 됐습니다.
이 기술은 일본 게이오(Keio) 대학교가 최근
개발한 뇌파기록장치와 애플의 아이폰 기기
를 호환시킨 것입니다. 사용자는 밴드 형태의
뇌파기록장치 기기를 머리에 장착하면 지나
가면서 관심을 가졌던 대상을 모니터링하고
영상 또는 사진으로 저장할 수 있습니다.
이 장치는 발생하는 뇌파(베타파, 14~34Hz, 집중/긴장)의 정도에 따라 등급을 1~100점으로 나누어, 만일 사용자가
어떤 사물에 대해 60점 이상의 관심을 보일 경우 아이폰 애플리케이션이 작동해, 5초간 사물을 기록하는 방식입니다.
즉 이 소프트웨어는 사람의 일상생활 속에서 가장 기억하고 싶은 순간을 사진기에 담을 수 있게 해줍니다. 연구팀의
미쯔쿠라 교수는 신기술이 사진기의 발전 방향을 제시할 것이며, 인류와 카메라 기술의 결합에 큰 도움이 될 것으로
기대한다고 밝혔습니다. 또한 가까운 미래에 인간의 의식과 감정을 통합한 새로운 인터페이스가 등장할 것이라고 내
다봤습니다. 향후 이 기술은 일본의 뉴로웨어(Neurowear)를 통해 작고 세련된 제품으로 재 탄생될 예정입니다. 뉴로
웨어측은 제품에 수동 조작 모드를 추가하고 다양한 감정적 정보를 입력할 예정입니다. 사진의 위치와 시간 정보를
기록하기 위해 GPS도 장착할 계획이라고 밝혔습니다.
Youtube - neurowear neurocam concept movie(720p)(29 Oct 2013)
http://www.youtube.com/watch?v=CDgkX-JY_wM
IV. BCI/BMI/BBI
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Youtube - MindRDR(9 Jul 2014)
http://www.youtube.com/watch?v=JJQZtxlLaG0
Engadget - Control Google Glass with your mind...
and a second headset(9 Jul 2014)
http://www.engadget.com/2014/07/09/mindrdr-
google-glass-neurosky/
영국 런던기반 디스플레이스(This Place)는 뇌파구
동 무료 앱인 ‘MindRDR’을 공개했다. AR 디스플
레이 헤드셋인 구글 글래스 용으로 개발된 이 앱은
기존 기기들이 음성으로 명령을 내려야 했던 제어
체계를 ‘생각’만으로 구현시킬 수 있다. 예를 들어,
사진을 찍고 싶다면 뇌파(brainwaves) 중 집중/학
습 시에 나오는 베타파(β, 14~34Hz)를 이용해 사
진을 찍고 싶다는 의지만으로 ‘찰칵’ 촬영이 가능
하다. MindRDR은 뉴로스카이 사의 뇌파 측정 ‘뉴
로 스 카 이 EEG 바 이 오 센 서 (Neurosky EEG
biosensor)’와 ‘마인드웨이브 모바일(Mindwave
Mobile)’를 이용, 착용자의 생각을 통계적으로 분
석해 ‘집중의지’를 실현시킨다. 사용자가 해당 어플
리케이션을 실행하면 눈앞 화면 중앙에 일정 수평
선이 표시된다. 여기서 집중력을 가하면 화면 속
실행 버튼 이미지를 상단, 하단 등으로 이동시킬
수 있다. 필요에 따라 이미지를 촬영하거나 SNS에
공유시키는 것도 가능하다. 아직은 이미지 촬영,
공유 정도의 기술밖에 구동이 안 되지만, 추가 개
발을 통해 마비 등으로 의사소통에 어려움을 겪고
있는 환자들의 ‘커뮤니케이션’을 도와주는 훌륭한
도구로 거듭날 수 있을 것으로 예상되고 있다.
This Place - MindRDRIV. BCI/BMI/BBI
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삼성전자의 Emerging Technology Lab은 드라이 뇌파기록장치가
(Dry EEG) 달린 모자(cap)를 쓰고 뇌파(brainwaves)를 감지해 갤
럭시 노트 10.1를 조작하는 연구를 미국의 Univ of University of
Texas, Dallas와 공동으로 연구를 시작하고 있다고 Technology
Review가 2013년 4월에 보도함1). 이맬, 친구에게 전화 걸기, 음
악 고르기, 어플 동작, 전원을 켜고 끄기 등 우선 장애인들을 위
한 프로젝트이지만, 언젠가는 정상인들도 모자를 쓰고 스마트 디
바이스를 조작할 것으로 기대. 결국 모든 삼성전자 스마트 디바
이스에 이 BCI(brain-computer interface) 기술을 적용하고자 함.
원래 뇌파는 약하고 노이즈가 심한 시그널임(weak and noisy
EEG signals). 이런 시그널로부터 디바이스를 제어할 수 있는 정
확한 정보를 추출하는 것이 목표임. 더욱이 일반 뇌파기록장치는
젤이나 젖은(gel or wet) 상태의 전극들을 갖추고 있어 셋업하는
데에만 45분 걸리나, 이번 연구는 드라이 전극으로 셋업하는데
10초 밖에 안걸림. Dry EEG의 약점은 신호수신이나 품질을 높여
5초만에 디바이스를 조작하는 선택을 실험한 결과 신뢰도가
80~95%에 달함.
Technology Review - Samsung Demos a Tablet Controlled by
Your Brain, An easy-to-use EEG cap could expand the number
of ways to interact with your mobile devices(19 Apr 2013). 드
로르작/교향곡 9번(Dvorak Symphony No. 9)
http://www.technologyreview.com/news/513861/samsung-
demos-a-tablet-controlled-by-your-brain/
Samsung - BCI
Samsung Tests a Galaxy Note 10.1 and Tablet Controlled by Brain Activity(05 May 2013)
http://www.youtube.com/watch?v=trNHyWy5AaY
University of Eastern Finland(2014)
IV. BCI/BMI/BBI
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두뇌비행(Brainflight)
조종사가 조종간을 잡을 필요 없이 생각만으로 비행
기를 조종할 수 있을까. 이런 꿈을 갖고 연구하는 과
학자들이 있다. 독일 뮌헨공대(TUM) 비행시스템역
학연구소 연구원들이 그들이다. 유럽연합의 지원을
받아 진행하고 있는 이 프로젝트의 이름은 ‘두뇌비
행’(Brainflight)이다.
이 두뇌비행은 조종사가 자신의 뇌파를 감지하는 캡
을 통해 조종 장치를 제어하는 방식이다. 캡에 연결
된 전극을 통해 측정된 뇌파 가운데 비행 제어에 필
요한 자극만이 뇌컴퓨터 인터페이스(BCI)를 거쳐 인
식된다. 연구진은 이는 신호처리일 뿐이며 사람의
마음을 읽는 게 아님을 강조한다.
두뇌비행 기술을 연구하는 이유는 뭘까. 프로젝트
책임자인 팀 프리케(Tim Fricke)는 “보다 많은 사람
들이 비행기를 직접 몰 수 있도록 하는 것이 장기적
인 목표”라고 설명한다. 두뇌 제어를 하면 비행이 훨
씬 쉬워질 것이기 때문이다. 조종사의 조종 부담이
줄어 비행 안전성도 향상될 것이라는 점도 기대효과
의 하나다.
한겨레 - [곽노필의 미래창]뇌파 캡으로 손 안 쓰고 '두뇌비행'(05 Jun
2014). http://www.hani.co.kr/arti/economy/it/640993.html
Youtube - Simulator Experiments on Brain
Controlled Aircraft Flight(00:30) by Institute of
Flight System Dyamics (26 May 2014)
http://www.youtube.com/watch?v=oJgVZ1H6XWY
IV. BCI/BMI/BBI
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Mark Zuckerberg - So what if you could type directly from your brain?
https://www.facebook.com/zuck/videos/vb.4/10103661167577621/
TechCrunch - Facebook is building brain-computer interfaces for typing and skin-hearing(19 Apr 2017)
https://techcrunch.com/2017/04/19/facebook-brain-interface/
F8 2017(18~19 Apr 2017) - https://www.fbf8.com/
FB - BCIIV. BCI/BMI/BBI
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[Brown대학 - 사람 생각 인지하는 두뇌 칩 장착 성공. 2005년에 머리카락 굵기의 전극 100개로 구성
된 두뇌 칩과 소프트웨어 장치인 브레인게이트(Braingate)를 팔을 사용할 수 없는 남자 두뇌의 운동
피질에 1㎜ 깊이로 이식하여 생각하는 대로 컴퓨터를 조정하는 기술을 데모. 사람의 생각(man's
thoughts)을 읽을 수 있는 두뇌 칩(brain chip)이 최초로 미국의 한 신경마비 남자(a paralysed man)
에게 장착되어 그 남자의 마음(his mind)을 읽을 수 있는 두뇌 칩(brain chip)(11/Apr/2005_2010)
그림 : 뇌의 신호를 컴퓨터로 보내 해석 번역되어
커서를 생각으로 움직여. 사진 : Cyberkinetics
그림 : 운동통제 운동피질에 1mm 깊이로 이식된 두
뇌 칩(센서)의 뇌의 신호가 뇌 근육 피부의 장치로
전송. 사진 : Cyberkinetics
Demo –02083-02-2005-BIO-01-E/2.6MB
BMI-Brain Chip
Demo - BrainGate_Brown_Donoghue_Cathy(03:15)
Demo - BrainGate_Brown_Donoghue_Nagle (02:02)
http://news.cnet.com/8301-11386_3-10080852-76.html?tag=cntv
http://www.youtube.com/watch?v=TJJPbpHoPWo
Nature, “Turning
Thoughts Into Action”,
v442, n7099
(13/Jul/2006)
IV. BCI/BMI/BBI
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“나노봇을 인간 뇌에 이식해 뇌와 클라우드를 인터넷으로 연
결시키는 시대가 온다. 이렇게 되면 신과 같은 초월적인 지능
을 갖게 된다.” 컴퓨터과학자 레이 커즈와일(Ray Kurzweil)이
캘리포니아 특이점대학에서 가진 강연을 통해 인간진화 다음
단계가 이렇게 전개될 것으로 예언. 레이 커즈와일은 DNA로
된 나노로봇이 주입된 인간의 뇌와 클라우드를 연결시키면 인
간 기억을 저장할 수 있고, 이는 인간의 창의력과 감성을 확대
시켜 줄 것이라고 주장. 그는 2030년까지 인간은 대뇌 신피질
에 이식(접속)하는 나노봇을 사용해 전세계와 즉석에서 연결
할 수 있게 될 것이라고 예언. 이렇게 되면 사람들은 각각의
뇌에서 생각과 기억을 저장하면서 이메일과 사진을 다른 사람
의 뇌에 전송할 수 있게 됨(The World Post, 1 Oct 2015;
Youtube, 30 Sep 2015; 전자신문, 6 Oct 2015).
