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뇌 활동에서 개인 손글씨 동작 패턴 읽어내

가상 키보드 클릭해 쓰는 것보다 속도 2배

     사지마비 환자가 마음 속으로 쓴 글자를 컴퓨터가 읽어 화면에 썼다. 스탠퍼드대 제공

손가락이 아닌 마음으로 손글씨를 쓴다.

사지가 마비된 사람이 일반인의 스마트폰 문자메시지 입력에 필적하는 속도로 문자로 의사소통할 수 있는 기술이 개발됐다. 생각의 힘과 첨단 기술력이 결합해 이룬 성과다.

머릿 속으로 글자를 쓰면, 뇌에 심어놓은 센서가 이 신호를 받아 인공지능에 전해주고, 이를 접수한 인공지능이 신호를 해석해 컴퓨터 화면에 글자를 띄워준다.

미국 스탠퍼드대를 비롯한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 공동연구팀 ‘브레인게이트2’는 13일 국제 학술지 `네이처' 표지논문으로 발표한 이번 연구에서 이 기술로 사지마비 환자가 분당 최고 90자(영어 알파벳 기준)까지 글씨를 쓸 수 있는 것으로 나타났다고 밝혔다. 연구진은 이런 방식의 글씨 쓰기에 `마음글씨'(mindwriting)라는 이름을 붙였다.

이는 척수 손상, 뇌졸중 등으로 손을 움직이거나 말을 할 수 없는 사람들도 일상적인 대화가 가능한 속도라고 연구진은 평가했다. 연구진은 정확도도 94%로 매우 높고, 자동 수정 장치와 함께 사용하면 정확도를 99%까지 높일 수 있다고 밝혔다.

환자의 뇌에는 아스피린 알약 크기에 100개의 전극이 달린 칩이 있다. 브레인게이트 제공

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알파벳 기준 1분에 90자...일반인 속도와 비슷

연구진은 뇌 신호를 컴퓨터 화면에 문자로 변환할 수 있는 새로운 알고리즘을 개발한 뒤, 이 장치를 2007년 척수를 다쳐 사지가 마비된 한 환자를 대상으로 실험했다. T5로 명명된 이 실험참가자(65)는 이미 2015년 오른쪽 팔과 손의 움직임과 관련된 뇌 부위에 작은 아스피린 알약 크기만한 2개의 칩을 이식한 상태였다. 각 칩에는 손의 움직임을 제어하는 뉴런 신호를 포착할 수 있는 전극 100개가 심어져 있다.

연구진은 우선 이 환자에게 종이 위에서 손으로 펜을 쥐고 있다고 상상할 것을 주문했다. 그런 다음 마음 속으로 문자, 단어, 그리고 문장을 써보라고 요구했다. 알고리즘 개발자인 스탠퍼드대 프랭크 윌렛 박사는 "이렇게 하면 이런 동작을 시도하는 뇌의 운동 영역에서 뇌의 활동이 활성화한다"고 말했다. 연구진은 이 뇌의 활동을 뇌에 심은 칩에 기록했다. T5 환자는 마음 속으로 각 문자(알파벳)를 10번씩 반복해 쓰는 방식으로 소프트웨어가 자신의 글씨 패턴을 익힐 수 있도록 가르쳤다.

인공신경망 훈련을 마친 연구진은 두 가지 방식으로 알고리즘의 성능을 시험했다. 하나는 프롬프터 화면의 문장을 그대로 베껴 쓰는 것, 다른 하나는 개방형 질문에 자유롭게 대답하는 방식이었다. 그 결과 둘다 90%가 넘는 정확도로 각각 1분당 90개, 73.8개 문자를 변환했다.

문자 90개는 이 환자와 같은 연령대인 일반인의 스마트폰 문자 입력 속도 평균(1분당 115개 문자)와 큰 차이가 없는 속도다. 단어 수로는 각각 18개, 23개에 해당한다. 연구진에 따르면 이 환자는 마음속 글자를 작게 하면 더 빨리 쓸 수 있는 것처럼 느꼈다고 한다.

