세계가 코로나 팬데믹을 겪으며 인류가 처한 여러 문제를 해결하는 혁신적인 기술이 등장하고, 동시에 기술 간의 융합이 빠르게 이루어지며 창의적인 가치들이 창출되고 있다.
 

이에 초거대 AI에서부터 온라인 카지노, 스마트모빌리티, 웹3.0, 메타버스라는 인류의 행복과 평화를 책임질 최신 테크 트렌드를 5편의 시리즈로 소개할 예정이다. 특히 이 칼럼을 통해 얻는 ‘지식’도 중요하지만, 각 기술이 어떻게 연계되고, 어떤 방향으로 발전되고 있는지 ‘흐름’을 읽는 것도 큰 도움이 될 것이다. (필자 주)

최근 식당을 방문하면 테이블 사이로 서빙 온라인 카지노이 바쁘게 돌아다니는 풍경을 어렵지 않게 볼 수 있다. 관광지에서는 관람객의 짐을 대신 들고 따라다니거나 청소하는 온라인 카지노도 등장했고, 대규모 아파트 단지에서는 순찰 온라인 카지노이 주·정차 단속, 화재 감시 등의 업무를 수행한다.

AI와 온라인 카지노 기술이 비약적으로 발전하면서 온라인 카지노은 서서히 우리의 생활 속에 깊숙이 자리 잡고 있다. 산업혁명 시절에는 기계가 인간의 일자리를 위협하는 존재로 인식됐지만, 미래의 온라인 카지노은 인간의 경쟁자가 아닌 생활을 안전하고 편리하게 해주는 ‘파트너’로 발전하고 있다. 파트너로 거듭나고 있는 온라인 카지노은 어디까지 발전했고 어떻게 진화할 것인지 살펴보도록 하자.

테슬라가 선보인 휴머노이드 온라인 카지노

2022년 9월 30일, 미국 캘리포니아주 테슬라 팔로알토 본사에서 ‘2022 AI 데이’가 개최되었다. 이날 테슬라는 휴머노이드 온라인 카지노을 공개했다. ‘범블C’라고 이름 붙여진 이 온라인 카지노은 뼈대와 전선이 노출돼 완성되지 않은 듯한 모습이었지만, 스스로 걸어 나와 손을 들어 관중들에게 인사하고 춤추는 모습을 선보였다. 이후 데모 영상에서 범블C가 무릎을 굽혀 상자를 들어 옮기거나, 손가락을 구부려 물뿌리개를 잡아 화분에 물을 주고 손가락으로 물건을 들어 옮기는 영상을 공개했다. 마치 사람처럼 손으로 할 수 있는 세밀한 작업을 구현한 것이다.

▲ 테슬라가 ‘2022 AI 데이’에서 시연 중인 온라인 카지노

테슬라는 휴머노이드 온라인 카지노이 사물을 인식하는 방법으로 자사 전기차에 사용 중인 오토파일럿 기술을 적용했다. 온라인 카지노은 카메라와 기타 센서로 사물을 인식하고, 인식한 사물을 사람처럼 잡고, 현재 자신이 잡고 있는 물체와 주변 사물을 구분한다. 온라인 카지노에게 ‘화분에 물뿌리개로 물을 줘’라고 명령하면 책상 위에 놓인 물뿌리개를 인식해 들고, 다음에는 화분을 인식해 물을 주는 동작을 수행하게 된다. 그런데 여기서 놀라운 것은 온라인 카지노의 성능이 아닌 일론 머스크가 내세운 충격적인 가격이었다.

전기차보다 저렴한 가격으로 온라인 카지노 대중화 시대를 연다

일론 머스크는 AI 데이에서 향후 3∼5년 내 휴머노이드 온라인 카지노을 수백만 대 양산하겠다고 선언했다. 그리고 내세운 가격이 ‘2만 달러’로, 이는 한화로 약 2,700만 원이다. 이는 현재 테슬라가 판매하는 전기차의 저가 모델보다도 더 저렴한 가격이다. 테슬라는 부품 공용화와 양산화를 통해 가격을 지금 온라인 카지노의 5분의 1 수준까지 낮추겠다는 계획이다. 미국의 온라인 카지노 회사 ‘보스턴 다이내믹스’가 만든 경찰견 모양 4족 보행 온라인 카지노 ‘스팟’의 판매 가격이 7만 4,500달러로, 한화 8,000만 원임을 감안한다면 머스크가 선언한 가격은 그야말로 ‘혁명’에 가까운 가격이다. 초기 타겟 시장이 공장 등 산업 현장이라고 봤을 때, 기업 입장에서 2만 달러는 충분히 감내할 만한 수준일 것이다.

일각에서는 머스크가 제시한 2만 달러라는 가격이 불가능하다는 평가도 나온다. 온라인 카지노의 대량 생산을 가능하게 하려면 자동차 생산 과정처럼 자동화 공정을 완벽히 갖춰야 하고, 수만 개 이상의 반도체 칩과 핵심 전자 부품도 수급해야 한다. 반도체 대란에, 인건비 및 자동화 공정 문제를 해결하지 못한다면 2만 달러 이하의 온라인 카지노 판매는 현실적으로 어렵다는 지적이다.

3~5년 내에 상용화하겠다는 계획도 기술적으로 어렵다는 비판이 나온다. 걷고, 화분에 물 주고, 박스 하나 드는 행동을 구현하는데 1년의 기간이 걸렸다. 게다가 테슬라의 온라인 카지노은 아직 다른 온라인 카지노 전문업체들에 비해 뒤처지는 수준이다. 보스턴 다이내믹스의 휴머노이드 온라인 카지노 ‘아틀라스’는 인간처럼 춤을 추고, 점프나 덤블링을 하고, 높은 곳에서 뛰어내리는 파쿠르도 할 수 있다. 반면 자율주행 기술조차 10년이 넘도록 개발하고 있는 테슬라가 걷고 뛰고 디테일한 동작을 해내는 온라인 카지노을 구현하기에 3~5년은 부족하다는 의심이 나오고 있다.