나노봇-뇌-인터넷-클라우드의 시대
TheWorldPost/The Huffington Post - Ray Kurzweil: In The 2030s, Nanobots In Our Brains Will Make Us 'Godlike'(01 Oct
2015). http://www.huffingtonpost.com/entry/ray-kurzweil-nanobots-brain-godlike_560555a0e4b0af3706dbe1e2
Youtube - Ray Kurzweil: We'll Become Godlike When We Connect Our Brains to The Cloud(30 Sep 2015).
https://www.youtube.com/watch?v=uHg0FIilK0E
IV. BCI/BMI/BBI
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나노봇-뇌-인터넷-클라우드의 시대
YTN via Youtube - 머스크, 뇌와 컴퓨터 연결하는 사업 추진 / YTN 사이언스(27 Mar 2017)
https://www.youtube.com/watch?v=G4LKKCrVquI
미래채널 via Youtube - 일론머스크, 뇌와 컴퓨터 연결 회사를 만든다(27 Mar 2017)
https://www.youtube.com/watch?v=EA0u4edUZd0
WSJ - Elon Musk Launches Neuralink to Connect Brains With Computers(27 Mar 2017)
https://www.wsj.com/articles/elon-musk-launches-neuralink-to-connect-brains-with-computers-1490642652
IV. BCI/BMI/BBI
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A low-voltage artificial synapse for neuromorphic computingIV. BCI/BMI/BBI
미국 스탠포드대를 중심으로 과학자들이, 정보를 처리하고 저장하고
학습하고 기억하는 인간 두뇌의 시냅스와 똑같은 유기 인공 시냅스
를 만드는데 성공하여, "뉴로모픽 컴퓨팅을 위한 저-전압 인공 시냅
스의 비-휘발성 유기 전기화학 디바이스(A non-volatile organic
electrochemical device as a low-voltage artificial synapse for
neuromorphic computing)”라는 논문을 발표(van de Burgt et al.,
Nature Materials, 20 Feb 2017; Science Daily, 21 Feb 2017).
이로써 두뇌의 정보 처리, 저장, 학습, 기억의 메커니즘을 모방하는
뉴로모픽 컴퓨팅, 딥 러닝(Deep Learning) 이후의 뉴런과 시냅스의
다층적(Multi-Layered) 생체지능(BI, Biology Intelligence)과 두뇌
와 기계의 인터페이스(BMI) 기술에 획기적인 혁신이 이루어질 것으
로 기대하고 있다. 이때 전기화학이라는 용어는, 뉴런(Neuron)은 +-
의 전기 신호로 정보를 전도하고, 그러면 시냅스는 도파민 등의 70가
지 이상의 화학물질이라는 신경전달물질들(Neurotransmitter)을 분
비하여 정보를 전달하고 저장하고 회상하기 때문에, 전기화학이라는
용어를 쓴 것이다.
아직도 인공 시냅스 디바이스는 생물학적 시냅스가 불을 붙이는데
필요한 최소의 에너지 보다 10,000 배 정도의 에너지를 쓰고 있다는
것을 의미함.
인공 시냅스는 두 개의 얇고 플렉
서블한 필름과 함께 3개의 터미널
(단자)로 이루어져 있고, 이들은
소금물의 전해질로 연결된다. 이
러한 유기물질들은 두뇌 시냅스
의 신경전달물질인 화학물질과
호환되는 수소와 탄소로 주로 이
루어져 있다. -> 20W x 10,000 = 200kW
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BCI -> CBI -> BBI
University of Washington
인터넷 이용해 A의 뇌파로 B의 손가락을 움직이다 - 한 사람의 뇌파를 이용해 다른 사람의 손가락을 움직이게
하는 최초의 사람 간 뇌 인터페이스(human-to-human brain interface) 실험이 성공했다. 미국 워싱턴대(UW) 과
학자들은 인터넷을 통해 한 사람의 뇌파를 다른 사람에게 보내 그의 손을 움직이게 하는데 성공한 것이다
(University of Washington, Science Daily, Youtube, 27 Aug 2013). 이들은 뇌파기록장치와 일종의 자기자극
(magnetic stimulation)을 이용해 캠퍼스 내 한 실험실에 있는 라제시 라오(Rajesh Rao) 교수의 뇌파를 다른 실험
실에 있는 안드레아 스토코(Andrea Stocco) 교수에게 인터넷으로 보내 스토코의 손가락을 컴퓨터 키보드 위에
서 움직이게 했다. http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130827122713.htm
http://www.youtube.com/watch?v=rNRDc714W5I
Direct Brain-to-Brain Communication in Humans_ A Pilot Study_(720p)
IV. BCI/BMI/BBI
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<그림> 보내는 사람의 라오 교수와 받는 사람의 스토코 교수의 뇌파연결실험.
Image Credit : University of Washington(27 Aug 2013)
YTN via Youtube - 생각만으로 다른 사람 움직이는 뇌파 연결 성공(29 Aug 2013).
https://www.youtube.com/watch?v=GHBS-DEeyN0
BCI -> CBI -> BBIIV. BCI/BMI/BBI
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뇌파 모자를 쓴 멀리 떨어진 두 사람이, 뇌파
로 스무고개 질문을 할 수 있는 두뇌-두뇌 인
터페이스(BBI) 기술 개발
BBI(Brain-brain interface). 두뇌-두뇌 인터페
이 스 . 미 국 의 워 싱 턴 대 (University of
Washington) 의 연 구 원 들 이 , 뇌 파 모 자
(electroencephalography, EEG Cap)를 쓴 멀
리 떨어진 두 사람이, 뇌파(brain wave)를 인
터 넷 으 로 전 송 하 여 , 스 무 고 개 질 문 (20
question)을 할 수 있는 기술을 개발하여 논문
으로 발표했다(Stocco & Rao et al., PLOS
ONE, 23 Sep 2015). 두뇌의 활동인 생각 또는
마음을 뇌파기록장치로 기록하여, 질문자
(inquirer)가 대답자(respondent)에게 질문을
인터넷으로 보내면, 대답자가 답을 질문자에
게 인터넷으로 전달한 것이다. 이는 향후 멀리
떨어진 사람들끼리 생각을 전달하며 협업할
수 있는 세상을 최초로 열었다는 점에서 획기
적인 평가를 받고 있다.
BCI -> CBI -> BBI
* Science Daily_Team links two human brains for question-and-
answer experiment(23 Sep 2015).
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/09/150923151359.htm
* Stocco & Rao et al., "Playing 20 Questions with the Mind:
Collaborative Problem Solving by Humans Using a Brain-to-Brain
Interface", PLOS ONE, Published: 23 Sep 2015.
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0137
303
IV. BCI/BMI/BBI
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BCI -> CBI -> Telepathy Message
스 페 인 의 바 로 셀 로 나 대 학 (University of
Barcelona, 프랑스 및 미국 하버드 의대의 과학
자들이 컴퓨터와 인터넷을 이용해, 인사말(hola,
ciao)을 생각하게 한 뒤, 발생하는 뇌파(Brain
waves)를 메시지(0과 1의 이맬)로 전환하여, 인
도 트리반드룸(Thiruvananthapuram)에 있는
사람이 8천㎞ 이상 떨어진 프랑스 스트라스부르
(Strasbourg)에 있는 사람의 컴퓨터로 전달/번
역 된 메 시 지 를 TMS( 경 두 개 자 기 자 극 술 ,
Transcranial magnetic stimulation)를 통해 수
신자의 두뇌에 특정 빛의 형태(specific flashes
of light)로 전달, 수신자가 그 내용을 디코딩 즉,
해 석 하 는 데 성 공 (Grau and Ruffini et al.,
PlosOne, 19 Aug 2014). 소 위 텔 리 파 시
(telepathy)의 시대를 열고 있는 것임.
* Daily Mail - Could we soon send emails 'telepathically'? Scientist
transmits message into the mind of a colleague 5,000 miles away
using brain waves(29 Aug 2014)
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2737532/Could-soon-
send-emails-telepathically-Scientist-transmits-message-mind-
colleague-5-000-miles-away-using-brain-waves.html
* Grau and Ruffini et al., "Conscious Brain-to-Brain Communication
in Humans Using Non-Invasive Technologies", PlosOne, DOI:
10.1371/journal.pone.0105225, Published: 19 Aug 2014
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.p
one.0105225
IV. BCI/BMI/BBI
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꿈을 해석
일본 과학자들이 잠자는 동안 꿈속에서 본 시각 이미지를 해독(Neural Decoding of Visual Imagery
During Sleep)하는데 성공했다(Horikawa et al., Science Express, 2013). 따라서 2010년 개봉된, 타인의
꿈에 접속해 정보를 훔치는 내용을 담은 영화인 <인셉션(Inception), 2010>의 시대가 곧 도래 할 것으로
보인다.
연구팀은 먼저 27~39세의 피 실험자 남성 3명에게, 깨어있는 동안 책과 컴퓨터 등 70가지 사물(objects)
을 볼 때 나타나는 뇌파 변화의 특징을 데이터베이스에 기록했다. 그 다음 뇌파기록장치(EEG)를 장착한
남성 3명에게 낮잠을 자게 하고, 꿈을 꿀 때 기능성자기공명영상장치(fMRI)로 뇌파를 분석해, 앞서 70가
지 사물을 볼 때 나타난 뇌파와 비슷한 유형이 보이면, 실험자를 깨워 꿈의 내용을 확인했다. 이 작업을
1인당 200~250회 반복시킨 결과, 연구진은 같은 사물을 실제 눈으로 볼 때나 꿈에서 볼 때나 뇌파 변화
는 똑같다는 사실을 알아냈다. 그 결과 꿈에 어떤 사물(여자, 문자, 책 등)이 나왔는지 70% 가량을 정확
히 적중시켰다.
