인지향상 (CE)테크놀로지: 미래 인지과학기술 응용의 초점
이정모 (성균관대 심리학과, 인지과학협동 과정)
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1. 인지향상 테크놀로지: 21세기 과학기술, 문화사회적 배경
1.1. 틀>
지난 20세기 말에 세계의 과학기술은 급격한 변화가 이루어졌다. 과학기술계에서는 기존의 전통적 개념의 과학기술이 단순히 빠르게 진보하거나, 추가적 새로운 발견과 발명이 이루어지는 것을 넘어서 전통적 과학기술에 대한 접근, 국가과학기술 전략 자체의 변혁을 요구하는 새로운 움직임이 일어났다.
지난 세기에는 IT, BT, NT, Cog-T(인지과학기술) 등의 과학기술이 떠 올라서 여러 분야에서 새로운 접근, 새로운 테크놀로지들이 등장하면서 과학기술의 틀을 변화시켰는데, 이미 널리 알려진 바와 같이 21세기의 과학기술의 틀을 특징짓는 것은 융합과학기술의 틀이라고 할 수 있다. 이 융합과학기술의 틀에서 본다면 21세기에 중점을 두어서 추구하여야 할 테크놀로지의 방향이 이전과는 달라짐을 알 수 있다.
바로 그러한 맥락에서 미국에서는 학계 연구자, 산업계 인사 및 정부기관 정책연구자 등 수십명의 전문가들이 참여하여 21세기의 과학기술 연구 현장에서, 산업장면에서, 국가과학기술 정책 측면에서 무엇이 재구성되어야 하고 어떤 방향으로 나아가야 할 것인가를 모색하였다. 그 결과, 향후 10년 내지 20년 동안에 앞으로 추진되어야 할 과학기술의 틀을 분석, 연구한 종합적 연구보고서로 제출된 것이 2002년도 6월에 발표된 미국 NSF의 연구보고서이다(Roco & Bainbridge, 2002; NSF 보고서). 이 보고서 내용이 그 이후의 세계의 융합과학기술 틀의 바탕이 된 NBIC Converging Technologies 틀인 것이다.
[그림1] 미국 과학재단이 제시한 NBIC 융합과학기술 틀
이 연구보고서에 의하면 우리는 현재 과학기술의 새로운 르네상스 시대에 들어서고 있다. 중세기까지의 문화와 과학기술의 암흑시대를 벗어나서 16세기의 르네상스가 가능하였던 큰 요인의 하나는 레오나르도 다빈치로 대표되는 바와 같이, 예술, 공학, 과학, 문화가 동일한 지적 원리와 창조와 변혁에의 활발한 정신을 공유하였기 때문이었다. 인문학, 예술, 과학, 기술이 융합되어서 시대를 뛰어넘는 새로운 아이디어와 구체적 예술적, 과학기술적 산물을 내었던 것이다. 그러한 수렴적, 융합적 접근이 지금 21세기의 과학기술의 발전을 위하여 절실히 요청되고 있는 것이다.
[그림2]. 융합(수렴) 과학기술 개념 틀의 출현 역사
과거19세기와 20세기 중반까지 과학기술이 인류문화에서 그 자리를 확립하는 초기 단계에서는 물질의 구조 및 메커니즘이나, 인간의 뇌 및 인지 기능의 구조와 과정에 대한 충분한 연구결과와 이론이 없었기에 이 분야들이 서로 독립된 것으로서 개념화되었다. 이에 따라 과학기술의 각 분야가 서로 독립적으로 각 분야의 영역을 개념화하고, 이론화하고, 설명하고, 응용 구현하여 왔다. 그러나 그러한 틀이 20세기 후반을 거치는 동안 변화하게 되었다. 그 동안에 이루어진 물리과학에서의 물질의 미세 단위에 대한 연구 결과, 생명과학의 연구결과, 정보과학의 연구 결과, 인간 뇌와 마음에 대한 연구 결과, 그리고 각종 공학의 연구결과가 집적되고 수렴적 연결이 진행되면서, 더 이상 종전처럼 자연 현상을 쪼개어진 부분 중심으로 접근하여서는 현상에 대한 과학적 설명을 충분히 도출해내지 못하는 것은 물론, 기술적 응용의 한계에 빠르게 봉착하거나, 아주 비효율적 작업에 그치게 된다는 것을 깨닫게 하고 있다.
[그림 3]. 융합과학기술의 여러 분야의 연결 체제:
* 위 보고서 81 쪽의 그림 A. 16 여기 첨가 : (그림 생략)
Figure A.16. Coherence and synergism at the confluence of NBIC science and
engineering streams.