하지만 미래를 속단하긴 어렵다. 세간의 의심을 반박하듯 테슬라는 2023년 5월 16일 주주 총회에서 온라인 카지노 업데이트 소식을 추가로 공개했다. 이날 공개된 ‘테슬라 봇’에는 인간의 동작을 AI가 학습하는 능력이 추가됐는데, 인간의 손가락 움직임을 섬세하게 따라 하는 모습을 보였다. 또한 모터의 힘을 제어하는 ‘모터 토크 제어(Motor Torque Control) 기술’이 반영돼 필요할 때는 강한 힘을 내면서도 부드러운 동작을 할 때는 계란을 깨뜨리지 않을 정도로 힘의 완급 조절이 뛰어났다.

온라인 카지노의 대량생산과 파격적인 가격 설정에 대해 부정적인 전망에도 불구하고, 사람들이 기대하는 이유는 선언한 사람이 ‘일론 머스크’이기 때문이다. 아무도 전기차의 성공을 믿지 않았을 때 그는 전기차 대중화를 예견했고 자동차 업계의 판도를 바꿨다. 많은 사람들이 일론 머스크라면 휴머노이드 온라인 카지노도 상용화할 수 있을 것이라는 기대를 품고 있다. 과연 이번에도 세상의 의심을 뚫고 온라인 카지노 대량생산에 성공할지 미래가 궁금해진다.

휴머노이드 온라인 카지노이 필요한 이유

▲ 자동차 공장에서 온라인 카지노이 자동차를 용접하는 모습

이미 대다수의 제조 공장에서는 6축 온라인 카지노*, 4축 온라인 카지노*, 협동 온라인 카지노 등 많은 온라인 카지노이 사용되고 있다. 이 온라인 카지노들은 용접, 페인팅, 조립, 머신 텐딩* 등의 업무를 수행한다. 사람이 하기엔 위험하거나 생산성이 낮은 일, 지루하고 반복적인 일을 이미 ‘기계온라인 카지노’이 대체하고 있는 상황에서, 왜 굳이 ‘사람처럼 생긴 휴머노이드 온라인 카지노’이 필요하냐는 지적도 있다.

* 6축 온라인 카지노 : 6개 축을 가지고 있어 3차원 공간의 모든 위치와 방향으로 작업 가능한 온라인 카지노

* 4축 온라인 카지노 : 4개 축으로 수평 작업에 특화된 온라인 카지노. 수평다관절 온라인 카지노이나 스카라 온라인 카지노이라고도 불린다.

* 머신 텐딩(Machine Tending) : 기계 작동 과정에서 인간의 개입이 필요한 작업. 예를 들어 원자재를 기계에 투입하거나 가공물을 기계에서 꺼내는 과정이 있다. 최근에는 손이 끼일 위험이 있거나 인체에 유해한 물질을 다루는 경우 협동 온라인 카지노이 인간을 대신하는 추세다.

하지만 일론 머스크는 “온라인 카지노이 인간이 하는 일을 대신하기 위해선 인간과 크기와 모양이 비슷해야 한다”고 주장한다. 테슬라가 성인과 비슷한 키와 무게를 지닌 온라인 카지노을 개발하는 이유도 이 때문이다.

▲ 서빙 온라인 카지노

식당에서 음식을 테이블까지 운반해 주는 서빙 온라인 카지노의 경우, 손님이 많아 바쁜 시간대에는 큰 도움이 되지만, 손님이 뜸한 시간대는 할 일이 없어진다. 인간 직원은 서빙 업무가 없어도 청소를 하거나 식기를 정리하는 등 다른 일을 할 수 있지만, ‘서빙만’ 하도록 설계된 온라인 카지노은 손님이 와야만 주어진 업무를 수행할 수 있다. 만약 이 서빙 온라인 카지노이 운반만 할 줄 아는 온라인 카지노이 아니라 휴머노이드 온라인 카지노이었다면 손님이 없는 시간대에도 다른 일을 하면서 인간을 도왔을 것이다. 산업용 온라인 카지노은 꼭 휴머노이드 형태일 필요는 없지만, 서빙 온라인 카지노처럼 주어진 업무만 가능하다면 상황에 따라 무용지물이 될 가능성도 있다. 인간과 유사한 행동을 할 수 있는 휴머노이드 온라인 카지노은 급변하는 산업 환경 변화에 빠르게 대응할 수 있는 높은 자유도를 지닌 것이 강점이다.

미국의 투자은행 골드만삭스는 휴머노이드 온라인 카지노이 기존 산업용 온라인 카지노과는 다른 새로운 시장을 형성할 것으로 전망했다. 자동차 공장의 온라인 카지노 팔이나 물류 창고에 투입된 바퀴 달린 운송용 온라인 카지노과 달리, 휴머노이드 온라인 카지노은 인간의 신체와 행동 양식에 맞춰 다양한 작업 환경에서 능력을 발휘할 수 있고 돌발 상황에도 유연한 대처가 가능하다. 이 같은 차이점으로 인해 기존 산업용 온라인 카지노과 별도로 새로운 온라인 카지노 시장이 형성될 것으로 보인다. 골드만삭스는 휴머노이드 온라인 카지노 시장이 2035년까지 1,540억 달러(약 214조 원) 규모가 될 것이라 추정했는데, 이는 전기차 시장과 맞먹는 규모다. 또한 2030년 중반부터 미국 제조업, 서비스업 노동력 부족의 격차를 휴머노이드 온라인 카지노이 채워줄 수 있을 것이라 전망했는데, 한 예로 전 세계 노인 간호 수요의 2~3%를 휴머노이드 온라인 카지노이 맡을 수 있을 것으로 분석했다. 미국 노동 시장의 높은 인건비를 고려하면 대당 2만 달러의 다용도 휴머노이드 온라인 카지노은 매우 높은 경쟁력을 갖춘 것으로 평가된다.