Horikawa et al., “Neural Decoding of Visual Imagery During Sleep", Science Express, DOI: 10.1126/science.1234330, Published Online 4 April 2013.
http://www.sciencemag.org/content/340/6132/639.abstract
KBS - 日 뇌파 분석…꿈 일부 해독(6 Apr 2013)
http://news.kbs.co.kr/news/NewsView.do?SEARCH_NEWS_CODE=2638844
Youtube - Dream decoding from human brain(Apr 2013).
http://www.youtube.com/watch?v=inaH_i_TjV4
Dream decoding from human brain_(720p)
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타인의 생각(마음)을 읽기
(1) 미국 코넬대를 중심으로 하는 일련의 신경과
학 자 들 이 기 능 성 자 기 공 명 영 상 장 치 (fMRI,
Functional Magnetic Resonance Imaging)를 이
용해, 누가 어떤 이미지들(images)을 어떻게 분석
하고 그 이미지들에 대해 무슨 생각을 하고 있는
지를 알아내는 방법을 발견(Hassabis et al., 2013).
Hassabis et al., "Imagine All the People: How the Brain Creates and Uses
Personality Models to Predict Behavior," Cerebral Cortex, 10.1093/cercor/bht042,
published online 5 March 2013
http://cercor.oxfordjournals.org/content/early/2013/03/04/cercor.bht042.abstract
(2) 사람들은 각자 생각할 때 즉 뇌를 활성
(brain activation)화 시킬 때, 시간영역과 공간
영역 등에서 사람마다 고유의 패턴 즉 독특한
패턴(unique patterns)을 갖고 있다. 이것이 우
리 뇌 의 내 측 전 전 두 엽 피 질 (the medial
prefrontal cortex, mPFC)이 갖고 있는 멘탈 모
델(Mental Models)이다. 그러므로 이 독특한
패턴을 감지하여 디코딩(해석, Decoding)하면
무슨 생각을 하고 있는지 알게 되는 것이다. 이
기술을 이용하면 어떤 특정 상황에서 어떤 사
람이 무슨 행동을 할 것인지를 알아낼 수 있다.
2002년에 개봉된 2054년을 배경으로 하는 영
화 < 마 이 너 리 티 리 포 트 (Minority Report),
2002>에 등장하는 뉴런을 연결하는 시냅스
(Synapse) 메커니즘을 이용한 사전범죄예방시
스템(Pre-Crime Prevention System)을 만들 수
도 있다. 생각하는 대로 이루어지는 세상이 올
수도 있고, 이 장치가 소형화되고 고도화되어
우리 눈으로 이식될 경우 눈으로 보고 다른 사
람들이 무슨 생각을 하고 있는지 쉽게 파악할
수 있다.
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한국의 고려대, 미국의 하버드대 및 보스톤대 과학자들이 세계 최초로
‘브레인-브렌인 인터페이스(Brain-Brain Interface)’ 기술 중 사람의 뇌
파를 무선으로 컴퓨터에 보내고, 컴퓨터는 뇌파를 초음파로 바꾸고, 컴
퓨터 화면에 '쥐의 꼬리를 움직일 명령을 깜빡이는 점'으로 표시한 후,
그 다음 사람이 그 점을 응시하면, 컴퓨터가 초음파를 쥐의 운동중추로
보내서, 쥐의 꼬리를 움직이는데 성공하였다. 결국 사람의 뇌에서 생각
이나 메시지를 쥐의 뇌로 전달한 것이다(You et al., 2013).
특히 이 기술은 기존의 브라운대학이나 피츠버그대학의 이식(두뇌에 칩
을 이식) 기술이 아니라 비이식 기술로 뇌파를 전달한 것이다. 따라서
성경에 까마귀(raven)가 사람에게 밥을 날라주는 것이 현실로 등장하고
있음을 알 수 있다. 이를 동물전파유도 기술이라고 한다..
단지 아쉬운 점은 아직은 '꼬리를 움직인다'는 생각 자체를 쥐의 뇌에 전
달하지는 못했다. 단지 컴퓨터 화면에 깜빡이는 점을 볼 때 나오는 뇌파
를 쥐가 꼬리를 움직이게 하는 스위치처럼 이용했을 뿐이다. 그러나 영
화 <아바타(Avatar), 2009>에서 주인공의 생각은 분신(分身)인 나비족
(族) 전사의 몸을 통해 행동으로 옮겨지는 것처럼, 사람의 뇌파로 다른
동물을 움직이는 데 성공한 것이다. 생각으로 로봇 팔이나 휠체어를 움
직인 연구는 이전에도 있었지만 살아있는 동물을 움직인 것은 처음이다.
과학계에서는 연구가 발전하면 화성 탐사에 나선 침팬지에게 무선으로
사람의 의도를 전달하는 일이 가능할 것으로 기대하고 있다. 또는 타이
거 우즈의 뇌에 저장된 스윙 노하우를 초보 골퍼들의 뇌에 전달하는 상
상도 해볼 수 있고, 고수의 지식을 하수의 두뇌에 전달 할 수도 있다(조
선일보, 4 Apr 2013). 다시 말해 이도 텔레파시 기술 중의 하나이다.
You et al., "Non-Invasive Brain-to-Brain Interface (BBI):
Establishing Functional Links between Two Brains", PLoS ONE 8(4):
e60410. doi:10.1371/journal.pone.0060410, 3 Apr 2013.
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.00604
10
조선일보 - [오늘의 세상] 영화 아바타처럼… 사람 생각만으로 동물을
움직였다
http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2013/04/04/20130404002
02.html
BCI -> CBI -> BBI
Done_과학_쥐_journal.pone.0060410
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KBS via Youtube - 인간 뇌파로 동물 행동 제어 성공(8 Jun 2017)
https://www.youtube.com/watch?v=7drveAOa8Ok
Bonkon Koo, Chin Su Koh, Hae-Yong Park, Hwan-Gon Lee, Jin Woo Chang, Seungjin Choi & Hyung-Cheul Shin, "Manipulation of
Rat Movement via Nigrostriatal Stimulation Controlled by Human Visually Evoked Potentials" Scientific Reports 7, Article number:
2340, Published online:24 May 2017. http://www.nature.com/articles/s41598-017-02521-6
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차원용의 미래_10_두뇌인터넷(Internet of Brain)

  • 1. 1/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 차원용 소장/영어교육학/MBA/공학박사/미래학자 (주)아스팩미래기술경영연구소 BIBLEMATRIX@GMAIL.COM, 010-5273-5763
  • 2. 2/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Contents Some Logics & backgroundI Five Sensing -> EmotionIII BCI/BMI/BBIIV Q&AV Human Brain CentricII
  • 3. 3/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ The Age of Aging Economy 미국 – Brain Initiative(‘13.04) <- NBIC(Converging Technologies for Improving Human Performance : NBIC)’(Roco & Bainbridge(Eds.), 2002) EU – The Human Brain Project(‘13.01) BCI(Brain Computer Interface), BMI(Brain Machine Interface), BBI(Brain-Brain Interface) Prosthetic Robots by 3DP(로봇 팔/다리/손/귀 등의 Bionic) The Aging Care Robots… The Family Love Network Platform… 두뇌인터넷(Internet of Brain) for Human Performance I. Some Logics & background 이미 고령화 사회(7%, Aging society)를 넘어 고령 사회(14%, Aged society)로 진입, 강원도 전체 초고령사회(21.2%), 전남 고흥(38.1%), 경북 의성(37.7%)/군위(36.6%), 경남 합천(36.4%) 등 93곳은 초고령사회(20%, Post-aged society) 진입(행정안전부, ‘20.06.30) -> 2030년이면 고령자들이 일터로 돌아오는 솔루션…..