   마음글씨를 쓰는 훈련을 하고 있는 모습. 동영상 갈무리

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10년 넘게 쓰지 않은 손 동작을 기억하는 뇌

이번 연구의 또다른 성과는 손을 쓰지 못한 지 10년이 넘었음에도 여전히 뇌가 예전 손동작 패턴을 기억하고 있다는 걸 확인한 점이다.

연구진은 "컴퓨터 마우스 커서까지 팔을 뻗어서 손에 쥐고 움직이는 것과 같은 커다란 동작 기술과 관련한 신경 활동이 마비 후에도 피질에 남아 있는 것은 확인했지만, 손글씨처럼 빠르고 정교한 동작 기술이 필요한 신경이 손상되지 않고 남아 있는지는 이제껏 알지 못했던 것"이라고 밝혔다.

현재 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 주로 휠체어를 제어하거나 물건을 쥐는 등 커다란 동작을 구현하는 데 집중돼 있다. 문자 의사소통도 가능하기는 하다. 다만 지금까지는 컴퓨터 화면에 가상 키보드를 띄워 놓고 생각만으로 마우스 커서를 이동해 클릭하는 방식으로 문자를 써서 소통하는 방식이었다. 2017년 실험에서 T5 환자는 이런 방식으로 1분에 최고 40개 문자까지 쓸 수 있었다. 이번에 개발한 기술은 이 속도를 단숨에 2배 이상 뛰어넘었다.

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단순한 마우스 동작보다 복잡한 손 동작이 식별 더 쉬워

마우스를 클릭하는 것보다 더 복잡해 보이는 손글씨 방식이 어떻게 속도가 더 빠르게 나왔을까?

연구진은 손으로 글씨를 쓸 때는 훨씬 다양한 형태의 신경 활동을 유발하기 때문으로 해석했다. 즉 손으로 글씨를 쓸 때는 신경 활동의 시공간 패턴이 매우 다양해서, 직선으로 움직이는 마우스 클릭 방식보다 인공지능이 식별하기가 쉽다는 것이다. 다만 알파벳 중 r, h, n은 구별하기가 상대적으로 어려웠다고 한다.

                 뇌-컴퓨터 인터페이스 작동 구조도. 브라운대 제공

연구진은 그러나 이번에 개발한 기술은 개념증명 단계이기 때문에, 곧바로 사람한테 적용할 수는 없다고 밝혔다. 실제 환자들이 이용하려면 소프트웨어를 사용하기 쉽게 더 개선해야 한다. 예컨대 이번 연구에서 컴퓨터 알고리즘은 T5 환자의 마음글씨 패턴을 인식하는 데 상당한 시간을 필요로 했다. 실생활에 쓸 수 있으려면 훈련시간이 크게 단축돼야 한다. 또 잘못 쓴 경우 삭제하거나 편집할 수 있는 기능도 추가돼야 한다. 하지만 과학자들은 이번 연구를 통해 사람의 마음속 세계의 한 부분을 컴퓨터 화면으로 끌어내 정확한 의사소통을 가능하게 했다는 점에서 큰 기대를 걸고 있다.

또 한가지 확인해야 할 것은 알파벳을 쓰지 않는 언어에서도 이 시스템이 제대로 작동할지 여부다. 예컨대 한국어처럼 초성과 중성, 종성으로 구분돼 있는 언어나 한자처럼 매우 복잡하고 종류가 많은 문자 언어, 아랍어처럼 문자 모양이 크게 다르지 않은 언어에서도 통할 수 있을지는 추후 확인해 봐야 할 과제다.