한편, 저가 휴머노이드 온라인 카지노이 실용화되면 가사 노동이 해결되는 노동 혁명이 일어날 수 있다. 온라인 카지노 1대가 청소, 빨래, 방범, 장보기, 심지어는 요리까지 모두 해결해 주는 모습을 상상해 보자. 그런데 이 모든 가사 노동을 해줄 온라인 카지노이 대당 2만 달러라면 많은 소비자들이 환영할 것이다. 만약 테슬라가 다음 ‘AI 데이’에 휴머노이드 온라인 카지노이 빨래를 널고 설거지하고 장을 보는 모습을 시연한다면, 각 가정에서 너도나도 주문 예약 버튼을 클릭하지 않을까.

궂은 일은 제가 할게요, 파트너로서 같이 일하는 협동 온라인 카지노

성수동의 한 카페를 방문하면 사람이 아닌 온라인 카지노이 커피를 내려준다. 고객이 원하는 원두를 선택해 주문하면 ‘드립봇(Dripbot)’이라고 하는 온라인 카지노팔이 각 원두에 맞는 핸드드립 기법으로 커피를 추출한다. 메뉴를 고민하는 고객은 직원과의 대화를 통해 메뉴를 선택하면 되고, 카페 매니저는 온라인 카지노 동료 덕에 고객과의 소통에 더 신경을 쓸 수 있다. 이처럼 반복적인 작업은 온라인 카지노이 맡고 직원들은 고객과 소통하거나 레시피를 개발하는 등 창의력이 필요한 일에 집중할 수 있어 결과적으로 고객 서비스 품질은 높아지고 직원들의 근무 환경까지 개선된 사례다.

▲ 온라인 카지노팔이 커피를 내리는 모습

프랑스의 스타트업 회사 ‘EKIM’은 온라인 카지노과 함께 피자를 만든다. 온라인 카지노은 500만 개의 레시피를 활용해 피자를 만들며 최대 10개의 피자를 동시에 준비할 수 있다. 고객은 각자 원하는 레시피의 피자를 맛볼 수 있고 직원들은 수십 가지의 재료 배합을 일일이 암기하지 않아도 돼 레시피 개발 등 더 가치 있는 일에 몰두할 수 있다. 온라인 카지노은 더 이상 공장에서만 일하지 않는다. 커피를 만들거나 사진을 촬영하고 악기를 연주한다. 온라인 카지노은 이제 단순한 ‘기계’가 아닌 사람의 곁에서 함께 일하는 ‘동료’로 자리 잡고 있다.

챗GPT로 더욱 똑똑해지는 온라인 카지노의 미래

2023년 3월, 챗GPT 열풍을 몰고 온 AI 개발사 ‘오픈AI’가 한 스타트업에 투자해 많은 관심을 모았다. 오픈AI가 투자한 스타트업은 바로 노르웨이의 휴머노이드 온라인 카지노 스타트업 ‘1X 테크놀로지스’였다. 1X 테크놀로지스는 시리즈 A2 펀딩 라운드에서 2,350만 달러(약 306억 원)의 투자금을 유치했고 투자에 오픈AI 외에 타이거 글로벌, 샌드워터, 알리앙스 벤처스 등도 참여했다.

1X 테크놀로지스는 투자받은 자금을 노르웨이와 북미 지역에 출시된 휴머노이드 온라인 카지노 ‘이브(EVE)’의 제조 시설과 2족 보행 안드로이드 온라인 카지노 ‘네오(NEO)’의 개발에 투입할 계획이다. 투자를 주도한 오픈AI는 “1X 테크놀로지스가 미래의 일터에 대한 접근 방식에 큰 영향을 미칠 것이라고 믿는다”며 투자 배경을 설명했다. 이로써 챗GPT와 휴머노이드 온라인 카지노의 만남이 현실화 됐다.

▲ 1X 테크놀로지스에서 공개한 2족 보행 안드로이드 온라인 카지노 네오 (출처 : 1X 테크놀로지스)

업계에서는 오픈AI의 온라인 카지노 기업 투자를 AI 언어모델을 물리적 세계로 적용하기 위한 행보로 보고 있다. 생성형 AI 언어모델을 온라인 카지노에 적용할 수 있다면, 자연어 명령만으로 온라인 카지노을 조종하거나 창작활동을 하는 것이 가능해진다. AI 기술의 발전은 스스로 활동할 수 있는 온라인 카지노의 출현으로 이어질거라는 기대감을 키우고 있다.

MS의 자율시스템·로보틱스 연구팀이 2023년 3월에 공개한 영상에서 챗GPT에게 ‘거울을 활용해 온라인 카지노으로 셀카를 찍어 달라’고 요청하자 컴퓨터 코드가 작성되고 온라인 카지노이 이를 즉각 실행하는 모습이 등장해 화제가 되었다. 나무 블록을 활용해 회사 로고인 MS를 형상화하도록 챗GPT에게 명령하자 코드를 전달받은 온라인 카지노팔이 빠르게 로고를 만드는 영상도 공개되었다. 영화 <아이언맨에 등장하는 AI 비서 ‘자비스’가 현실에서 구현된 것이다.

미국 카네기멜런대 온라인 카지노연구그룹(BIG)은 그림을 그리는 온라인 카지노 ‘프리다(FRIDA)’ 개발에 성공했다. 고도화된 AI를 탑재해 사용자가 원하는 그림을 말이나 사진으로 설명하면 온라인 카지노팔이 한 획 한 획 그림을 직접 그려낸다. 프리다는 사람이 그림을 그리는 것처럼 작업 전에 전체 그림을 계획한 뒤, 실시간으로 자신의 붓질과 캔버스의 상황을 파악해 그림을 완성해 나간다.