  • 4. 4/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Next Big Things 天 地 人 생체인터넷 (IoB) 인간형 로봇 3D프린터/ DIY 서비스 디자인 Cloud 블록체인/ 핀테크 O2O O4O Platform Storage 가상현실증강현실 자율차 두뇌인터넷 (IoB) 게놈/크리스퍼 GPS & Sensors SNSs Processors Nets 빛=에너지 Smart Home 생체에너지 Smart City 드론 로봇 정밀의료 신약 미세 먼지 탄소 자원 All rights reserved by Korea Creative Economy Research Network(25 Nov 2016) IoT SF/BM 인간(Bio)의 학문/기술/디자인공간(Physical)의 학문/기술/디자인 X- ABNI+α, SW, BD->SD Until Now as there are : 시간(Digital/Cyber)의 학문/기술/디자인 Cloud<->Edge -> Hybrid Block Chain I. Some Logics & background
  • 5. 5/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Brain Revolution © 차원용, “녹색융합 비즈니스(2009)”, 부록 : 2030 녹색융합 기술 & 비즈니스 발전 로드맵(2009) 미국의 과학재단(NSF)-‘인간수행 능력의 향상을 위한 융합기술 (Converging Technologies for Improving Human Performance : NBIC)’(Roco & Bainbridge(Eds.),2002) USA - Brain Initiative(2013.04) EU - Human Brain Project(2013.01) 0차원 점 1차원 선 앞,뒤 2차원 면 앞,뒤 좌,우 3차원 공간 앞,뒤 좌,우 상,하 ①신경/뇌 과학(내부) ②인지과학(외부) ③인공지능(인공물) 두뇌에서 생각하는 대로 실감/표현의 4차원 문화 . 4차원 Brain (뉴런+ 성상세포+ 시냅스) 휴먼인터페이스 – WEL/BMI/DBS – 인지감성기술 – 자연언어인식 – 생체신호인식 – 인체매질통신 - 텔레파시통신 - 텔레키네시스 + 시간 + 시간 + 시간 + 시간 + 시간 시간의 단축/제어 지식+인간(~2030) 문화(2030~) 에코 HBO + 자동차(~2015)+사물(~2020) + 생물(~2020) + 로봇(~2025)+자원 (FEW_M, ~2030) 1) 정상인 -> 인간수행능력 향상, 2) 재활의학 -> 정상인, 3) BMI -> 다운로드/업로드, 4) 빛과 작용 -> 선한자 악한자 5) 개성->AR->VR(아바타,2009) 자료 : 차원용 외, “융합IT기술의 발전방향과 글로벌 융합미디어 비즈니스 전략(Roadmap of Converging IT and Business Strategy of Global Converging Media)”, Telecommunications Review, V20, N1, 2010 년 2월 호, Submitted(091123) Telepathy, Telekinesis, Psycho kinesis, Parapsychology [긴장 속 번영 61년… 이스라엘_9명 노벨상] 와이즈만과학연구소의 자이프만 "천연자원 없는 게 다행… 우린 인간 뇌에 투자한다"(23/Oct/2009) http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2009/10/23/2009102300108.html?Dep0=chosunnews&Dep1=related&Dep2=related_all 우리 프로젝트의 80% 는 살아있을 때 보지 못한다-http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2009/10/23/2009102300107.html II. Human Brain Centric ①오감 ②감성 ③감정 ④생각 ⑤의지 ⑥자유 ⑦사랑 ⑧예술
  • 6. 6/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Evolution of Human-Centric SocietyII. Human Brain Centric 1 4 2 3 Socio-Culture 다중심 사회 고령화 확대 저출산 증가 싱글 가구증가 여성 파워 증가 Economic Consumption 현재에 충실한 생활 긱 경제(Gig Economy) 가성비 가심비 1인 기업 욜로 소확행 워라밸 Technology 인간 역량의 강화 3D/AR/VR 감각/감성 감정 인식 AI/BI Environment(Eco) 환경과의 공진 친환경 FD Free Green Energy 스마트 지능사회 2015 오감반응 사회 2020 생각하는 대로 이루어지는 사회 2030 감성표현 감성사회 2025 Intelligent Agent( Cresumer Curation Always On Flexible Foldable 3D AR/VR Wearable Computer Context Awareness Emotion -> 3D Avatar Collective Intelligence Collaborative Computing Brain Wave Mind Control3D Camera/Edit Human Energy My Data -> Edge Safe & Security Touch Free Decision Support WB, WA, WD Work Life Balance Holography DIY/3D Printing 6 5 CPS디자인 에너지 자율주행 드론/로봇 소재 3DP/로봇 IoT 생체인터넷 (WC/IoB) 두뇌인터넷 (IoB) BC/FT AR/VR/ MR O2O LBS/SNS Cloud<-> Edge Green Zero Emission BD -> X-ABNI+α -> Organic Chip -> Micro Computer under 1mm³ 스마트 에너지 스마트 교통 스마트 유틸리티 스마트 빌딩/홈 스마트 공장/팜 스마트 의료 스마트 금융 스마트 교육 스마트 관광/레저 스마트 문화교류 스마트 행정 스마트 에코 C Prediction/Recommendation Sensing & Responding Emotional Collaboration Decision Support P 2D OS/Edge->Cloud Cloud->Edge 3D OS(1.0) Cloud<->Edge 3D OS(2.0) Cloud<->LC->Edge 3D OS(3.0) N 4.5G(Mbps) 5G(Gbps) 5.5G 6G(Tbps) D LCD/OLED MOLED/Flexible/Foldable Stretchable/Transparent Cloud Shell/Holography UX HMMI Five Sensing Fusion(3D GUI) Emotion/Avatar(3D GUI) Brain/Mind(3D GUI)
  • 7. 7/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ http://www.humanbrainproject.eu/ 2013.01 - The project is directed by the École polytechnique fédérale de Lausanne and co-directed by Heidelberg University, the University Hospital of Lausanne and the University of Lausanne. Its total costs are estimated at 1 190 million €, of which 555 million would go to personnel, to compensate 7148 person-years of effort.[1] It is supported by the European Union as a 'FET Flagship' project and the 86 institutions involved will receive one billion euro in funding over ten years.[2] http://www.youtube.com/watch?v=JqMpGrM5ECo The Human Brain Project - Video Overview_(720p) (08 Nov 2012) EU – The Human Brain ProjectII. Human Brain Centric
  • 8. 8/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ USA– Brain Initiative 2013.04 - The BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, also commonly referred to as the Brain Activity Map Project) is a proposed collaborative research initiative announced by the Obama administration on April 2, 2013, with the goal of mapping the activity of every neuron in the human brain.[2][3][4][5][6] Based upon the Human Genome Project, the initiative has been projected to cost more than $300 million per year for ten years.[2] http://www.nih.gov/science/brain/ http://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative President Obama Speaks on the BRAIN Initiative and American Innovation_(720p) http://www.youtube.com/watch?v=uJuxLDRsSQc&feature=youtu.be II. Human Brain Centric
  • 9. 9/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ http://www.weizmann.ac.il/ Israel - WeizmannII. Human Brain Centric
  • 10. 10/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Sensitivity & Sensibility & Emotion HI HB Input = HI Complicated Process Output 감각(Sensitivity) 감성(Sensibility) or 감수성(Susceptibility) 감정(Feeling, Emotion) or 감동(Affection) 경험(XP) = HB System 경험(XP)이란? 경험의 구조와 프로세스 외부의 물리적 자극에 대 한 신체 기관의 감지를 의 미한다. 인간의 인지작용 이 배제된 직접적인 자극 에 대한 지각 • 심리적, 인지적, 유전적, 생리생물적, 정신적, 뇌신경적의 복합적인 컨버징 작용 • 전통, 혈통, 가문, 환경, 물리적 요소들의 복합적인 컨버징 작용 • 동기/욕구(머리-이성적) -> 유발(가슴-감성적) 하향변환(downshifting)작용 – Daniel Goleman(1995)의 감정적 압도(Emotional hijacking) 신경세포인 뉴런의 명 령에 따라 신경전달물 질에 의해 외부로 표현 또는 발현되는 행동 또 는 결과 HI = Human Interface HB = Human Bandwidth 감각-감성-감정과 컴퓨터와의 관계 Source: © 차원용 “Matrix Business(2006)” III. Five Sensing -> Emotion