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우리는 현재 나노 수준의 물질에서부터 가장 복잡한 물질인 인간두뇌와 고차 인지현상에 이르기까지 자연현상에 대한 포괄적 이해에 바탕하여 과학기술의 틀을 다시 짜서 추구하여야 하는 새로운 변혁의 문턱에 이르른 것이다. 나노 수준의 물리학적 연구와 뇌 수준의 신경생물학적, 인지과학적 연구가 상호 괴리되지 않고, 서로 밀접히 연결될 수 있음에 대한 그리고 그것이 과학기술 자체와 인간사회복지에 가져올 영향이 막급함에 대한 인식에서 출발하여, 분야들이 더 이상 분화되거나 괴리된 자연(nature) 개념이나 과학기술이 아니라, 자연의 통일성, 과학의 통일성에 바탕한 효율적 과학기술이 추구되어야 함이 부각된 것이다. 바로 이러한 관점에서 볼 때에, NSF 보고서에서 제기된 바와 같이 선진 국가가 추구하여야 할 미래 지향적 과학기술이 NBIC 융학과학(Coverging Technology)이며, 그 융합과학의 4개의 축이 바로 그림에 제시된 바와 같은 Nano, Bio, Info, Cogno의 4개의 과학기술이라는 것이다.
[그림4]. 2002년도 6월 미국 NSF 보고서의 미래 융합과학기술의 목표:
Converging Technologies for Improving Performance
*미국과학재단 2002년 융합과학기술 아래 보고서의 페이지 vii의 그림을 여기 첨가.
(그림 생략)
http://www.wtec.org/ConvergingTechnologies/1/NBIC_report.pdf
NSF/DOC-sponsored report/ June 2002
“Converging Technologies for Improving Human Performance:
NANOTECHNOLOGY, BIOTECHNOLOGY, INFORMATION TECHNOLOGY AND COGNITIVE SCIENCE”
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이에 이어 2003년에 캐나다는 국방성을 중심으로 융합과학기술 틀을 제시하였고, 유럽은 2004년에 유럽공동체의 미래기획위원회 중심으로 'CTEKS' 라는 유럽의 미래 융합과학기술틀을 제시하였다 (Nordmann, 2004).
미국과학재단의 융합과학기술 틀에서 우리가 주목할 점은 미국의 NBIC 융합과학기술 틀이 나노과학자들이 주축이 되어 만들어 낸 틀임에도 불구하고 미래 융합과학기술 추진의 궁극적 목표가 '획기적인 물질, 기계의 발명'이나 '인간의 장수'가 아니라, 인간 개개인이 각자의 일상생활에서, 학교, 일터에서 자신의 능력을 최적으로 발휘할 수 있도록 하는 Improving Human Performance 기술의 개발에 있다는 점이다.
NSF의 보고서에서 주장한 것을 보면, 21세기의 현 시점은 인류 기술/공학 역사에서 독특한 시점(unique moment) 이다. 이 시점에서 인간의 performance 향상의 전환점이 시작된 것이다. 인류의 과학기술은 인간의 신체, 뇌, 인지, 감정에 대한 더 깊은 이해와 인간-기계의 직접적 상호작용 도구의 발전으로 인하여 인간의 심적(인지적), 신체적, 사회적 능력을 향상시킬 수 있는 다 영역 기술의 종합적, 통합적, 융합적 수렴 시점에 도달했다. 20세기의 디지털시대의 떠오름을 거쳐서 이루어지는 미래 21세기 사회에서는 어느 사회이건 인간 개개인 및 집단의 performance를 향상시키는 테크놀로지가 지구환경 보호의 녹색 테크놀로지에 못지않게 중요한 테크놀로지로 떠오르는 것이다.
이러한 NBIC 융합과학기술 틀의 제시와 맞물려서, 21세기에 인류사회가 겪을 중요한 변혁에 대하여 융합과학기술의 틀과 맞물려서 중요한 가능성으로 부각된 것이 특이점 시점의의 도래 가능성이다. 2005년에 Ray Kurzweil 박사는(2005) 2020년대 말 또는 30년대에 특이점(Singularity)이 도래할 가능성을 각종 과학기술 통계 자료에 바탕하여 설득력 있게 제시한 바 있다. 기계(인공)지능이 인간(자연)지능을 능가하는 시점, 기계지능과 인간의 자연지능의 경계선이 무너지는 시점이 닥아 오고 있음을 예측한 것이다. 기술이 인간을 초월하는 시점, 미래 인간과 기계의 기능이 수렵되어 양자간의 구분이 곤란해지는 그러한 시점이 도달하는 것이다.