국내 한 백화점은 챗GPT를 적용한 AI 기반 안내 온라인 카지노 ‘GPT-플래티’를 선보였다. GPT-플래티는 고객의 질문을 듣고 매장과 시설 위치를 안내한다. GPT-플래티는 온라인 카지노에서 생성되는 위치정보와 비전(Vision) 정보를 챗GPT와 연동하여, 고객에게 필요한 정보를 스스로 찾아 음성으로 안내한다. 또한, 12개의 서로 다른 화각과 해상도, 기능을 가진 멀티 카메라와 고성능 AI 비전 분석 플랫폼을 탑재하여, 공간의 작은 변화를 탐지하고, 방문하는 고객들의 혼잡도와 동선, 행동, 인구 특성 등 특이점을 실시간 분석하여 위험을 사전에 탐지하고 알림을 제공하는 기능도 갖추고 있다.

이처럼 미래의 온라인 카지노과 AI는 거의 한 몸과 같은 관계다. 온라인 카지노에 쓰이는 AI를 ‘온라인 카지노지능’이라고 하는데, 온라인 카지노지능이 발달할수록 더 똑똑한 온라인 카지노이 나오고 온라인 카지노에 대한 수요도 커질 것으로 예상된다. 앞으로 챗GPT와 같은 대규모 언어 모델(LLM, Large Language Model)들은 더 많이 나올 것이고 온라인 카지노 분야에도 계속 적용될 전망이다. AI를 탑재한 온라인 카지노이 사람을 대신해 유의미한 노동력을 제공할 수 있다면, 제조, 물류 등 산업 전 영역에서 ‘노동혁명’이 일어날 것이다. 이미 미국, 중국, 일본, 독일 등 여러 나라들은 국가경쟁력에 직결되는 산업 및 군사 안보의 발전을 위해 온라인 카지노 개발에 박차를 가하고 있다.

‘온라인 카지노지능’이 똑똑해질수록 온라인 카지노의 활용 범위는 점점 더 넓어진다. 테슬라를 비롯한 온라인 카지노업체들의 궁극적인 목표는 챗GPT처럼 똑똑한 AI를 탑재한 휴머노이드 온라인 카지노의 개발일 것이다. 거실을 청소하고 음식을 나르던 온라인 카지노이 AI와 결합하면서 말을 하고 그림을 그리는 등 한층 더 인간에 가까워진 행동을 하게 되었다. 유례없는 속도로 AI가 발전하면서 온라인 카지노 역시 어디까지 진화할지 앞으로의 미래가 주목된다.

※ 본 칼럼은 반도체에 관한 인사이트를 제공하는 외부 전문가 칼럼으로, SK하이닉스의 공식 입장과는 다를 수 있습니다.

휴머노이드 기술의 현 주소는?

휴머노이드는 ‘사람’을 의미하는 단어 ‘Human’과 ‘~와 같은 것’이라는 의미를 담은 접미사 ‘oid’의 합성어로, ‘인간과 가까운 지능과 신체를 가진 온라인 카지노’을 의미한다. SF 영화에서나 나오던 상상 속의 존재였지만, 첨단 과학기술의 발전으로 가까운 미래 인류의 일상에 등장할 것으로 기대된다.

휴머노이드가 일상이 되는 미래는 얼마나 가까이 와 있을까? 처음으로 이족(二足) 보행에 성공한 휴머노이드는 1973년 일본 와세다대학교 가토 이치로 교수팀이 개발한 ‘와봇-1(WABOT-1)’으로 알려져 있다. 단 몇 걸음에 불과했지만 두 발로 걸을 수 있었다. 이후 걸음마 수준이던 로봇 기술은 눈부신 발전을 거듭했고, 최근에는 로봇이 알아서 장애물을 피해 움직이거나 달리는 수준까지 발전했다. 미국 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)가 개발한 아틀라스(Atlas)의 경우 파쿠르(Parkour, 주위 지형이나 장애물을 활용해 이동하는 곡예)는 기본이고, 공중제비를 돌기도 한다.

인간과의 상호작용 측면에서도 계속 기능이 향상되고 있다. 일본 소프트뱅크(Softbank)의 ‘페퍼(Pepper)’, 홍콩 핸슨 로보틱스(Hanson Robotics)의 ‘소피아(Sophia)’와 같은 최신 휴머노이드는 카메라와 오디오 인식 프로그램으로 대화 상대의 표정과 음성을 인식한 뒤 AI 알고리즘으로 이를 분석해, 인간과 자연스럽게 대화할 수 있고 몇 가지 감정을 표현할 수도 있다.

▲ 국내 최초의 휴머노이드 온라인 카지노 휴보가 뉴스앵커로 등장해 뉴스를 진행하고 있는 모습.(사진 제공: KAIST)

우리나라 기술로 만들어진 휴머노이드로는 한국과학기술원의 ‘휴보’ 시리즈가 첫손에 꼽힌다. 2015년 미국의 재난대응 온라인 카지노 경진대회인 ‘다르파 온라인 카지노 챌린지(DRC)’에서 세계 유수의 휴머노이드들을 제치고 1위를 차지해 세계에 한국의 높은 온라인 카지노 기술 수준을 과시한 바 있다. 이후 휴보는 2018년 평창동계올림픽에서 성화봉송 주자로 나서 다시 한번 화제를 모았고, 올해는 TJB 대전방송에서 뉴스 앵커로 깜짝 등장하기도 했다.