  • 11. 11/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 오감 컴퓨팅 Youtube - Wake Up & Smell The Bacon — from the Oscar Mayer Institute For the Advancement of Bacon(OMIFAB)(05 Mar 2014). http://www.youtube.com/watch?v=PiWdF3u9C0w, http://www.wakeupandsmellthebacon.com/ ○ 디자인포장센터, “오감이 구매의사 결정에 미치는 정도”, 1990 III. Five Sensing -> Emotion 오감 컴퓨터의 능력 컴퓨터의 진화 및 인간 지원 활동 시각 (87%) 인간의 시각 감지 능력을 넘음 인간의 눈은 가시광선(Visible Light)만 감지, 향후 컴퓨터는 라디오(Radio), 극초단파 (Microwave), 적외선(IR), 극자외선(UV), X-선, 알파선, 감마선, 베타선까지 감지하여, 인 간이 감지할 수 없는 시각정보(이미지), 예술(artwork) 정보, X-선 이미지, MRI 이미지를 분석하여 인간에게 제공 청각 (7%) 인간의 청각 감지 능력을 넘음 인간의 귀는 16Hz~20kHz의 소리만 감지, 향후 컴퓨터는 20,000Hz 이상의 초음파를 모 두 감지하여, 인간이 감지할 수 없는 소리나 진동을 감지, 어린아이의 우는 소리를 인 식 분석하여 건강상태나 분위기 파악하여 치료법 제공, 미세한 소리까지 감지하여 산 사태(avalanches)나 다리의 붕괴를 예측하여 인간에게 제공 촉각 (3%) 인간의 촉각 감지 능력을 넘음 인간의 손/피부는 사물의 표면만을 감지하고 미묘한 촉감을 감지할 수 없으나, 향후 컴 퓨터는 인간이 감지할 수 없는 사물의 표면과 속의 촉감을 감지하여 스마트 화면에서 물체의 질감을 느낄 수 있도록 해줌. 스마트폰의 진동장치를 이용해 원거리에 있는 사 물의 고유한 진동패턴(빠르고 짧은 진동, 길고 강한 진동)을 재현하여 촉감도 인간에게 전달 후각 (2%) 인간의 후각 감지 능력을 넘음 인간의 코는 10,000개의 냄새분자(화학분자)만 감지, 향후 컴퓨터는 개의 100,000개 냄 새분자를 감지할 수 있는 능력을 가져, 인간이 감지할 수 없는 냄새를 감지하여 인간에 게 위험 정도를 제공, 인간의 호흡(날숨, respiration)으로 건강 상태를 분석하고 실내의 병원균이나 바이러스를 감지하여 인간에게 제공. 호흡에 아세톤 분자(가스)가 2배 이상 포함되면 당뇨병, 톨루엔은 폐암, 일산화질소는 천식, 암모니아는 신장병 미각 (1%) 인간의 미각 감지 능력을 넘음 인간이 감지할 수 없는 미각을 감지하여 개인의 건강상태와 미각 선호도를 고려해 식 단을 구성해줌. 인간의 맛을 결정하는 것은 시각이 87%임, 보는 것으로 이미 침이 나오 고 먹고 싶다는 생각이 나게 하는 것임 <표> IBM이 전망한 5년 후의 우리의 생활을 바꿀 컴퓨터의 오감 혁신(IBM, 2012) ○ 이 ‘컴퓨터/디바이스 → 인간’의 기술에 가장 발 빠르게 움직이는 기업이 IBM임. IBM은 2012년 센서 및 소프트웨어 프로그 램의 발달로 5년 안에(2017년) 컴퓨터가 인간과 같거나 그 이후 월등히 높은 오감 능력을 갖게 될 것이라 예측함) * IBM(2012) - The 5 in 5 - Innovations that will change our lives in the next five years. http://research.ibm.com/5-in-5/, https://www.ibm.com/news/ca/en/2012/12/17/l621228e80146v42.html
  • 12. 12/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ IBM 5 in 5(05 Jan 2017)III. Five Sensing -> Emotion IBM 5 in 5(5년 내에 우리의 삶을 바꿀 5가 지 혁신기술(05 Jan 2017) http://www.research.ibm.com/5-in-5/ http://www.itnews.or.kr/?p=20491 https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/51322.wss http://www-03.ibm.com/press/kr/ko/pressrelease/51352.wss 큰 주제는 "보이지 않는 것을 보게 된다 (Making the invisible visible)"입니다^. 1) With AI, our words will be a window into our mental health https://www.youtube.com/watch?v=DnYUNQVcVnI 2) Hyperimaging and AI will give us superhero vision https://www.youtube.com/watch?v=TaOOb89ilYk 3) Macroscopes will help us understand Earth's complexity in infinite detail https://www.youtube.com/watch?v=qKMugpYD6tA 4) Medical labs “on a chip” will serve as health detectives for tracing disease at the nanoscale https://www.youtube.com/watch?v=c0o0myb7Te4 5) Smart sensors will detect environmental pollution at the speed of light https://www.youtube.com/watch?v=eXF14qeJzfk
  • 13. 13/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 인간의 눈에 보인 도마뱀(왼쪽)과 도마뱀의 눈에 보인 도마뱀(오른쪽) [사진제공=영국 엑스터대 학( University of Exeter)] 인간이 보는 꽃(왼쪽)과 꿀벌이 보는 꽃(오른쪽) 은 다 르 다 [ 사 진 제 공 = 영 국 엑 스 터 대 학 (University of Exeter)] * Science Daily - Animal-eye view of the world revealed with new visual software. New camera technology that reveals the world through the eyes of animals has been developed by University of Exeter researchers(06 Aug 2015). http://www.sciencedaily.com/releases/2015/08/150806112103.htm * The software is free to download and is available here: http://www.jolyon.co.uk/myresearch/image- analysis/image-analysis-tools/ * Jolyon Troscianko & Martin Stevens, "Image calibration and analysis toolbox - a free software suite for objectively measuring reflectance, colour and pattern", Methods in Ecology and Evolution, Article first published online: 6 AUG 2015. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041- 210X.12439/abstract;jsessionid=16D36783BDAC83C8D57AC68D77D8248B.f03t03 Animal Eye Image SoftwareIII. Five Sensing -> Emotion
  • 14. 14/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 미국 피츠버그 소재 디즈니연구소는 최신 알고리듬을 적용해 터치스크린 기기에 3D 터치 감을 제공하는 기술을 개발하여 (Disney Research, 7 Oct 2013) 논문으로 발표하고(Kim et al., 7 Oct 2013), 이를 동 시에 동영상으로 공개했다(Youtube, 7 Oct 2013). 세 사람이 논문을 발표했는데, 그 중에 한 사람이 한국의 김승찬 씨이다. 따 라서 적어도 2015년에는 온라인 쇼핑 시 단말기 스크린 상에서 구매하려는 물건의 촉감을 느낄 수 있고, 지도상에서 산과 강 의 높낮이도 촉감으로 인식할 수도 있게 됐다(Zdnet, 8 Oct 2013). • Disney Research - Tactile Rendering of 3D Features on Touch Surfaces(7 Oct 2013) http://www.disneyresearch.com/project/3d-touch-surfaces/ • Kim et al., "Tactile Rendering of 3D Features on Touch Surfaces", In Proc. of UIST’13, ACM, 7 Oct 2013. • Youtube - Tactile Rendering of 3D Features on Touch Surfaces(7 Oct 2013) http://www.youtube.com/watch?v=zo1n5CyCKr0&feature=player_embedded • Zdnet - 스크린속 물체 질감 느낀다...'3D터치기술'개발(8 Oct 2013) http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20131008143023 디즈니연구소가 개발한 전압과 인지마 찰과의 3차원적인 정신물리학적 모델 (Psychophysical model). Image Credit : 디즈니연구소 & Youtube(7 Oct 2013) Tactile Rendering of 3D Features on Touch Surfaces 오감 컴퓨팅 - 디즈니연구소 – Tactile 구현 모델III. Five Sensing -> Emotion
  • 15. 15/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 공기중의 냄새 분자 후각 수용체(후각 섬모, 嗅覺 受容體) – 1000개 의 유전자 숫자와 후각 수용체 숫자는 같다 냄새 분자들이 후각 수용체에 붙는다 후각 수용 세포 후각 상피(嗅覺 上皮) 뼈 후각수용세포가 활성화 되고 전기신호로 신경망 을 통해 보낸다 후구(후각신사구체, 후각망울, 嗅球) 승모세포 전기신호들은 후구로 중 계된다 전기신호들은 변연계의 시상과 측두엽의 후각중 추기관으로 전송된다 후신경구(嗅神經球) 2004 노벨생리의학상 – 후각의 메커니즘 밝혀 2004 노벨생리의학상 – 후각의 메커니즘 밝혀III. Five Sensing -> Emotion
  • 16. 16/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 오감 컴퓨팅 - Smell 프랑스 파리 소재 스타트업 기업인 베이포 커뮤니케이션즈 (Vapor Communications, onotes.com)가 개발하고 있는 스마 트폰으로 샴페인, 초콜릿, 커피, 플라우어 등의 향기를 보낼 수 있는 오폰 듀오(oPhone DUO). 이는 하버드 대의 데이빗 에드워즈(David Edwards) 교수가 개발한 것임. 오폰은 오칩 (oChips)이라 불리는 작은 카트리지(cartridges)가 탑재된 향기 돔(Scent Dome)과 같은 별도의 소형기기를 통해 냄새 를 구현. 사용자들은 냄새를 보내기 위해 무료로 제공되는 아 이폰 앱인 오스냅(oSnap)을 다운로드 받은 뒤 음식 사진, 오 스냅의 팔레트에 들어있는 30만가지 향을 조합해 원하는 냄 새를 만들 수 있음. 그 뒤 이 정보는 사진, 글, 냄새를 조합해 오노트(oNote)에 올리고, 이를 다시 이메일, 페이스북, 트위 터 등으로 전송할 수 있게 했음. 스마트폰으로 전송된 사진은 오칩의 소형기기를 통해 맡을 수 있음. 앞으로 베이포 커뮤니 케이션즈는 펀딩 금액에 따라 새로운 향을 개발하는 한편, 오 폰 4.0을 개발해, 사진을 찍으면 향을 자동으로 분석해 알려 주는 아로마틱 카메라 등을 개발한다는 계획임. 이제 오감(후 각) 반응사회(2020) -> 감성/감정 사회(2025)로 진입하고 있 어, 향기 마케팅 시대가 열리고 있는 것임. Youtube - Introducing oPhone (French subtitles)(16 Jun 2014). http://www.youtube.com/watch?v=vIxzqMU9UrE, YTN - 스마 트폰으로 냄새 전송 성공(201407060002089343_s)(6 Jul 2014). http://www.ytn.co.kr/_ln/0105_201407060002089343 rtsp://nvod1.ytn.co.kr/general/mov/2014/0706/201407060002089343_s.wmv Youtube - Wake Up & Smell The Bacon — from the Oscar Mayer Institute For the Advancement of Bacon(OMIFAB)(05 Mar 2014). http://www.youtube.com/watch?v=PiWdF3u9C0w, http://www.wakeupandsmellthebacon.com/ III. Five Sensing -> Emotion