Kurzweil은 인류의 기술발달 단계를 다음 그림과 같이 구분하고 있다.
[그림 5]. ‘특이점이 온다’의 저자 R. Kurzweil 박사가 예측한 미래 기술발달 단계
이러한 틀에 있어서 현재와 가까운 미래인 21세기의 시점인 Epoch 5의 화두는 인간과 기계 지능의 수렴이다. 빠르게 날로 그 계산 파워가 급증하는 컴퓨터의 계산력에 비례하여 인간의 지적 기능의 향상의 문제가 미래 테크놀로지의 한 핵심 주제로 자연히 제기된다.
미래 예측에 있어서 테크놀로지의 핵심적 화두가 인간의 기능 향상에 있음을 나타내는 다른 예측과 시도들이 있다. 미국 국립공학학술원이 미래 예측관련 위원회를 통하여 (이 위원회는 2006년에서 2008년 2월까지 가동되었으며, 이 위원회에는 유전과학의 개척자 Craig Venter, 미래과학자 Ray Kurzweil, Google의 창업자 Larry Page 등이 위원으로 참여하여 활동하였었다.) 미래 공학의 14개의 도전(challenge) 과제를 도출하였고 이 14개를 다시 네 개의 범주로 묶어서 2008년 2월에 제시하였다. 그들이 최종 제안한 미래의 공학적 대 도전 과제 4 범주를 보면 다음과 같다.
1. sustainability, (인류 생존, 존속) : 태양열 활동, 지구 온난화대책 등
2. health - 생명의학적
3. reducing vulnerability; 사이버공간 더 안전하게 만들기, 핵 테러 방지
4. joy of living. : 인간자신에 대한 지식과 기능 향상
미국 국립공학원의 미래 예측 위원회의 생각에 의하면 범주 4에 해당하는 인간 자신에 대한 지식과 기능의 향상이 인류가 맞이할 미래 테크놀로지의 4대 도전 과제 범주가 되는 것이다. 미국 국립공학원이 제시한 미래 14대 공학적 도전을 제시하면 다음 그림과 같다.
[그림 6]. 미국 국립공학원 제시 미래 14 개 대도전( great Challenges) 목록
한편 영국 내각수반실 전략기획 위원회의 생각도 비슷하다. 2008년 영국 내각수반실 부속 Foresight 전략위원회가 예측한 미래 사회의 10대 과제/영역을 살펴보면 다음 그림과 같다.
[그림 7]. 영국 미래전략예측위원회의 미래 10대 과제 목록
이 위원회는 심적, 인지적 자본. 심적 웰비잉의 문제를 영국 미래 사회의 10대 과제 중에서 1순위로 간주하고 있는 것이다.
또한 현재 21세기의 사회가 어떤 특징의 사회인가에 대하여 뉴욕타임즈 지의 저명한 컬럼니스트인 David Brooks의 통찰을 참고할만 하다. 2008년도 노벨경제학상 수상자 Paul Krugman과 함께 뉴욕타임즈의 오피니언 컬럼을 주도하고 있는 D. Brook에 의하면 인류의 21세기의 현재 사회는 일부 정치가들이나 경제학자 등의 사회과학자들이 이야기하는 바인 글로벌라이제이션(globalization) 시대가 아니라 21세기는 곧 ‘인지시대(The Cognitive Age)'라고 할 수 있다.
[그림 8]. 뉴욕타임즈 칼럼니스트 데이빗 부륵스가 본 미래의 특징: 인지시대
Brooks(2008)에 의하면 globalization 이란 개념은 정치가들이 사용하기에 편한 하나의 ‘역사적 내러티브’에 지나지 않는다. 그러나 실상은 이러한 글로벌라이제이션이 세계 변화의 핵심적 다이나믹을 드러낸 것이 아니다. 21세기의 변화의 핵심적 추동력은 세계화, 글로벌라이제이션이 아니라, 기술의 혁명이며, 인지시대의 도래이다. ‘인지 패러다임’,에서 본다면, 이러한 세계적 변화는 테크놀로지의 발전에 따른 ‘인지적 시대’의 도래에 따른 부수현상에 지나지 않는다. 인지적 패러다임에서 본다면 서로 다른 국가, 다른 사회들, 다른 사람들이 비슷한 방식의 정보적, 인지적 자원적 요구(demands)에 처하여 있으며 이에 대하여 인지적으로 반응하며 변화하고 있다. 인지시대의 도래의 본질을 21세기의 특성으로 이해할 때에 비로소 성장과 번영의 참 원천(the real source of prosperity)을 이해할 수 있을 것이다. 한국은 아직도 낡은 정치경제학 틀에 매여서, 아니면 좁은 물질중심 테크놀로지 관점의 과학기술관에 매여서 시대 변화의 본질을 제대로 읽지 못하며 암중모색하고 있다고 볼 수도 있다.