이번 연구를 수행한 ‘브레인게이트2’ 연구팀은 브라운대, 스탠퍼드대, 매사추세츠종합병원, 케이스웨스턴리저브대, 프로비던스VA메디컬센터 연구진으로 구성돼 있다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 개발을 위해 2009년 출범한 이 연구팀은 2012년 사지가 마비된 사람이 생각만으로 로봇팔을 움직여 병에 든 커피를 들고 마시는 실험에 성공했다. 올해 4월에는 뇌에서 무선으로 컴퓨터에 명령을 내릴 수 있는 기술을 개발했다. 곽노필 기자

“중국의 신장위구르 인권침해, 일본 기업 위험요소로 떠올라”

미국 정부가 인권침해 논란이 있는 중국 신장웨이우얼(위구르) 자치구에서 생산된 면화를 사용한 것으로 보인다며 일본 패션 브랜드 ‘유니클로’ 셔츠의 수입을 금지했다. 신장웨이우얼 인권 문제가 일본 기업의 위험 요소로 떠올랐다는 지적이 나온다.  

<니혼게이자이신문>은 이달 10일 미 세관‧국경보호국(CBP)이 공개한 문서를 인용해 지난 1월 로스앤젤레스(LA)항에서 유니클로 남성용 셔츠가 압수됐다고 20일 보도했다. 중국 군·국유기업·행정이 결합된 조직인 ‘신장생산건설병단’을 통해 공급받은 면화로 만든 셔츠라는 이유에서다.  

미국은 도널드 트럼프 행정부 시절인 지난해 12월 강제노동에 따른 인권침해 문제로 신장생산건설병단이 생산하는 면과 면제품 수입을 금지했다. 이곳에서 중국 면의 3분의 1이 생산되는 것으로 알려졌다. 생산 과정이 복잡해 원산지를 특정하기 어려운 면 원재료의 경우도 수입하는 기업이 증명하도록 의무화하고 있다.  

유니클로는 셔츠의 원자재를 오스트레일리아 등에서 조달한 것으로 중국과 관계가 없다고 반론을 폈지만 미 당국은 “증거가 충분하지 않다”며 받아들이지 않았다. 미 당국은 생산, 가공, 처리 기록이 제출되지 않았고, 관련자나 공장 위치도 분명하지 않다고 지적한 것으로 알려졌다. 유니클로 브랜드를 운영하는 패스트리테일링은 19일 “이번 결정은 매우 유감”이라며 “서플라이 체인(공급망)에 인권 침해가 없는 것을 확인하고 있다”고 입장을 밝혔다.  

유니클로의 미국 내 매출이 전체 수익에서 차지하는 비율이 높지 않아, 경영에 직접적 타격은 적은 것으로 분석된다. 하지만 조 바이든 행정부의 ‘중국 견제’가 외교‧안보뿐 아니라 인권, 경제까지 한층 강화되고 있어 기업들의 고민은 클 수밖에 없다. 

일본 유니클로와 무인양품은 세계 패션 업체들의 ‘신장 면화 보이콧’ 선언에도 소극적으로 대처하고 있다. 무인양품은 지난달 입장을 내고 신장웨이우얼 면화를 사용하고 있지만 “제3의 기관을 파견해 감사를 실시한 결과, 지금까지 법령과 자사의 행동 규범에 대한 중대한 위반은 없었다”고 밝혔다. 보이콧에 나서지 않겠다는 뜻이다. 유니클로는 “정치적 문제는 언급하지 않겠다”는 입장이다. 

일본 기업이 중국의 눈치를 보는 것은 중국 시장에서의 경제적 타격을 우려해서다. 무인양품은 매출의 약 20%가 중국에서 나온다. 유니클로는 중국 내 의류 매출 1위 기업으로 800여개 점포를 운영 중이다. <엔에이치케이>(NHK) 방송은 이날 “바이든 정부가 신장웨이우얼 인권문제로 중국을 비난하는 동시에 기업에도 대응을 요구하고 있다”며 “일본 기업에도 구체적으로 영향이 왔다”고 전했다. 김소연 기자

중국 ‘대만 단교’ 조건삼아 백신 제공에 미국 맞대응

외국에 제공키로 한 8천만 회 분 “중남미 우선 공급”

19일 온두라스 수도 테구시갈파의 한 대학 교정에 설치된 코로나19 백신 간이 접종시설에서 마스크를 쓴 노인이 러시아산 스투트니크 백신을 맞고 있다. 테구시파갈/EPA 연합뉴스

오는 24일로 예정된 제74차 세계보건총회(WHA) 개막을 앞두고 라틴아메리카에서 중국과 미국의 ‘백신 외교’ 경쟁이 본격화하는 모양새다. 미국이 이 지역에 대한 백신 공급을 최우선적으로 고려하고 있다는 지적이 나왔다.