  • 17. 17/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 권오석(Oh Seok Kwon) 한국생명공학연구원(KRIBB) 전임연구 원을 제1저자로 서울대, 전남대, 동덕여대의 연구원들이 사람보 다 냄새 더 잘 맡는 '슈퍼바이오전자코(Superbioelectronic Nose, MSB nose)'를 개발해 논문을 발표(Kwon & Jang et al., Nano Letters, 31 Aug 2015). ‘그래핀(Graphene)’이라는 탄소 신소재를 이용해 초소형 반도체 소자를 만든 다음, 여기에 사람 의 후각 수용체(human olfactory receptors, hORs)를 결합했 다. 지금은 바닐라 냄새와 바다 냄새, 두 종류의 향기를 동시에 인식시키는데 성공한 상태이지만, 앞으로 후각수용체 숫자를 늘리기만 하면 사람처럼 370종류의 향기를 모두 인식하게 만 들 수 있다. 따라서 유독가스 감지 시스템, 암과 같은 재난 및 질병분야에 큰 도움이 될 걸로 기대하고 있다. 또 식품 및 향수 감별, 마약 및 생화학무기 조기 검출 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 보인다. * 동아일보 - 국내 연구팀, 사람보다 냄새 더 잘 맡는 ' 전자코' 개발(12 Oct 2015) http://news.donga.com/Main/3/all/20151012/74119 566/1 * Kwon & Jang et al., "An Ultrasensitive, Selective, Multiplexed Superbioelectronic Nose That Mimics the Human Sense of Smell", Nano Letters, DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02286, Publication Date (Web): August 31, 2015(Letter). http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5 b02286 KRIBB – 전자코 개발III. Five Sensing -> Emotion
  • 18. 18/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 미각 센서 서울대 <박태현> 교수팀은 탄소나노뉴브(CNT)에 각 각 인간의 후각과 미각 수용체 단백질을 결합한 인공 후각 센서와 미각센서를 개발했음. 후각 수용체에 냄 새분자가 달라붙으면 발생하는 미세한 전기신호를 측 정(Song et al., Nano Letters, 2012) Song et al., "Human Taste Receptor-Functionalized Field Effect Transistor as a Human-Like Nanobioelectronic Tongue", Nano Letters, 13 (1), pp 172-178, 2013, DOI: 10.1021/nl3038147, Publication Date (Web): November 26, 2012. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl3038147 III. Five Sensing -> Emotion
  • 19. 19/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 미국 스탠포드대 과학자들이 압력(Pressure or force)도 느끼는(압각) 인공 피부(skin-inspired mechanoreceptor)를 개발해 논문을 발표했다 (Tee & Bao et al., Science, 16 Oct 2015). * YTN - 압력도 느끼는 인공 피부 개발(16 Oct 2015) http://www.ytn.co.kr/_ln/0105_201510160317351227 * Tee & Bao et al., "A skin-inspired organic digital mechanoreceptor", Science, Vol. 350, no. 6258, pp. 313-316, 16 Oct 2015. http://www.sciencemag.org/content/350/6258/313.short 압각 센서III. Five Sensing -> Emotion
  • 20. 20/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ App (1) Avatars Reflecting User States(20110296324, 2011.12) & (2) Automatic Avatar Creation(20110292051, 2011.12) as Reinventing Emoticons & Dreaming of 3D Avatars; Systems, Methods, and Computer-readable Media for Changing Colors of Displayed Assets(20120075328, 29 Mar 2012) Scalability 향후 아바타가 디지털인증서류와 디지털 꽃/음악/비디오를 배달하고 서명을 받아오는 Agent역할; Siri 와 결합하면 상대방에게 Voice Mail/Message을 전달하고 답장을 받아옴; SNS/비디오컨퍼런싱/게임 어플에 사용되는 3D Avatars Apple - 3D Avatar + Siri = Face MessageIII. Five Sensing -> Emotion iOS11(iPhone X) ->Animoji ->Memoji
  • 21. 21/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 3D Avatar = Face Message 영국 캠브리지 대학과 도시바 연구원들이 개발한 감정을 표현하는 나의 분신 아바타(Zoe). Image Credit : Toshiba Cambridge Research Lab/Department of Engineering, University of Cambridge, Youtube(2013) 동 영상 캡쳐 University of Cambridge - Face of the future rears its head(19 Mar 2013) http://www.cam.ac.uk/research/news/face-of-the-future-rears-its-head Youtube - Face of the future rears its head(19 Mar 2013) http://www.youtube.com/watch?v=kOil2HSDq0E Face of the future rears its head_(720p) III. Five Sensing -> Emotion
  • 22. 22/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Brain Wave 명칭 주파수(진동수) 뇌의 상태 델타파(δ) 0.5~3.5Hz 깊은 수면 중 거의 의식이 없는 상태(비렘수면) 세타파(θ) 4~7Hz 꿈을 꾸는 졸고 있는 상태(얕은 잠, 렘수면) 알파파(α) 8~13Hz 안정, 편안한 상태, 명상할 때 베타파(β) 14-34Hz 긴장하고 집중하고 있는 상태, 사람이 눈을 뜨 고 활동할 때 감마파(γ) 25~100㎐ 과거의 기억과 현재의 인식 정보를 효율적으 로 운반한다는 사실이 밝혀짐. 시냅스에 과거 의 기억과 새로 인식한 사실을 전달해, 뇌가 이 두 정보를 비교ㆍ처리할 수 있게 함. 기억 과 회상, 인식 작용에서 ‘운송자’ 역할을 맡는 셈임. 연구팀은 쥐의 뇌파를 분석하는 실험으 로 감마리듬 중 주파수가 낮은(slow) 대역이 기억 정보를, 높은(fast) 대역이 인식 정보를 옮 긴다는 점을 밝혀냄(Colgin et al., Nature, 2009). Colgin et al., "Frequency of gamma oscillations routes flow of information in the hippocampus(감마 리듬(진동)은 해마에서 정보의 흐름을 라우팅)", Nature, Vol.462, No.7271, pp353-357, 19 November2009. IV. BCI/BMI/BBI YTN via Toutube - 수면 중 뇌파 조절로 장기 기억력 2배 향상(6 Jul 2017) https://www.youtube.com/watch?v=oq6kvIb EqEA
  • 23. 23/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 마음을 촬영하는 신개념 카메라 마음을 촬영 기록하는 신개념 카메라 등장!! 일본 게이오 대학 연구팀이 사람의 마음(두 뇌)과 카메라를 연결하여 마음을 촬영하는 기술을 개발했습니다. 이 기술은 사람의 뇌파 (EEG)를 분석해 호감을 갖는 사물을 탐지해 내고 그것을 기록하는 것입니다. 따라서 향후 사람들은 자신이 무심코 지나칠 수도 있는 장면들을 촬영하여 보관할 수 있게 됐습니다. 이 기술은 일본 게이오(Keio) 대학교가 최근 개발한 뇌파기록장치와 애플의 아이폰 기기 를 호환시킨 것입니다. 사용자는 밴드 형태의 뇌파기록장치 기기를 머리에 장착하면 지나 가면서 관심을 가졌던 대상을 모니터링하고 영상 또는 사진으로 저장할 수 있습니다. 이 장치는 발생하는 뇌파(베타파, 14~34Hz, 집중/긴장)의 정도에 따라 등급을 1~100점으로 나누어, 만일 사용자가 어떤 사물에 대해 60점 이상의 관심을 보일 경우 아이폰 애플리케이션이 작동해, 5초간 사물을 기록하는 방식입니다. 즉 이 소프트웨어는 사람의 일상생활 속에서 가장 기억하고 싶은 순간을 사진기에 담을 수 있게 해줍니다. 연구팀의 미쯔쿠라 교수는 신기술이 사진기의 발전 방향을 제시할 것이며, 인류와 카메라 기술의 결합에 큰 도움이 될 것으로 기대한다고 밝혔습니다. 또한 가까운 미래에 인간의 의식과 감정을 통합한 새로운 인터페이스가 등장할 것이라고 내 다봤습니다. 향후 이 기술은 일본의 뉴로웨어(Neurowear)를 통해 작고 세련된 제품으로 재 탄생될 예정입니다. 뉴로 웨어측은 제품에 수동 조작 모드를 추가하고 다양한 감정적 정보를 입력할 예정입니다. 사진의 위치와 시간 정보를 기록하기 위해 GPS도 장착할 계획이라고 밝혔습니다. Youtube - neurowear neurocam concept movie(720p)(29 Oct 2013) http://www.youtube.com/watch?v=CDgkX-JY_wM IV. BCI/BMI/BBI
  • 24. 24/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Youtube - MindRDR(9 Jul 2014) http://www.youtube.com/watch?v=JJQZtxlLaG0 Engadget - Control Google Glass with your mind... and a second headset(9 Jul 2014) http://www.engadget.com/2014/07/09/mindrdr- google-glass-neurosky/ 영국 런던기반 디스플레이스(This Place)는 뇌파구 동 무료 앱인 ‘MindRDR’을 공개했다. AR 디스플 레이 헤드셋인 구글 글래스 용으로 개발된 이 앱은 기존 기기들이 음성으로 명령을 내려야 했던 제어 체계를 ‘생각’만으로 구현시킬 수 있다. 예를 들어, 사진을 찍고 싶다면 뇌파(brainwaves) 중 집중/학 습 시에 나오는 베타파(β, 14~34Hz)를 이용해 사 진을 찍고 싶다는 의지만으로 ‘찰칵’ 촬영이 가능 하다. MindRDR은 뉴로스카이 사의 뇌파 측정 ‘뉴 로 스 카 이 EEG 바 이 오 센 서 (Neurosky EEG biosensor)’와 ‘마인드웨이브 모바일(Mindwave Mobile)’를 이용, 착용자의 생각을 통계적으로 분 석해 ‘집중의지’를 실현시킨다. 사용자가 해당 어플 리케이션을 실행하면 눈앞 화면 중앙에 일정 수평 선이 표시된다. 여기서 집중력을 가하면 화면 속 실행 버튼 이미지를 상단, 하단 등으로 이동시킬 수 있다. 필요에 따라 이미지를 촬영하거나 SNS에 공유시키는 것도 가능하다. 아직은 이미지 촬영, 공유 정도의 기술밖에 구동이 안 되지만, 추가 개 발을 통해 마비 등으로 의사소통에 어려움을 겪고 있는 환자들의 ‘커뮤니케이션’을 도와주는 훌륭한 도구로 거듭날 수 있을 것으로 예상되고 있다. This Place - MindRDRIV. BCI/BMI/BBI