[그림 9]. ‘급진적 진화’의 저자 Garreau의 미래 예측
(* 책 이미지 생략함)
또한 과학저술가인 Joel Garreau(2005)는 그의 책 ‘급진적 진화’를 통하여 현재의 과학기술의 특성을 다음과 같이 기술하고 있다.
“우리는 지금 역사의 변곡점을 지나고 있다. 지난 수천 년 동안 우리의 기술은 바깥 세계를 겨냥했다. 우리를 둘러싼 환경을 바꾸고자 했던 것이다… 그러나 지금 우리는 우리의 기술을, 바로 우리 자신의 내부로 돌리는 전면적 절차를 밟고 있다. …“이제 기술은 우리의 마음, 우리의 기억, 우리의 신체대사, 우리의 성격, 우리의 자손과 결합하기 시작했다.” 그리고 미래 과학기술의 “’새로운 미개척지는 바로 우리 자신’이라고 자신 있게 말할 수 있다.”
또한 IBM의 미래지향적 아이디어를 제공하는 연구소인 IBM Almaden 연구소의 소장이며, 최근에 Service Science라는 분야 ·틀을 창출한 Spohrer와 Engelbart(2004) 등의 21세기 테크놀로지의 추세에 대한 진단적 언급도 유의하여 볼 만하다.
그들은 과학기술의 대상인 세상을 다음과 같은 2개의 1차적 시스템과 5개의 2차적 시스템으로 분류하여 볼 수 있다고 한다.
[그림 10]. IBM 리더들이 제시한 과학체계 분류표
이 융합과학기술의 체계에서는 인지시스템이 자연계의 중요한 3대 시스템으로 도입되는 것이다.
그들은 더 나아가서 21세기 과학기술개발의 특성이 인간의 인지적, 심적 측면에 초점 맞추어져야 함을 주장한다. 그들에 의하면 인류 진화는 지금 2단계를 맞이하고 있다. 과거의 인류진화의 1 단계에서는 인류문화, 특히 테크놀로지를 개척하는 연구자들의 생각의 초점이 자연환경에서의 인간의 신체를 양육하고 보호하는 데에 있었다고 할 수 있다(“The key insight of the pioneers was understanding that the first stage of human evolution was about nourishing (and protecting) the body in a natural environment,.”).
그러나 지금 21세기의 현 시점은 제 2의 인류진화 시대를 맞고 있으며 이 시대의 특징은 정보적으로 풍요스러운 인공적 환경에서의 인간의 마음을 양육하는 데에 그 초점이 있게 된다(“but now the 2nd stage of human evolution is about nourishing the mind in an information-rich human-made environment.”)(Spohrer & Engelbart, 2004).
[그림 11]. 인류 진화 관련 과학기술 개발의 특성
또한 미국의 핵무기 기술 등을 개발하여 세계적으로 이름이 알려진 미국의 국립과학연구소들이 종래의 과학기술 연구개발에 추가하여 응용인지과학기술을 그들 실험실의 미래 주요 연구 프로젝트로 첨가하여 적극 투자하고 있다. 미국 에너지 성 산하의 Sandia National Laboratories (SNL), Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) 등이 새로운 연구 프로젝(INITIATIVES)으로 삼고 있는 것 중의 하나가 응용인지과학 관련 기술이다.
[그림 12]. 융합과학기술 등장 이후 미국 국립연구소들의 변화
이와 같이 21세기 현재의 테크놀로지와 문화의 특성을 진단하거나 미래 인류의 중심적 과제를 예측하는 전문가 집단들에 의하면 하나의 커다란 변혁이 일어나고 있는 것이다.
이들이 언급한 바를 종합하여 현재 이루어지고 있고 미래에 인류사회에 닥아 올 추세를 다시 정리하여 보자면 다음과 같이 이야기 할 수 있을 것이다.
인류의 과학기술의 단계는 다음과 같이 3단계를 거쳐 왔으며, 융합과학기술 중심의 21세기 및 미래 사회에는 인류 과학기술의 초점이 다음과 같이 변화된다고 할 수 있다.