휴머노이드는 시장 전망도 밝다. 시장조사기관 ‘리포트앤리포트’에 따르면 휴머노이드 시장은 2023년 39억 달러 규모로 성장할 전망이다.¹⁾ 시장조사기관 ‘모도 인텔리전스’도 관련 시장이 2024년 약 33억 달러로 커질 것으로 봤다.²⁾

1) 기획경제부 블로그(http://blog.naver.com/mosfnet/221971807614)

2) SAMJONG KPMG Newsletter 2019년 12월호(https://home.kpmg/kr/ko/home/newsletter-channel/201912/emerging-trends.html)

물론 휴머노이드가 일상에서 적극적으로 활용되는 상용화 단계에 이르기까지는 아직 시간이 필요하다. 현재의 과학기술이 해결해야 할 과제가 아직 산적해 있기 때문. 현재의 휴머노이드는 배터리 문제로 구동할 수 있는 시간과 움직일 수 있는 공간이 한정적이며, 인공지능 수준도 사람과 비교하면 아직 아쉬운 부분이 많다. 외형 역시 대부분 사람보다는 기계에 가깝고, 데이터 저장/처리방식 역시 자체 저장된 데이터를 활용하는 방식이 아닌 외부 클라우드와 온라인으로 연결되는 방식으로 무수한 일상의 변수에 대처하기에 충분한 안정성을 확보했다고 보긴 어렵다.

미래형 휴머노이드의 외형 – 인간과 똑같은 촉감과 외형을 가진 ‘전자피부’

휴머노이드 상용화를 위해서는 필요한 성능을 갖추는 것도 중요하지만 사람들이 일상에서 접할 때 느끼게 될 위화감을 줄이는 노력도 중요하다. 하지만 현재 공개된 대부분의 휴머노이드들은 금속으로 만든 뼈대 자체가 그대로 노출되는 형태로 ‘사람’이라기보다는 ‘온라인 카지노’이라는 느낌이 강하다. 성능이 완성되지 않은 만큼, 외형보다는 기능 자체를 구현하는 데 더 집중해온 것.

또한, 온라인 카지노을 사람과 비슷한 외형으로 꾸미기 위해서는 색상과 형태는 물론 촉감까지 모든 측면에서 사람의 피부를 모방한 ‘전자피부(Electronic skin)’가 필수적인데, 그간 전자피부 분야는 온라인 카지노에 적용하기 위한 목적보다는 의학적인 목적으로 연구개발이 진행된 경우가 많았다.

하지만 4차산업혁명 시대가 도래하고 온라인 카지노 개발이 가시화되면서 최근 학계를 중심으로 관련 기술이 빠르게 발전하고 있다. 이에 조만간 사람 피부와 거의 차이가 나지 않는 수준의 전자피부가 등장할 것으로 기대된다.

전자피부는 2000년대 초반부터 본격적인 연구가 시작됐다. 초기에는 실리콘에 센서를 넣는 형태의 전자피부가 주로 연구됐는데, 피부의 유연성을 재현하기에는 부족함이 많았다. 이후 그래핀과 같은 탄소화합물이 첨가된 유기재료가 개발되면서 연구에 탄력이 실리기 시작했다. 특히 그래핀의 경우 열전도율이 매우 높고 전자 이동성이 뛰어나면서도 투명하고 재질이 유연해, 전자피부에 가장 적합한 소재로 평가받고 있다. 이후 세계 각국 연구진들의 노력이 이뤄졌고, 최근 3~4년간 관련 연구성과가 쏟아졌다.

영국 글래스고 대학교(University of Glasgow) 공과대 연구팀은 2017년 태양에너지와 그래핀을 활용해, 겉 표면은 부드러우면서도 내장된 전자 칩을 통해 외부 자극을 감지할 수 있는 전자피부를 공개했다. 연구팀은 피부 촉각 수용체와 유사한 센서를 만들어 전자피부에 이식한 뒤, 태양에너지를 흡수해 전기에너지로 전환하는 작동방식을 구현했다.

이듬해인 2018년부터는 감각을 감지하거나 스스로 자가 회복하는 등의 기능이 탑재된 전자피부들이 개발되기 시작했다. 미국 콜로라도 대학교(University of Colorado)의 지엔량 샤오(Jianliang Xiao) 교수 연구팀과 웨이 장(Wei Zhang) 교수 연구팀은 2018년 2월 손상이 발생해도 자가 회복이 가능한 전자피부를 공개했다. 연구팀은 탄소와 질소의 이중결합을 반복해 만들어 흠집이 나도 쉽게 회복되는 고분자 화합물인 ‘폴리이민(Polyimine)’을 주재료로 전자피부를 만들었다. 또한, 안정성과 강도를 위해 은 나노 입자도 첨가했다.

미국 코네티컷 대학교(University of Connecticut)와 캐나다 토론토 대학교(University of Toronto) 공동연구팀은 2019년 2월 실제 피부에서 느끼는 것 이상의 감각을 느낄 수 있는 전자피부를 개발했다. 연구팀은 실리콘 튜브를 구리 선으로 감싸고 nm(나노미터) 크기의 산화철 입자 유체를 튜브에 채워, 주변의 전기 신호를 통해 환경 변화를 감지할 수 있도록 했다. 또한, 자기장과 음파를 감지해 특수한 목적으로도 활용할 수 있도록 했다.

▲ 촉각의 고통 신호 생성을 모방한 인공센서 및 신호처리 기반 인공 고통 신호 생성 모식도(이미지 출처: DGIST)

전자피부는 대한민국 과학자들의 경쟁력이 우수한 분야이기도 하다. 장재은 DGIST 정보통신융합전공 교수팀은 지난해 7월 DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수팀, 정보통신융합전공 최지웅 교수팀, 온라인 카지노공학전공 최홍수 교수팀과의 공동 연구를 통해 사람처럼 고통과 온도를 느낄 수 있는 촉각 센서를 개발했다. 특히 고통을 느끼는 센서를 개발한 것은 휴머노이드 개발에 있어 걸림돌이자 위험요소인 온라인 카지노의 공격성을 제어할 수 있는 수단을 확보한 것으로 큰 의미를 가진다.