  • 25. 25/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 삼성전자의 Emerging Technology Lab은 드라이 뇌파기록장치가 (Dry EEG) 달린 모자(cap)를 쓰고 뇌파(brainwaves)를 감지해 갤 럭시 노트 10.1를 조작하는 연구를 미국의 Univ of University of Texas, Dallas와 공동으로 연구를 시작하고 있다고 Technology Review가 2013년 4월에 보도함1). 이맬, 친구에게 전화 걸기, 음 악 고르기, 어플 동작, 전원을 켜고 끄기 등 우선 장애인들을 위 한 프로젝트이지만, 언젠가는 정상인들도 모자를 쓰고 스마트 디 바이스를 조작할 것으로 기대. 결국 모든 삼성전자 스마트 디바 이스에 이 BCI(brain-computer interface) 기술을 적용하고자 함. 원래 뇌파는 약하고 노이즈가 심한 시그널임(weak and noisy EEG signals). 이런 시그널로부터 디바이스를 제어할 수 있는 정 확한 정보를 추출하는 것이 목표임. 더욱이 일반 뇌파기록장치는 젤이나 젖은(gel or wet) 상태의 전극들을 갖추고 있어 셋업하는 데에만 45분 걸리나, 이번 연구는 드라이 전극으로 셋업하는데 10초 밖에 안걸림. Dry EEG의 약점은 신호수신이나 품질을 높여 5초만에 디바이스를 조작하는 선택을 실험한 결과 신뢰도가 80~95%에 달함. Technology Review - Samsung Demos a Tablet Controlled by Your Brain, An easy-to-use EEG cap could expand the number of ways to interact with your mobile devices(19 Apr 2013). 드 로르작/교향곡 9번(Dvorak Symphony No. 9) http://www.technologyreview.com/news/513861/samsung- demos-a-tablet-controlled-by-your-brain/ Samsung - BCI Samsung Tests a Galaxy Note 10.1 and Tablet Controlled by Brain Activity(05 May 2013) http://www.youtube.com/watch?v=trNHyWy5AaY University of Eastern Finland(2014) IV. BCI/BMI/BBI
  • 26. 26/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 두뇌비행(Brainflight) 조종사가 조종간을 잡을 필요 없이 생각만으로 비행 기를 조종할 수 있을까. 이런 꿈을 갖고 연구하는 과 학자들이 있다. 독일 뮌헨공대(TUM) 비행시스템역 학연구소 연구원들이 그들이다. 유럽연합의 지원을 받아 진행하고 있는 이 프로젝트의 이름은 ‘두뇌비 행’(Brainflight)이다. 이 두뇌비행은 조종사가 자신의 뇌파를 감지하는 캡 을 통해 조종 장치를 제어하는 방식이다. 캡에 연결 된 전극을 통해 측정된 뇌파 가운데 비행 제어에 필 요한 자극만이 뇌컴퓨터 인터페이스(BCI)를 거쳐 인 식된다. 연구진은 이는 신호처리일 뿐이며 사람의 마음을 읽는 게 아님을 강조한다. 두뇌비행 기술을 연구하는 이유는 뭘까. 프로젝트 책임자인 팀 프리케(Tim Fricke)는 “보다 많은 사람 들이 비행기를 직접 몰 수 있도록 하는 것이 장기적 인 목표”라고 설명한다. 두뇌 제어를 하면 비행이 훨 씬 쉬워질 것이기 때문이다. 조종사의 조종 부담이 줄어 비행 안전성도 향상될 것이라는 점도 기대효과 의 하나다. 한겨레 - [곽노필의 미래창]뇌파 캡으로 손 안 쓰고 '두뇌비행'(05 Jun 2014). http://www.hani.co.kr/arti/economy/it/640993.html Youtube - Simulator Experiments on Brain Controlled Aircraft Flight(00:30) by Institute of Flight System Dyamics (26 May 2014) http://www.youtube.com/watch?v=oJgVZ1H6XWY IV. BCI/BMI/BBI
  • 27. 27/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ Mark Zuckerberg - So what if you could type directly from your brain? https://www.facebook.com/zuck/videos/vb.4/10103661167577621/ TechCrunch - Facebook is building brain-computer interfaces for typing and skin-hearing(19 Apr 2017) https://techcrunch.com/2017/04/19/facebook-brain-interface/ F8 2017(18~19 Apr 2017) - https://www.fbf8.com/ FB - BCIIV. BCI/BMI/BBI
  • 28. 28/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ [Brown대학 - 사람 생각 인지하는 두뇌 칩 장착 성공. 2005년에 머리카락 굵기의 전극 100개로 구성 된 두뇌 칩과 소프트웨어 장치인 브레인게이트(Braingate)를 팔을 사용할 수 없는 남자 두뇌의 운동 피질에 1㎜ 깊이로 이식하여 생각하는 대로 컴퓨터를 조정하는 기술을 데모. 사람의 생각(man's thoughts)을 읽을 수 있는 두뇌 칩(brain chip)이 최초로 미국의 한 신경마비 남자(a paralysed man) 에게 장착되어 그 남자의 마음(his mind)을 읽을 수 있는 두뇌 칩(brain chip)(11/Apr/2005_2010) 그림 : 뇌의 신호를 컴퓨터로 보내 해석 번역되어 커서를 생각으로 움직여. 사진 : Cyberkinetics 그림 : 운동통제 운동피질에 1mm 깊이로 이식된 두 뇌 칩(센서)의 뇌의 신호가 뇌 근육 피부의 장치로 전송. 사진 : Cyberkinetics Demo –02083-02-2005-BIO-01-E/2.6MB BMI-Brain Chip Demo - BrainGate_Brown_Donoghue_Cathy(03:15) Demo - BrainGate_Brown_Donoghue_Nagle (02:02) http://news.cnet.com/8301-11386_3-10080852-76.html?tag=cntv http://www.youtube.com/watch?v=TJJPbpHoPWo Nature, “Turning Thoughts Into Action”, v442, n7099 (13/Jul/2006) IV. BCI/BMI/BBI
  • 29. 29/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ “나노봇을 인간 뇌에 이식해 뇌와 클라우드를 인터넷으로 연 결시키는 시대가 온다. 이렇게 되면 신과 같은 초월적인 지능 을 갖게 된다.” 컴퓨터과학자 레이 커즈와일(Ray Kurzweil)이 캘리포니아 특이점대학에서 가진 강연을 통해 인간진화 다음 단계가 이렇게 전개될 것으로 예언. 레이 커즈와일은 DNA로 된 나노로봇이 주입된 인간의 뇌와 클라우드를 연결시키면 인 간 기억을 저장할 수 있고, 이는 인간의 창의력과 감성을 확대 시켜 줄 것이라고 주장. 그는 2030년까지 인간은 대뇌 신피질 에 이식(접속)하는 나노봇을 사용해 전세계와 즉석에서 연결 할 수 있게 될 것이라고 예언. 이렇게 되면 사람들은 각각의 뇌에서 생각과 기억을 저장하면서 이메일과 사진을 다른 사람 의 뇌에 전송할 수 있게 됨(The World Post, 1 Oct 2015; Youtube, 30 Sep 2015; 전자신문, 6 Oct 2015). 나노봇-뇌-인터넷-클라우드의 시대 TheWorldPost/The Huffington Post - Ray Kurzweil: In The 2030s, Nanobots In Our Brains Will Make Us 'Godlike'(01 Oct 2015). http://www.huffingtonpost.com/entry/ray-kurzweil-nanobots-brain-godlike_560555a0e4b0af3706dbe1e2 Youtube - Ray Kurzweil: We'll Become Godlike When We Connect Our Brains to The Cloud(30 Sep 2015). https://www.youtube.com/watch?v=uHg0FIilK0E IV. BCI/BMI/BBI
  • 30. 30/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 나노봇-뇌-인터넷-클라우드의 시대 YTN via Youtube - 머스크, 뇌와 컴퓨터 연결하는 사업 추진 / YTN 사이언스(27 Mar 2017) https://www.youtube.com/watch?v=G4LKKCrVquI 미래채널 via Youtube - 일론머스크, 뇌와 컴퓨터 연결 회사를 만든다(27 Mar 2017) https://www.youtube.com/watch?v=EA0u4edUZd0 WSJ - Elon Musk Launches Neuralink to Connect Brains With Computers(27 Mar 2017) https://www.wsj.com/articles/elon-musk-launches-neuralink-to-connect-brains-with-computers-1490642652 IV. BCI/BMI/BBI
  • 31. 31/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ A low-voltage artificial synapse for neuromorphic computingIV. BCI/BMI/BBI 미국 스탠포드대를 중심으로 과학자들이, 정보를 처리하고 저장하고 학습하고 기억하는 인간 두뇌의 시냅스와 똑같은 유기 인공 시냅스 를 만드는데 성공하여, "뉴로모픽 컴퓨팅을 위한 저-전압 인공 시냅 스의 비-휘발성 유기 전기화학 디바이스(A non-volatile organic electrochemical device as a low-voltage artificial synapse for neuromorphic computing)”라는 논문을 발표(van de Burgt et al., Nature Materials, 20 Feb 2017; Science Daily, 21 Feb 2017). 이로써 두뇌의 정보 처리, 저장, 학습, 기억의 메커니즘을 모방하는 뉴로모픽 컴퓨팅, 딥 러닝(Deep Learning) 이후의 뉴런과 시냅스의 다층적(Multi-Layered) 생체지능(BI, Biology Intelligence)과 두뇌 와 기계의 인터페이스(BMI) 기술에 획기적인 혁신이 이루어질 것으 로 기대하고 있다. 이때 전기화학이라는 용어는, 뉴런(Neuron)은 +- 의 전기 신호로 정보를 전도하고, 그러면 시냅스는 도파민 등의 70가 지 이상의 화학물질이라는 신경전달물질들(Neurotransmitter)을 분 비하여 정보를 전달하고 저장하고 회상하기 때문에, 전기화학이라는 용어를 쓴 것이다. 아직도 인공 시냅스 디바이스는 생물학적 시냅스가 불을 붙이는데 필요한 최소의 에너지 보다 10,000 배 정도의 에너지를 쓰고 있다는 것을 의미함. 인공 시냅스는 두 개의 얇고 플렉 서블한 필름과 함께 3개의 터미널 (단자)로 이루어져 있고, 이들은 소금물의 전해질로 연결된다. 이 러한 유기물질들은 두뇌 시냅스 의 신경전달물질인 화학물질과 호환되는 수소와 탄소로 주로 이 루어져 있다. -> 20W x 10,000 = 200kW
  • 32. 32/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ BCI -> CBI -> BBI University of Washington 인터넷 이용해 A의 뇌파로 B의 손가락을 움직이다 - 한 사람의 뇌파를 이용해 다른 사람의 손가락을 움직이게 하는 최초의 사람 간 뇌 인터페이스(human-to-human brain interface) 실험이 성공했다. 미국 워싱턴대(UW) 과 학자들은 인터넷을 통해 한 사람의 뇌파를 다른 사람에게 보내 그의 손을 움직이게 하는데 성공한 것이다 (University of Washington, Science Daily, Youtube, 27 Aug 2013). 이들은 뇌파기록장치와 일종의 자기자극 (magnetic stimulation)을 이용해 캠퍼스 내 한 실험실에 있는 라제시 라오(Rajesh Rao) 교수의 뇌파를 다른 실험 실에 있는 안드레아 스토코(Andrea Stocco) 교수에게 인터넷으로 보내 스토코의 손가락을 컴퓨터 키보드 위에 서 움직이게 했다. http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130827122713.htm http://www.youtube.com/watch?v=rNRDc714W5I Direct Brain-to-Brain Communication in Humans_ A Pilot Study_(720p) IV. BCI/BMI/BBI
  • 33. 33/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ <그림> 보내는 사람의 라오 교수와 받는 사람의 스토코 교수의 뇌파연결실험. Image Credit : University of Washington(27 Aug 2013) YTN via Youtube - 생각만으로 다른 사람 움직이는 뇌파 연결 성공(29 Aug 2013). https://www.youtube.com/watch?v=GHBS-DEeyN0 BCI -> CBI -> BBIIV. BCI/BMI/BBI
