인간진화의 다음단계는 "사이보그"

인간진화의 다음단계는 "사이보그"

 

생체에 기계장치 결합...
이미 인공장기·신체삽입 칩·보병의 이동 보조기 등으로 현실화

공상과학 영화를 보면 인간이면서도 상상할 수 없을 정도의 능력을 가진 초(超)인간이 많이 등장한다. 수퍼맨이 그렇고 배트맨, 스파이더맨, 원더우먼 등이 초인간의 모습을 그리고 있다. 특히 팔과 다리를 로봇처럼 개조해 엄청난 초능력을 발휘하는 600만불의 사나이와 소머즈, 로보캅 등은 몸 안에 보조기나 칩을 넣어 초능력을 발휘하는 사이보그 인간의 대표적인 케이스다.

이들 배역은 한결같이 하늘을 날고, 탱크를 들어올리고, 헬기를 잡아서 떨어뜨린다. 인간의 육체에 첨단의 기계적 장치를 덧붙이거나 또는 첨단 기계장치를 모자처럼 씌우거나 입혀 특별한 능력을 갖도록 적용시켰기 때문. 수퍼맨과 수퍼우먼은 미래에 등장할 사이보그 인간의 모습을 시사한다. 미래의 사이보그에 대한 학자들의 의견은 둘로 나뉜다. “로봇은 절대로 인간을 뛰어넘을 수 없다”는 주장과 “로봇이 인간의 능력을 뛰어넘을 수 있다”는 것. 그 주장을 대변하는 것이 ‘사이보그’와 ‘안드로이드’다.

서서히 붕괴하는 사람과 기계의 경계

1960년 등장한 낱말인 사이보그(cyborg)는 ‘인공적 유기체(cybernetic organism)’의 합성어로 생물과 기계장치의 결합체를 뜻한다. 우리가 흔히 생각하듯 ‘600만불의 사나이’ 같은 엄청난 완력과 점프력을 지닌 사람만이 사이보그가 될 수 있는 것이 아니라 생물체에 기계가 결합되면 그것이 사람이건 바퀴벌레이건 사이보그라 부른다. 단 인간의 지적 능력은 대행할 수 없다고 보기 때문에 인간은 뇌 이 외의 수족이나 장기 등을 교체한 개조 인간만이 사이보그로 지칭된다.

▲ 인조인간의 대결을 그린 영화 '터미네이터 3'

이에 반해 ‘인간을 닮은 것’이라는 뜻의 그리스 말에서 유래된 안드로이드(android)는 겉보기에 말이나 행동이 사람과 거의 구별이 안 되는 로봇을 말한다. 우리말로 옮기면 ‘인조인간’에 가장 근접한 개념이다. 영화 ‘블레이드 러너’나 ‘터미네이터’에 나오는 인조인간이 안드로이드의 대표적인 예다. 외모는 물론 동작이나 지능까지도 인간과 다를 바 없어야 하기 때문에 현재의 기술로는 아직 먼 미래에나 가능하다. 결론적으로 사이보그는 인간의 두뇌를 대체할 수 없다는 데 초점을 맞춘 반면 안드로이드는 로봇의 한계가 없다는 것을 뜻한다.

사이보그는 미래에 인간이 우주공간이나 바닷속 같은 가혹한 환경에서도 생존할 수 있게 만든다는 공상과학적 상상에 뿌리를 두어 왔다. 하지만 현재는 신체 일부를 인공장기로 대체하는 개념까지를 포함하므로 인공심장, 맥박 조정기, 인공 와우각(귓속의 달팽이관), 인공뼈, 의안, 의수를 장착한 환자들도 병리학적 사이보그에 속한다. 그런 의미에서 인간은 지금 사이보그로 진화해 간다고 할 수 있다.

사이보그로 진화해 가는 징후는 이미 다양하게 개발된 바이오닉(bionic) 장기에서 찾아볼 수 있다. 바이오닉 장기란 잃어버린 손과 발, 제 기능을 발휘하지 못하는 눈과 심장을 대체할 전자공학적 장기다. 그와 같은 장기를 가진 대표적 사이보그는 사고로 식물인간이 됐다가 환생한다는 ‘로보캅’이 잘 묘사하고 있는데 로보캅은 공상과학만의 이야기에 그치지 않는다. 1998년 스코틀랜드의 캠벨 에어드라는 사람은 16년 전 암으로 잃은 오른팔을, 전자장치를 이용해 팔과 손가락을 자유롭게 움직일 수 있는 ‘바이오닉 팔’로 바꾼 뒤 ‘무늬’만 팔인 의수를 던져버렸다.