김도환 한양대학교 화학공학과 교수팀은 같은 해 9월 사람의 촉각세포를 모방해 미세한 압력변화를 감지할 수 있는 전자피부 소재를 개발했다. 기존 감지 방식은 물리적 자극을 받으면 소재 형태가 바뀌면서 나타나는 전기적 신호 변화를 감지하는 방식으로 센서의 민감도가 떨어졌다. 김 교수팀은 사람의 피부를 구성하는 촉각세포의 세포막 구조와 외부 자극에 따라 나타나는 생체이온의 신호 전달 메커니즘을 모방한 인공 촉각 세포를 개발해, 민감도가 매우 높은 전자피부를 개발했다.

▲ 기존보다 20배 높은 초고감도 투명 압력 디스플레이로 물체의 표면정보를 읽어내는 모습.(이미지 출처: ETRI 실감소자원천연구본부 플렉시블전자소자연구실)

올해도 국내 연구진의 관련 연구성과가 두드러졌다. 한국전자통신연구원(ETRI) 실감소자원천연구본부, 서울대학교 전자컴퓨터공학부, 소프트로보틱스연구센터(SRRC) 공동연구팀은 지난 2월 미세한 압력변화를 감지해 압력을 가한 물체의 3차원 표면정보까지 파악할 수 있는 초고감도 투명압력센서를 개발했다. 지난 5월에는 박형순·김택수 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 사람 손바닥 피부의 특성을 모방해 아주 미세한 움직임까지 정교하게 조작이 가능한 전자피부를 개발하는 성과를 거뒀다.

이처럼 전자피부 분야는 최근에서야 학계를 중심으로 의미 있는 연구성과가 나오고 있어서 기업이 상용화하기까지는 시간이 필요한 분야다. 하지만, 전문가들은 전자피부 시장을 성장 가능성이 큰 시장으로 꼽고 있다. 글로벌 시장조사기관 ‘마켓 리포트’는 관련 시장 규모가 2019년부터 2024년까지 연평균 17.2%의 성장률을 기록할 것으로 내다봤다.³⁾

3) 한국전자통신연구원 웹진 VOL. 158(https://www.etri.re.kr/webzine/20200814/sub01.html)

미래형 휴머노이드의 뇌 – 인간의 두뇌에 도전하는 ‘뉴로모픽 컴퓨팅’

휴머노이드 개발에 있어 핵심적인 기술은 무엇일까? 여러 가지 답이 있을 수 있지만, 인공지능(AI) 기술을 빼놓을 순 없을 것이다. 외형뿐만 아니라 행동 측면에서 인간과 비슷한 역할을 수행하기 위해서는 반드시 인간처럼 인지하고, 사고하고, 판단할 수 있어야 하기 때문.

하지만 현재의 폰 노이만 컴퓨팅 방식⁴⁾으로는 대형 슈퍼 컴퓨터의 구현은 가능할지 몰라도 인간과 유사한 외형의 소형 휴머노이드에 탑재되는 인공지능 시스템을 구현하는 데에는 한계가 있다. 현재의 ‘깊은 신경망(DNN: Deep Neural Networks)’⁵⁾에 기반을 둔 인공지능 알고리즘은 여러 복잡한 인지 과제에서 인간과 유사하거나 인간을 뛰어넘는 성능을 입증했지만, 이러한 알고리즘을 구현하는 컴퓨팅 시스템의 에너지 효율은 인간 뇌에 비해 아직 상당한 차이가 존재하기 때문.⁶⁾

4) CPU, 메모리, 프로그램 구조를 갖는 프로그램 내장 방식의 범용 컴퓨터 구조

5) 입력층(input layer)과 출력층(output layer) 사이에 여러 개의 은닉층(hidden layer)들로 이뤄진 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN). 현재 가장 최신의 인공지능들은 DNN을 기반으로 구현되고 있다.

6) 인공지능 뉴로모픽 반도체 기술동향, 오광일·김성은·배영환·박경환·권영수, 한국전자통신연구원(2020)

또한, 폰 노이만 컴퓨팅 방식은 연산을 하는 중앙처리장치(CPU)와 데이터를 저장하는 메모리로 구성돼 있는데, CPU와 메모리 간 데이터를 처리하고 저장하는 과정에서 병목현상이 발생한다. 머신러닝(machine learning)⁷⁾ 효율화를 위해 다양한 시도가 이뤄지고 있으나, 무어의 법칙⁸⁾에 따른 반도체 기술 혁신의 한계가 다가오고 있어 기존 방식으로 기대할 수 있는 성능과 전력 효율은 크지 않다.

7) 인공지능이 스스로 데이터를 학습하고 예측을 수행하도록 하는 기술 또는 시스템(프로그램)

8) 반도체 칩에 저장할 수 있는 데이터의 양이 24개월마다 2배씩 증가한다는 법칙

실제 인공지능(AI) 알파고의 경우 구동을 위해 1,000개 이상의 CPU와 200개에 달하는 그래픽처리장치(GPU), 100만 개 이상의 메모리 반도체가 필요하다. 인간 몸 크기의 휴머노이드에 탑재하기에는 지나치게 많은 양이다. 설사 탑재할 수 있다고 해도 이를 구동하기 위한 전력 문제도 함께 해결해야 한다.

이에 사람 뇌의 정보 처리방식을 모방한 반도체를 개발해 이런 한계를 뛰어넘는 ‘뉴로모픽⁹⁾ 컴퓨팅 방식’이 새롭게 연구되고 있다. 사람 뇌는 뉴런과 시냅스가 병렬 구조로 이뤄져 병목현상을 걱정할 필요가 없다. 이를 본 따 실리콘에 트랜지스터를 포함한 몇 가지 전자 소자와 메모리 등을 탑재한 여러 개의 ‘코어(Core)’ 로 구성된 뉴로모픽 반도체를 개발하는 시도가 이뤄지고 있는 것.