<파이낸셜 타임스>는 20일 미 고위 당국자의 말을 따 “(지난 17일) 조 바이든 대통령이 외국에 제공하기로 한 코로나19 백신 8천만회분의 최우선 공급 지역은 라틴아메리카 국가가 될 것”이라고 전했다. 이 지역 대만 수교국이 중국산 백신을 공급받기 위해 대만과 단교할 수 있다는 지적이 잇따르는 상황을 의식한 조치로 보인다.

현재 대만의 수교국은 모두 15개국으로, 이 가운데 9개국이 카리브해 연안과 중남미에 몰려 있다. 1회분 이상 접종자가 인구의 48.5%에 이르는 등 중남미에서 가장 접종률이 높은 칠레를 비롯해 중남미 각국이 중국산 백신을 활용하고 있지만, 대만 수교국에는 공급되지 않고 있다. 신문은 “중국은 이미 1억4400만회분에 이르는 백신을 중남미 10대 인구 대국에 공급했다”고 덧붙였다.

지난 2016년 차이잉원 대만 총통 당선 이후 중국은 경제력을 앞세워 라틴아메리카 각국에 대한 외교적 노력을 강화했다. 이에 따라 지난 2017년 파나마를 시작으로 이듬해 엘살바도르와 도미니카공화국 등이 대만과 외교적 관계를 끊었다. 이들 3개국은 중국산 코로나19 백신 지원 속에 1회분 이상 접종자가 인구의 13.3~21.4%에 이른다. 반면 대만 수교국인 온두라스(1.1%)·과테말라(1.8%)·파라과이(2.9%) 등은 중남미 최저 수준에 머물고 있다.

온두라스 정부가 최근 대중국 관계 개선을 위해 중국에 무역대표부를 개설하는 방안을 검토하겠다고 밝힌 것도 이런 맥락에서다. 신문은 온두라스 정부 고위 인사의 말을 따 “대만과 유지해온 오랜 친선관계를 단절하는 것은 피하고 싶지만, 백신 수급이 무엇보다 긴급한 상황”이라며 “중국은 우방국을 지원하는데 우리의 우방국은 왜 우리를 지원하지 않는지 국민들이 묻고 있다”고 말했다.

미국 내에서도 ‘무대책’을 질타하는 목소리가 끊이지 않고 있다. 신문은 대표적 대중국 강경론자인 마리코 루비오 상원의원(공화)의 말을 따 “중국이 코로나19 상황을 악용해 취약한 국가을 몰아세우고 있지만, 바이든 행정부는 아무런 대응도 하지 않고 있다”고 전했다.

앞서 바이든 미 대통령은 지난 17일 코로나19 백신 총 8천만회분을 외국에 제공하겠다고 밝히면서, “러시아와 중국이 백신을 이용해 영향력을 키우고 있다는 말이 나오지만, 미국은 미국식 가치관으로 세계를 이끌 것”이라고 강조했다.

이와 관련 자오리젠 중국 외교부 대변인은 이튿날 정례 브리핑에서 “미국이 백신 제공 약속을 조속히 이행해 개발도상국의 방역에 보템이 된다면, 중국은 이를 환영할 것”이라며 “백신 얘기를 꺼낼 때마다 중국을 거론하는 것은 역겨운 일이며, 미국의 진정한 의도가 무엇인지 의심하지 않을 수 없다”고 비난했다. 베이징/정인환 특파원

광고 유치 막는 ‘거짓 정보 규약’ 개정안 마련

자율 규제 한계에 대책…일부, 제재 장치 촉구

 유럽연합이 구글 등 온라인 서비스 업체들에게 가짜 뉴스 제공자의 광고 수익 차단을 강화하는 새로운 자율 규제 규약을 제시하기로 했다. 독일 베를린의 구글 사무실에 이 회사 로고가 설치되어 있다. 베를린/AFP 연합뉴스