세계적으로 개발되고 있는 바이오닉 장기로는 근육마비자를 위한 바이오닉 근육, 망막이 손상된 사람에게 이식될 바이오닉 눈, 소리를 전자신호로 바꿔 뇌에 전달하는 바이오닉 귀, 냄새를 맡는 바이오닉 코, 그리고 화학적 메커니즘으로 맛을 감별하는 바이오닉 혀 등 다양하다. 심지어 바이오닉 신경과 심장에 도전하는 곳도 있다. 인간의 운동·감각·내장 기관 등 무엇이든 모사하는 시대가 도래한 것이다.

생체와 기계 결합체의 사람들

세계에서 최초로 사이보그가 된 사람은 영국 레딩대 인공두뇌학과의 케빈 워윅 교수다. 그는 1998년 자신의 신경에 기계를 연결해서 스스로 사이보그가 되는 시험을 감행해 세계를 깜짝 놀라게 했다. 자신의 왼쪽 손목 신경에 컴퓨터 칩을 연결하여 신경에서 나오는 전기신호를 컴퓨터로 전송함으로써 신경 신호를 읽어내도록 한 것. 이 장치로 그는 GPS처럼 자신의 이동기록을 컴퓨터에 남길 수 있게 됐고 연구실 건물 관리 컴퓨터에 신호를 보내 그가 연구실 건물로 들어서면 자동으로 문이 열리고 전원이 켜지는 등, 영화에서만 보던 장면을 실제로 가능케 했다.

한 가족 모두가 병리학적 사이보그가 된 사례도 있다. 2002년 5월, 미국 플로리다주에 사는 제이콥스씨 가족 3명은 각자의 신원과 병력을 기록한 쌀알 크기의 베리 칩(Veri Chipㆍ체내 이식용 마이크로칩)을 팔의 피부 밑에 집어넣어 인류 역사상 최초의 사이보그 가족으로 탄생했다. 컴퓨터 메모리와 무선 송수신장치로 구성된 베리 칩에는 칩을 이식한 사람의 신원과 혈압, 혈당, 체온 등 질병 이력에 관한 자료가 담겨 있다.

이들 일가족이 베리 칩을 이식한 까닭은 암 등의 중병에 시달리던 아버지가 갑자기 교통사고로 병원에 실려갔을 때 의사에게 자신의 질병을 설명하지 못해 목숨을 잃을 뻔한 적이 있었기 때문이다. 환자가 의식을 잃어 응급상황이 발생했을 경우, 의사들은 컴퓨터 단말기를 통해 베리 칩에 저장된 환자의 이름, 전화번호, 질병 기록 따위의 정보를 읽어내 신속히 대응할 수 있다. 또 베리 칩을 지구 위치 추적 위성과 접목시켜 개인의 행방을 추적하는 데도 사용할 수 있다.

며칠 전 축구선수 박지성이 속해 있는 영국 맨체스터 유나이티드 구단에서도 ‘마이크로칩 이식 프로젝트’를 추진 중이라는 내용이 보도되었다. 선수들의 움직임을 정밀 추적 분석하기 위해 쌀알 크기의 칩을 선수 피부 속에 이식할 계획이라는 것. 이 칩은 인공위성을 통해 선수들의 실시간 움직임을 분석해 주기 때문에 코칭스태프는 웨인 루니, 리오 퍼디낸드 등 맨유 소속 스타들의 움직임을 정확히 파악할 수 있게 된다. 또한 선수들의 동선 데이터는 효과적인 전술 훈련을 가능케 한다. 하지만 선수들은 거부감을 나타냈다. 나이트클럽 등 “가지 말아야 할 곳에 가면 다 들통나는 것이 아니냐”고 선수들이 항의했다는 후문이다.