9) Neuromorphic. ‘뉴런(Neuron)의 형태(Morphic)’라는 의미

코어 내 일부 소자는 뇌의 신경세포인 뉴런의 역할을 담당하고 메모리 칩은 뉴런과 뉴런 사이를 이어주는 시냅스 기능을 담당하는데, 이를 사람의 뇌처럼 병렬로 구성하면 훨씬 적은 전력으로도 더 많은 양의 데이터를 처리할 수 있다. 또한, 사람 뇌처럼 학습하고 연산할 수 있어 복잡한 계산이나 추론도 효율적으로 처리할 수 있다. 스스로 학습능력을 갖추고 사고를 할 수 있는 진정한 의미의 인공지능 구현에 한 걸음 더 가까워지는 셈.

뉴로모픽 컴퓨팅에 대한 연구는 2000년대 중반부터 유럽과 미국 등에서 원천기술 확보를 목적으로 국가 주도 R&D 사업들이 시작되며 본격화됐다.¹⁰⁾ 유럽연합(EU)은 2013년부터 시작돼 2023년까지 10년간 10억 유로가 투자되는 Human Brain Project(HBP)를 통해 관련 연구를 진행하고 있으며, 미국도 2013년 ‘BRAIN Initiative’ 정책을 수립해 관련 연구를 수행하고 있다.

10) 인공지능 뉴로모픽 반도체 기술동향, 오광일·김성은·배영환·박경환·권영수, 한국전자통신연구원(2020)

글로벌 IT 기업들도 뉴로모픽 컴퓨팅 구현을 위한 반도체와 시스템 개발에 열을 올리고 있다. IBM은 2008년부터 미국 국방부 산하 DARPA가 주도하는 시냅스(SyNAPSE) 프로젝트에 참여해, 2014년 ‘트루노스(TrueNorth)’라는 뉴로모픽 반도체를 완성했다. 4,096개의 뉴로 시냅틱 코어로 구성된 이 반도체에는 100만 개의 인공 뉴런과 2억5,000만 개의 인공 시냅스가 연결돼 있다.

인텔은 뉴로모픽 반도체 개발 분야에서 가장 앞서 있는 기업으로 꼽힌다. 인텔은 지난해 자체 개발 뉴로모픽 반도체인 ‘로이히(LOIHI)’를 선보인 데 이어, 올해 3월에는 이를 기반으로 구현된 최신 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템 ‘포호이키 스프링스(Pohoiki Springs)’를 공개했다. 로이히는 13만 개의 뉴런을 갖춰, 전통적인 방식 대비 처리속도가 최대 1,000배 빠르고, 작업 효율도 최대 1만 배까지 향상된 뉴로모픽 반도체다. 포호이키 스프링스는 이런 로이히 칩 768개를 합쳐 작은 포유류의 뇌 수준인 약 1억 개의 뉴런을 갖췄다.

또한, 인텔은 미국 코넬 대학교(Cornell University) 연구팀과 함께 동물의 후각 체계를 구현한 수학 알고리즘을 개발해, 자체 컴퓨팅 시스템을 구축했다. 올해 7월에는 싱가포르 국립대학교(National University of Singapore) 연구팀과 함께 뉴로모픽 컴퓨팅 방식으로 시각과 촉각 기능을 구현하는 데에도 성공했다. 인공지능 시스템에 단순한 연산 기능을 탑재하는 것에서 한 발 더 나아가 인간의 오감을 하나씩 구현하고 있는 것.

이 같은 연구가 계속 진전되면 인공지능 시스템이 명실상부한 휴머노이드의 뇌가 되는 날도 더욱 가까워질 것으로 전망된다.

미래형 휴머노이드의 저장장치 – 1㎟에 10억 GB 저장 가능한 ‘DNA 메모리’

인간이 인간으로 살아가기 위해 필요한 정보의 양을 가늠하기 어려운 것처럼, 휴머노이드가 인간으로 살아가기 위해 필요한 데이터 양을 정확하게 추산하기는 쉽지 않은 일이다. 하지만 휴머노이드 기술은 인공지능, 빅데이터, 온라인 카지노 등 첨단 미래 기술이 집약된 기술인 만큼, 이를 현실에 구현하기 위해서는 방대한 데이터를 저장할 수 있는 저장장치가 필요하다.

인공지능을 구현하는 데 요구되는 데이터 양을 감안하면, 현재의 낸드플래시 기반 하드디스크(HDD, Hard Disk Drive)나 대용량 저장장치(SSD, Solid State Drive)만으로는 휴머노이드 구동에 필요한 데이터를 모두 담기 어려울 것으로 예상된다. 별도의 데이터 센터나 클라우드에 데이터를 저장하고 네트워크로 연결하는 방식이 유력하나, 네트워크를 유지하기 힘든 재난상황 같은 변수를 고려하면 오작동 가능성이 있어서 안정성이 우려되는 상황. 이에 휴머노이드에는 현 시점의 저장장치보다는 혁신적인 미래 반도체 기술로 구현된 차세대 저장장치가 탑재될 가능성이 크다.

가장 유력한 후보는 ‘DNA 메모리’다. 차세대 메모리 기술 중 DNA 메모리가 주목받는 이유는 간단하다. DNA가 지구상에 존재하는 그 어떤 물질보다 높은 데이터 저장 밀도를 가지고 있기 때문이다. DNA는 이론적으로 1㎟당 약 10억 GB의 데이터를 저장할 수 있다. 또한 DNA는 유전정보를 저장하는 수단답게 저장기간 또한 반영구적이다.