  • 34. 34/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 뇌파 모자를 쓴 멀리 떨어진 두 사람이, 뇌파 로 스무고개 질문을 할 수 있는 두뇌-두뇌 인 터페이스(BBI) 기술 개발 BBI(Brain-brain interface). 두뇌-두뇌 인터페 이 스 . 미 국 의 워 싱 턴 대 (University of Washington) 의 연 구 원 들 이 , 뇌 파 모 자 (electroencephalography, EEG Cap)를 쓴 멀 리 떨어진 두 사람이, 뇌파(brain wave)를 인 터 넷 으 로 전 송 하 여 , 스 무 고 개 질 문 (20 question)을 할 수 있는 기술을 개발하여 논문 으로 발표했다(Stocco & Rao et al., PLOS ONE, 23 Sep 2015). 두뇌의 활동인 생각 또는 마음을 뇌파기록장치로 기록하여, 질문자 (inquirer)가 대답자(respondent)에게 질문을 인터넷으로 보내면, 대답자가 답을 질문자에 게 인터넷으로 전달한 것이다. 이는 향후 멀리 떨어진 사람들끼리 생각을 전달하며 협업할 수 있는 세상을 최초로 열었다는 점에서 획기 적인 평가를 받고 있다. BCI -> CBI -> BBI * Science Daily_Team links two human brains for question-and- answer experiment(23 Sep 2015). http://www.sciencedaily.com/releases/2015/09/150923151359.htm * Stocco & Rao et al., "Playing 20 Questions with the Mind: Collaborative Problem Solving by Humans Using a Brain-to-Brain Interface", PLOS ONE, Published: 23 Sep 2015. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0137 303 IV. BCI/BMI/BBI
  • 35. 35/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ BCI -> CBI -> Telepathy Message 스 페 인 의 바 로 셀 로 나 대 학 (University of Barcelona, 프랑스 및 미국 하버드 의대의 과학 자들이 컴퓨터와 인터넷을 이용해, 인사말(hola, ciao)을 생각하게 한 뒤, 발생하는 뇌파(Brain waves)를 메시지(0과 1의 이맬)로 전환하여, 인 도 트리반드룸(Thiruvananthapuram)에 있는 사람이 8천㎞ 이상 떨어진 프랑스 스트라스부르 (Strasbourg)에 있는 사람의 컴퓨터로 전달/번 역 된 메 시 지 를 TMS( 경 두 개 자 기 자 극 술 , Transcranial magnetic stimulation)를 통해 수 신자의 두뇌에 특정 빛의 형태(specific flashes of light)로 전달, 수신자가 그 내용을 디코딩 즉, 해 석 하 는 데 성 공 (Grau and Ruffini et al., PlosOne, 19 Aug 2014). 소 위 텔 리 파 시 (telepathy)의 시대를 열고 있는 것임. * Daily Mail - Could we soon send emails 'telepathically'? Scientist transmits message into the mind of a colleague 5,000 miles away using brain waves(29 Aug 2014) http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2737532/Could-soon- send-emails-telepathically-Scientist-transmits-message-mind- colleague-5-000-miles-away-using-brain-waves.html * Grau and Ruffini et al., "Conscious Brain-to-Brain Communication in Humans Using Non-Invasive Technologies", PlosOne, DOI: 10.1371/journal.pone.0105225, Published: 19 Aug 2014 http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.p one.0105225 IV. BCI/BMI/BBI
  • 36. 36/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 꿈을 해석 일본 과학자들이 잠자는 동안 꿈속에서 본 시각 이미지를 해독(Neural Decoding of Visual Imagery During Sleep)하는데 성공했다(Horikawa et al., Science Express, 2013). 따라서 2010년 개봉된, 타인의 꿈에 접속해 정보를 훔치는 내용을 담은 영화인 <인셉션(Inception), 2010>의 시대가 곧 도래 할 것으로 보인다. 연구팀은 먼저 27~39세의 피 실험자 남성 3명에게, 깨어있는 동안 책과 컴퓨터 등 70가지 사물(objects) 을 볼 때 나타나는 뇌파 변화의 특징을 데이터베이스에 기록했다. 그 다음 뇌파기록장치(EEG)를 장착한 남성 3명에게 낮잠을 자게 하고, 꿈을 꿀 때 기능성자기공명영상장치(fMRI)로 뇌파를 분석해, 앞서 70가 지 사물을 볼 때 나타난 뇌파와 비슷한 유형이 보이면, 실험자를 깨워 꿈의 내용을 확인했다. 이 작업을 1인당 200~250회 반복시킨 결과, 연구진은 같은 사물을 실제 눈으로 볼 때나 꿈에서 볼 때나 뇌파 변화 는 똑같다는 사실을 알아냈다. 그 결과 꿈에 어떤 사물(여자, 문자, 책 등)이 나왔는지 70% 가량을 정확 히 적중시켰다. Horikawa et al., “Neural Decoding of Visual Imagery During Sleep", Science Express, DOI: 10.1126/science.1234330, Published Online 4 April 2013. http://www.sciencemag.org/content/340/6132/639.abstract KBS - 日 뇌파 분석…꿈 일부 해독(6 Apr 2013) http://news.kbs.co.kr/news/NewsView.do?SEARCH_NEWS_CODE=2638844 Youtube - Dream decoding from human brain(Apr 2013). http://www.youtube.com/watch?v=inaH_i_TjV4 Dream decoding from human brain_(720p) IV. BCI/BMI/BBI
  • 37. 37/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 타인의 생각(마음)을 읽기 (1) 미국 코넬대를 중심으로 하는 일련의 신경과 학 자 들 이 기 능 성 자 기 공 명 영 상 장 치 (fMRI, Functional Magnetic Resonance Imaging)를 이 용해, 누가 어떤 이미지들(images)을 어떻게 분석 하고 그 이미지들에 대해 무슨 생각을 하고 있는 지를 알아내는 방법을 발견(Hassabis et al., 2013). Hassabis et al., "Imagine All the People: How the Brain Creates and Uses Personality Models to Predict Behavior," Cerebral Cortex, 10.1093/cercor/bht042, published online 5 March 2013 http://cercor.oxfordjournals.org/content/early/2013/03/04/cercor.bht042.abstract (2) 사람들은 각자 생각할 때 즉 뇌를 활성 (brain activation)화 시킬 때, 시간영역과 공간 영역 등에서 사람마다 고유의 패턴 즉 독특한 패턴(unique patterns)을 갖고 있다. 이것이 우 리 뇌 의 내 측 전 전 두 엽 피 질 (the medial prefrontal cortex, mPFC)이 갖고 있는 멘탈 모 델(Mental Models)이다. 그러므로 이 독특한 패턴을 감지하여 디코딩(해석, Decoding)하면 무슨 생각을 하고 있는지 알게 되는 것이다. 이 기술을 이용하면 어떤 특정 상황에서 어떤 사 람이 무슨 행동을 할 것인지를 알아낼 수 있다. 2002년에 개봉된 2054년을 배경으로 하는 영 화 < 마 이 너 리 티 리 포 트 (Minority Report), 2002>에 등장하는 뉴런을 연결하는 시냅스 (Synapse) 메커니즘을 이용한 사전범죄예방시 스템(Pre-Crime Prevention System)을 만들 수 도 있다. 생각하는 대로 이루어지는 세상이 올 수도 있고, 이 장치가 소형화되고 고도화되어 우리 눈으로 이식될 경우 눈으로 보고 다른 사 람들이 무슨 생각을 하고 있는지 쉽게 파악할 수 있다. IV. BCI/BMI/BBI
  • 38. 38/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ 한국의 고려대, 미국의 하버드대 및 보스톤대 과학자들이 세계 최초로 ‘브레인-브렌인 인터페이스(Brain-Brain Interface)’ 기술 중 사람의 뇌 파를 무선으로 컴퓨터에 보내고, 컴퓨터는 뇌파를 초음파로 바꾸고, 컴 퓨터 화면에 '쥐의 꼬리를 움직일 명령을 깜빡이는 점'으로 표시한 후, 그 다음 사람이 그 점을 응시하면, 컴퓨터가 초음파를 쥐의 운동중추로 보내서, 쥐의 꼬리를 움직이는데 성공하였다. 결국 사람의 뇌에서 생각 이나 메시지를 쥐의 뇌로 전달한 것이다(You et al., 2013). 특히 이 기술은 기존의 브라운대학이나 피츠버그대학의 이식(두뇌에 칩 을 이식) 기술이 아니라 비이식 기술로 뇌파를 전달한 것이다. 따라서 성경에 까마귀(raven)가 사람에게 밥을 날라주는 것이 현실로 등장하고 있음을 알 수 있다. 이를 동물전파유도 기술이라고 한다.. 단지 아쉬운 점은 아직은 '꼬리를 움직인다'는 생각 자체를 쥐의 뇌에 전 달하지는 못했다. 단지 컴퓨터 화면에 깜빡이는 점을 볼 때 나오는 뇌파 를 쥐가 꼬리를 움직이게 하는 스위치처럼 이용했을 뿐이다. 그러나 영 화 <아바타(Avatar), 2009>에서 주인공의 생각은 분신(分身)인 나비족 (族) 전사의 몸을 통해 행동으로 옮겨지는 것처럼, 사람의 뇌파로 다른 동물을 움직이는 데 성공한 것이다. 생각으로 로봇 팔이나 휠체어를 움 직인 연구는 이전에도 있었지만 살아있는 동물을 움직인 것은 처음이다. 과학계에서는 연구가 발전하면 화성 탐사에 나선 침팬지에게 무선으로 사람의 의도를 전달하는 일이 가능할 것으로 기대하고 있다. 또는 타이 거 우즈의 뇌에 저장된 스윙 노하우를 초보 골퍼들의 뇌에 전달하는 상 상도 해볼 수 있고, 고수의 지식을 하수의 두뇌에 전달 할 수도 있다(조 선일보, 4 Apr 2013). 다시 말해 이도 텔레파시 기술 중의 하나이다. You et al., "Non-Invasive Brain-to-Brain Interface (BBI): Establishing Functional Links between Two Brains", PLoS ONE 8(4): e60410. doi:10.1371/journal.pone.0060410, 3 Apr 2013. http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.00604 10 조선일보 - [오늘의 세상] 영화 아바타처럼… 사람 생각만으로 동물을 움직였다 http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2013/04/04/20130404002 02.html BCI -> CBI -> BBI Done_과학_쥐_journal.pone.0060410 IV. BCI/BMI/BBI
  • 39. 39/40 Facebook.com/wonyongcha아스팩미래기술경영연구소(Since 1994) -http://aspect.or.kr/ KBS via Youtube - 인간 뇌파로 동물 행동 제어 성공(8 Jun 2017) https://www.youtube.com/watch?v=7drveAOa8Ok Bonkon Koo, Chin Su Koh, Hae-Yong Park, Hwan-Gon Lee, Jin Woo Chang, Seungjin Choi & Hyung-Cheul Shin, "Manipulation of Rat Movement via Nigrostriatal Stimulation Controlled by Human Visually Evoked Potentials" Scientific Reports 7, Article number: 2340, Published online:24 May 2017. http://www.nature.com/articles/s41598-017-02521-6 BCI -> CBI -> BBIIV. BCI/BMI/BBI