지금까지 베리 칩을 이식한 환자는 세계적으로 10여명. 전문가들은 이러한 칩은 원격 인식시스템으로도 내부의 데이터를 확인할 수 있기 때문에 앞으로 기업, 군사, 의학적인 면에서 대단한 수요와 시장이 형성될 것으로 예상한다.

군사 분야에서 가장 활발

현재 사이보그 연구가 가장 활성화되고 있는 곳은 군사 분야이다. 미 국방부는 이미 1900년대 중반부터 수백 가지의 사이보그 프로젝트를 기획하여 연구해 왔다. 가장 대표적인 프로젝트는 장시간 행군해야 하는 보병들에게 필요한 ‘이동 보조기’. 이것을 허리와 다리 옆에 장착하고 걸으면 기계가 자동적으로 다리를 움직여주므로 피로를 적게 느낀다. 빨리 뛸 수도 있다. 자신이 힘을 쓰지 않아도 저절로 다리 근육을 움직여 점프력을 도와주기 때문에 단거리 육상선수처럼 속도를 낼 수도 있고, 언덕을 뛰어올라갈 때도 쉽게 도약할 수 있다. 이와 같은 이동 보조기는 병사 한 명 한 명을 600만불의 사나이 같은 수퍼 사이보그로 만들기 위함이 목적이다.

‘입는 컴퓨터(wearable computer)’도 사이보그 프로젝트에 속한다. 입는 컴퓨터란 말 그대로 옷처럼 둘둘 말고 입을 수 있는 컴퓨터로, 사이보그로 진화하기 이전에 시도되는 인간 기능의 확장이라고 볼 수 있다. 1996년 알마덴 연구소는 PAN (개인영역네트워크, 일명 디지털 오로라 장치)이란 특이한 장치를 선보였다. 이 장치는 사람 몸에 흐르는 전류를 이용하여 악수나 키스를 할 때 서로 정보를 교환하는 첨단 통신장비다. 미 국방부는 “병사들이 모두 PAN과 같이 입는 컴퓨터로 무장하고 전장에 나가는 반(半) 사이보그 군인이 될 날이 멀지 않았다”고 장담한다.

당분간 사이보그는 옷이나 안경 형태의 입는 컴퓨터를 주된 장비로 쓸 것이다. 그러나 곧 컴퓨터를 몸 여기저기에 이식하고 다니게 될 것이며 우리 몸 속의 작은 컴퓨터들은 독자적인 IP 주소를 갖고 하나의 네트워크를 형성해 우리 몸의 제2신경망으로 자리잡게 될 것이다.

인공지능의 창시자인 MIT 민스키 교수의 말을 빌리더라도 사이보그는 인간 진화의 다음 단계다. 과거 인간의 진화가 찰스 다윈이 말했던 자연선택에 의해 이뤄졌다면 사이보그로의 진화는 인간의 선택에 의한 비자연적 진화인 셈이다. 과학자들은 사이보그로의 진화에 대해 “가능성이 50%”라고 말한다. 50%는 브레이크 없는 과학기술로 가능하다는 얘기이고 나머지 50%는 선택이라는 뜻이다. 장애를 안고 살아온 수많은 사람에게 사이보그는 희망일 수 있다. 이런 희망은 새로운 사이보그 시장을 만들고 과학자들을 한껏 유혹한다. 그러나 사생활 보호 단체들은 베리 칩이 앞으로 의무화될 경우 사생활 침해라며 우려를 표명한다. 이러한 찬성과 반대의 어느 쪽 유혹에 빠져드느냐에 따라 사이보그 세상은 달라질 것이다.

 

 

