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생각을 읽어주는 뇌 이식 장치..말 못하는 환자에게 희망

연구팀은 과학저널 네이처에 게재한 보고서에서 이 기술은 말하는 능력을 잃은 사람들에게 도움이 될 수 있다고 말했다.

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마음을 읽는 기술은 크게 두 단계로 이뤄진다

출처Getty Images

미국의 한 연구팀이 사람의 마음을 읽어 생각을 소리로 변환시켜주는 뇌 이식 장치를 개발했다.

연구팀은 과학저널 네이처에 게재한 보고서에서 이 기술이 질병으로 목소리를 잃은 환자에게 도움이 될 수 있다고 말했다.

또 전문가들은 이 기술로 간질 환자 등의 대화 능력 회복에 도움을 줄 수 있다고 전망했다.

작동법

마음을 읽는 기술은 크게 두 단계로 이뤄진다.

사람들은 보통 생각을 할 때 뇌에서 신호가 발생하는데 그 신호를 포착하는 것이 첫째다.

이를 위해 연구진은 뇌에 전극을 이식해 입술과 혀, 후두, 턱 등을 움직이는 전기 신호를 스캔해 데이터로 저장한다.

이후 자체 개발 컴퓨터 알고리즘으로 환자의 발음과 뇌 신호 데이터를 대조해 기계음을 합성해 말로 만들어낸다.

쉽게 말해 말을 하기 위해 어떤 생각을 하면 그 생각이 데이터로 전환돼 '가상 성도(virtual vocal tract)'를 통해 합성된 소리로 나오는 것이다.

너무 복잡한 방법이라고 생각할 수 있다.

각 단어에 대한 기계음을 설정해 문장으로 연결하는 방법도 있기 때문이다.

하지만 연구진은 단어를 변환하는 기술에는 한계가 있다고 밝혔다.

보통 사람들은 1분에 약 150개의 단어를 말하는데, 기계장치로는 1분에 10개의 단어 정도밖에 변환하지 못한다는 것이다.

이번 연구의 제1 저자 고팔라 아눈만치팔리 박사는 이 때문에 뇌 신호를 말로 바꾸는 연구를 진행하게 됐다고 말했다.

기술은 아직 완벽하지 않다. 그러나 연구진의 에드워드 창 교수는 이번 연구가 엄청난 진전이라고 말했다.

"이 연구는 최초로 문장 전체를 뇌 신호에 기반을 둬 생성해낼 수 있음을 보여줬습니다."

"이는 이미 구현 가능한 기술이 말할 수 없게 된 환자들의 의사 표현을 회복시켜줄 수 있음을 이론적으로 보여주는 엄청난 증거입니다."

정확히 어떻게 도움이 되나?

연구진은 뇌 손상, 후두암, 뇌졸중 등으로 대화에 어려움을 겪는 환자에게 도움이 될 것으로 전망했다.

신호 전달 자체 능력에 문제가 생긴 환자가 아니라면 누구나 말을 할 수 있게 되는 것이다.

하지만 앞서 언급했듯 기술이 아직 완벽하지는 않아 시간이 걸릴 전망이다.

예로 길게 늘어지는 발음이나 'b' 발음으로 시작하는 파열음은 아직 말로 정확히 구현되지 않는 경우가 많다.

5명을 대상으로 한 선행 연구에서 사람들은 해석된 전자음의 70%가량을 이해했다.

생각 읽을 수 있나?

일부 과학자들은 그럼에도 마음을 읽는 기술에 대한 윤리적 기준이 세워져야 한다고 주장한다

출처Getty Images

당장은 그렇지 않다.

창 교수는 기술의 초점이 현재 '말하고자 하는 것을 생각하는 것'에 집중되어 있기 때문에 '생각' 자체를 읽는 일은 "매우 어려울 것"이라고 말했다.

"저희도 그렇고 다른 사람들도 생각 그 자체를 해석하는 일이 가능할지 시도는 해봤어요."

"근데 해보니까 정말 몹시 어려운 문제더라고요."

일부 과학자들은 그럼에도 마음을 읽는 기술에 대한 윤리적 기준이 세워져야 한다고 주장한다.

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