DNA 메모리 구현의 핵심은 기존 0과 1로 이뤄진 이진법에 기반한 데이터를 아데닌(Adenine, 이하 A), 구아닌(Guanine, 이하 G), 시토신(Cytosine, 이하 C), 티민(Thymine, 이하 T) 등 DNA의 네 가지 염기서열로 변환해 저장하는 기술이다.

네 종류의 염기서열 중 A는 T와, G는 C와 각각 상보적으로 결합하는 구조를 가지므로 A와 T의 결합은 0으로, C와 G의 결합은 1로 설정해 0과 1의 디지털 정보를 DNA 염기 서열로 인코딩한다. 이렇게 인코딩된 DNA 염기 서열은 기계에서 DNA 합성을 통해 인위적으로 만들 수 있고, 캡슐화(Encapsulation)해 저장할 수 있다. 데이터를 읽는 과정은 이와 반대 과정을 통해 이뤄진다. 먼저 캡슐을 제거(DNA release)하고 DNA 해독 장치로 DNA 염기 서열을 읽는다(Sequencing). 이렇게 읽은 염기 서열을 다시 0과 1로 번역하면 원래의 데이터와 동일하게 데이터를 복원할 수 있다.¹¹⁾

11) DNA 응용 기술 동향, 이재호·김도영·박문호·최윤호·박윤옥, 전자통신동향분석 제32권 제2호(2017)

처음으로 생체 DNA 구조를 인공 DNA로 모사한 것은 미국 하버드 대학교(Harvard University) 조지 처치(George Church) 교수 연구팀이다. 교수팀은 2012년 화학중합체로 인공 DNA를 만들고, 이진법 기반 데이터를 저장하기 위해 A와 C는 0으로, G와 T는 1로 나타내는 방식을 고안해냈다. 이후 저장해야 할 데이터를 인공 DNA에 변환한 후 이를 마이크로 칩 위에 배열해, 최초의 DNA 메모리를 개발했다.

이후 이어진 연구 중 가장 주목할 만한 성과는 2016년 미국 콜롬비아 대학교(Columbia University in the City of New York) 야니브 에를리치(Yaniv Erlich) 교수와 뉴욕게놈센터(New York Genome Center)의 디나 지엘린스키(Dina Zielinski) 연구원으로 구성된 공동연구팀의 연구 성과다. 이들은 기존 방식을 사용하면서 DNA의 뉴클레오타이드(Nucleotide) 1개당 저장할 수 있는 데이터 양을 획기적으로 확대한 연구성과를 공개했다.

기업 중에서는 마이크로소프트(이하 MS), 인텔, 마이크론테크놀로지 등이 선두 그룹에 속해 있다. 그 중에서 MS가 가장 앞서가고 있다. MS는 지난해 디지털 정보를 유전자 코드로 자동 번역하고 이를 다시 검색할 수 있는 시스템을 선보였다. 비록 5바이트 데이터를 저장하고 다시 읽어내는 데 21시간이나 걸리지만, DNA 반도체를 활용한 읽기/쓰기를 자동화된 시스템으로 구축했다는 점에서 상용화를 향해 한 걸음 더 나아간 성과로 평가받는다.

이처럼 글로벌 유수의 연구진들이 지속적인 연구를 이어가고 있고, 최근에는 국가 단위의 프로젝트도 하나둘 출범하고 있는 만큼, 머지않은 미래에는 ‘DNA 메모리’가 상용화될 것으로 전망된다. 실제로 우리나라에서도 ‘DNA 메모리 개발’이 지난 7월 과기부의 ‘혁신도전 프로젝트’에 선정되는 등 국가적인 추진과제로 선정됐다. 미국의 경우에도 정보고등연구계획청(IARPA) 주도로 DNA 메모리 개발을 위한 컨소시엄이 구성돼 올해에만 590억 원이 투자됐다. 미래 메모리 기술 개발을 위한 노력이 빠르게 결실을 거둔다면 생각보다 이른 시기에 휴머노이드가 상용화될 가능성도 있다.

<참고문헌 및 사이트
휴머노이드 로봇의 해외 연구 동향, 이이수·김지섭·김상현·이지은·김민곤·박재홍, 한국로봇학회(2019)
핸슨 로보틱스 공식 홈페이지(https://www.hansonrobotics.com)
보스턴 다이내믹스 공식 홈페이지(https://www.bostondynamics.com)
소프트뱅크 로보틱스 코리아 공식 홈페이지(https://softbankrobotics.com)
한국과학기술원 공식 홈페이지(https://www.kaist.ac.kr)
전자피부 기술 동향, 홍용택·변정환·오은호·이병문, 한국정보디스플레이학회(2016)
콜로라도대학 홈페이지(https://www.colorado.edu)
코네티컷대학 홈페이지(https://today.uconn.edu)
대구경북과학기술원(DGIST) 홈페이지(https://www.dgist.ac.kr)
한양대학교 홈페이지(http://www.hanyang.ac.kr)
한국전자통신연구원(ETRI) 홈페이지(https://www.etri.re.kr)
한국연구재단 홈페이지(https://www.nrf.re.kr)
인텔 공식 홈페이지(https://newsroom.intel.com/press-kits/intel-labs/)
인공지능 뉴로모픽 반도체 기술동향, 오광일·김성은·배영환·박경환·권영수, 한국전자통신연구원(2020)
뉴로모픽 소자의 현재와 미래, 박종길, 한국과학기술정보연구원(2017)
뉴로모픽 하드웨어 기술 동향, 정두석, 한국물리학회(2019)
콜롬비아대학 홈페이지(https://magazine.columbia.edu)
DNA 응용 기술 동향, 이재호·김도영·박문호·최윤호·박윤옥, 전자통신동향분석 제32권 제2호(2017)
과학기술정보통신부 홈페이지(https://www.msit.go.kr)

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