6백만불의 사나이, 현실로 다가오나 사고로 인해 큰 부상을 입고 600만불을 들여 인공 눈과 귀를 통해 시각과 청각을 회복한 '6백만불의 사나이'가 곧 현실에서 가능해질 것으로 보인다. 현재 손상된 시각 및 청각을 보완 또는 대체 할 수 있는 다양한 장치들이 개발되고 있으며 이중 가장 각광받고 있는 장치가 인공시각장치와 인공와우장치. 인공시각장치는 초소형 카메라가 눈을 대신하고 수집된 영상 정보로부터얻어진 영상신호가 광섬유를 타고 수정체 뒤쪽으로 흘러가면 망막에 달린 소형 망막보철이 감응하게 되며 이 감응된 신호가 시신경을 거쳐 뇌에 전달되어 사물을 인지할 수 있는 장치이다. 현재 망막의 이상으로 앞을 볼 수 없는 환자는 국내에만 3만여명에 이르고 전세계적으로는 수백만명이 넘는 상황. 그러나 아직까지 인공시각장치는 물체의 윤곽을 흑백으로 반복된 패턴을 인식해 구분할 수는 있으나 명확한 영상인식을 제공하기에는 좀 더 개선이 필요한 상태라는 것이 전문가들의 분석이다. ▲육백만 달러의 사나이 / (http://www.tagstory.com)에 올라온 동영상 인공와우장치는 양쪽 귀가 모두 고도의 감각신경성 난청인 사람 또는 전혀 들을 수 없는 사람에게 전극을 달팽이관에 삽입하고 달팽이관 내의 신경섬유를 전기신호로 자극하여 중추신경이 음파 메시지를 받아서 뇌에 전달토록 하는 인공 전자장치. 특히 청력손실이 90데시벨 이상의 고도난청(청각장애 2급)으로 보청기나 촉각기 등 청각 보조도구를 착용하고도 잘 듣지 못하는 2세 이상의 어린이부터 성인들까지 시술 가능하다. 현재 매년 국내 신생아 중 700명정도가 심각한 난청이 있고 동아시아 지역에만 약 2000만명의 청각장애자가 있어 이 장치를 적용시 이들의 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있다. 이같은 인공시각장치와 인공와우장치는 장치가 신체내부에 미세한 크기로 삽입되고 내구성과 정확성을 오랜기간 유지해야 하는 고도의 기술적 어려움과 소요비용 상의 문제점으로 인해 그동안 그 적용이 지연되고 실현가능성이 의문시됐다. 그러나 최근 들어 소재기술의 발달 및 집적화된 전자기술에 의해 적용가능성을 높이려는 연구가 활발히 진행되고 있으며 이와 관련된 특허출원 또한 꾸준히 증가하고 있다. 특허청(청장 전상우) 자료에 따르면, 인공시각 및 인공와우장치 관련 특허출원은 2005년까지 총 60건이며 그 중 2001년부터 2005년까지의 출원이 38건으로서 전체의 63%를 차지, 최근에 인공시각 및 인공와우장치 관련 출원이 많이 늘었음을 알 수 있다. 기술분야별 인공시각장치 관련 출원동향을 살펴보면, IT기술을 이용한 외부 정보 인지 및 신호화 시스템이 23건(53%), BT/NT/IT기술이 융합된 망막 보철 및 신경 접속부가 20건(47%)이나, 2001년 이후부터는 BT 및 NT 기술의 발전으로 인해 망막 보철 및 신경 접속부와 관련된 출원이 더 많아지고 있다. 또 기술분야별 인공와우장치 관련 출원동향에서도 초기에는 외부 정보 인지 및 신호화 시스템의 출원이 주를 이뤘으나 2002년 이후부터는 인공시각장치와 마찬가지로 보철 및 신경 접속부와 관련된 출원이 더 많아지고 있다. 인공시각장치의 출원인별 출원동향에 있어서는, 내국인 출원이 20건이고 외국인 출원이 23건으로 비슷한 수준이나, 2004년 이후 외국인 출원이 크게 늘고 있다. 반면, 인공와우장치의 출원인별 출원동향을 보면 내국인 출원이 12건이고 외국인 출원이 5건으로서 특히 2002년 이후 내국인 출원이 대부분을 차지, 이 분야에 있어서는 내국인이 기술 개발을 주도하는 것으로 나타났다. 현재 인공시각 및 인공와우 장치를 사용하여 손상된 시각 및 청각을 완전히 대체하기에는 내구성, 정확성, 인체적합성, 비용상의 문제들이 완전히 해결되지 않았으나 이런 난점을 생체접합성 재료, 신경접속기술, 다채널 미세기술, 아날로그/디지털 회로설계기술, 밀봉패키지 기술, MEMS 및 나노기술등의 BT, IT, NT간의 융합을 통해 해결하려는 연구가 지속적으로 이뤄질 것으로 보인다.