업계의 자율 규제를 통해 온라인 거짓 정보와 가짜 뉴스에 대응해 온 유럽연합(EU)이 가짜 뉴스 유포자의 돈벌이를 차단하는 더 강한 규제 방안을 업계에 제시하기로 했다. 이런 움직임은 선거철 등에 특히 극성을 부리던 가짜 뉴스가 최근에는 코로나19 백신에 대한 불신을 퍼뜨리는 지경까지 이르면서 규제 목소리가 커지는 가운데 나왔다.

유럽연합 집행위원회는 구글 등 온라인 광고 서비스 업체들에게 거짓 정보를 퍼뜨리는 이들의 광고 수익을 차단할 새 조처를 요구하는 ‘거짓 정보에 관한 행동 규약’ 개정안을 마련했다고 <로이터> 통신이 19일(현지시각) 보도했다.

유럽연합은 2018년 이 규약을 처음 만들었으며, 구글, 페이스북, 트위터, 마이크로소프트, 모질라, 틱톡 등의 온라인 서비스 업체들이 규약 준수를 약속했다. 하지만, 이후에도 거짓 정보 차단 효과가 기대에 못미치자 이번에 돈줄을 강하게 막는 방안을 내놓았다. 집행위는 개정안 관련 문서에서 “기존 규약은 거짓 정보가 금전적 가치로 이어지지 못하게 막는 게 부족했다”며 “온라인 광고 수익이 여전히 거짓 정보 유포를 부추기고 있다”고 지적했다고 통신이 전했다.

새 규약에는 온라인 플랫폼 업체들이 광고를 유치할 수 있는 정보 제공자의 기준을 강화하고 그들이 제공하는 콘텐츠에 대한 심의도 강화하는 내용이 추가됐다. 또 온라인 광고 기술 업체에는 광고가 어디에 배치되는지 확인하는 장치도 마련하도록 했다. 정치적인 목적이나 쟁점 사안에 대한 광고성 정보는 ‘돈을 받고 제공하는 콘텐츠’라는 점을 분명히 표시해야 한다. 규제 기관이 업체들의 실제 규약 이행 실적을 점검할 수 있는 근거도 마련했다.

유럽연합 집행위는 온라인 광고 기술 제공 업체, 전자결제나 상거래 업체, 크라우드펀딩이나 온라인 기부 사이트까지도 이 규약에 참여하기를 바라고 있다고 <로이터>가 전했다. 집행위는 새로운 규약을 오는 26일 정식 공개하고, 기업들에게는 9월 말까지 참여 약속을 받을 예정이라고 통신은 보도했다.

한편, 집행위의 의뢰로 컨설팅 업체 브이브이에이(VVA)가 지난달 초 내놓은 연구 보고서는 업계 자율 규제의 한계를 넘어서기 위해서는 제재와 정정 장치 마련이 필요하다고 지적했다. 에스토니아, 리투아니아 등 4개 회원국도 최근 내놓은 공동 입장문에서 러시아 등의 허위 정보 공세 위협 등을 거론하며 더 강력한 규제 방안을 촉구했다고 유럽연합 정책 전문 매체 <유락티브>가 전했다.

유럽의 학계를 대변하는 ‘전 유럽 아카데미’(ALLEA)도 “(코로나19 대확산 이후) 거짓 정보가 과학에 대한 신뢰를 무너뜨리면서 근거와 과학적 지식을 바탕으로 한 정치적·개인적 결정에 근본적인 위협 요인으로 떠오르고 있다”며 유럽 차원의 거짓 정보 대응 노력을 촉구했다.

하지만 이 규약 담당인 베라 조우로바 집행위 부위원장 등은 표현의 자유를 훼손하지 않는 가운데 거짓 정보에 대응해야 한다는 기조를 유지하고 있어, 회원국간 논의 과정에서 논란이 예상되고 있다. 신기섭 기자