과거의 1단계는 인류에 과학기술 문면이 시작된 중세 이후에서 20세기 중반까지를 포괄하는 시기로 이 시기의 인류 과학기술 탐구의 초점은 물질과 기계의 탐구 및 개발에 있었다고 할 수 있다. 그에 따라 인류의 테크놀로지의 초점은 여러 물질적, 기계적 도움을 통하여 인간이 (주로 신체적으로) ‘편하게 살기’를 돕는 데에 그 초점이 있었다고 할 수 있다.
제 2단계는: 20세기 중반(1980년대) 이후부터 21시기 초엽까지의 시기로 이 시기의 과학기술의 초점은 1단계에서 추진하여 오던 물질/기계 중심의 과학기술 탐구를 계속하면서, 다른 한편으로는 추가적으로 새롭게 정보와 생명의 측면에 주의를 돌려서 정보과학, 정보공학, 생명과학, 생명공학 등으로 대표되는 영역과 기술을 탐구하는 그러한 시대였다고 규정할 수 있다. 컴퓨터의 발명 및 개선과 디지털 정보화 사회의 확산, 그리고 질병의 예방과 수명의 연장 등의 테크놀로지에 초첨이 주어진 그러한 사회였다. 이 시대의 테크놀로지적 구호를 요약하자면 정보의 확산과 오래, 건강하게 살기라고 할 수 있다.
그리고 3단계인 지금의 21세기의 초점은 이러한 과거의 과학기술의 초점과 성과를 인정하면서도 그에서 한 걸음 더 나아가서 인지(마음) 기능의 육성에 초점을 두는 것이다. 즉 [물질/기계 + 생명 + 정보 + 인지]에 종합적 초점을 두는 것이다.
[그림 13]. 인류 과학기술의 핵심 물음의 3 단계
현재의 컴퓨터의 계산 파워가 빠르게 증가하고 있음을 고려한다면 미래의 테크놀로지가 이러한 인간의 [심적/인지]능력 배양에 초점을 맞춘다는 것의 중요성을 이해할 만하다. 그림에서 보듯이 현재의 컴퓨터의 계산력은 빠르게 증가하고 있기에 거의 변함이 없다고 볼 수 있는 인간의 인지능력과의 격차는 날이 갈수록 빠르게 증가하고 있다. 디지털 정보의 활용이 일상화가 되는 미래 사회에서는 이러한 컴퓨터의 계산력과 인간의 지적 능력의 격차가 여러 가지 예측 가능한 또는 예측하기 어려운 상황을 초래할 수도 있다.
[그림 14]. 컴퓨터 파워의 빠른 증가와 인간 인지기능의 간격을 메꾸어 주는 인지과학 기술
* 위에 언급한 미국과학재단의 2002년 보고서 의 339쪽 그림 E. 10 여기 첨가
http://www.wtec.org/ConvergingTechnologies/1/NBIC_report.pdf
-Figure E.10. Maintain a person’s cognitive state at an optimal arousal level, then the
person will have enhanced memory and the ability to perform optimally even under
conditions of interruptions; this will improve and enhance the quality of military
decisionmaking. (그림 생략함)
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이러한 문제를 미리 막기 위하여, 21세기 현재에 비중을 두어 계속 연구하고 개발하여야 할 테크놀로지가 인간의 심적, 인지적 능력의 향상 기술인 것이다. 인간의 생물적 진화가 멈추어서 자연적 생물적 진화에 의한 인간 지능의 향상을 기대하기 어려운 이 시점에서 인류가 탐구하고 개발하여야 할 테크놀로지가 바로 어떻게 하면 인간의 인지 능력을 증강, 보강, 향상시킬 수 있는가 하는 것에 관한 것이다. 이미 서구에서는 이러한 분야가 국방 관련 분야에서 (특히 개개인 병사들의 전투 관련 인지 능력의 증강과 관련하여) 증강된 인지(Augmented Cognition)의 분야로 각광을 받고 있고 연구 결과가 실제 현장에서 응용되기도 하고 있다.
그런데 심적 능력, 인지능력의 증강이란 넓은 의미의 인지기술(Cognitive Technology)의 한 하위 영역으로 볼 수 있다.
2. 인지향상 테크놀로지의 요체
2.1. 인지테크놀로지(Cognitive Technology)
인지테크놀로지의 개념은 학자에 따라 그리고 시대에 따라 달리 규정되어 왔었다. 인지공학(Cognitive Engineering) 영역을 창출하였던 미국의 Donald Norman 교수의 개념 틀에서는 일상에서 사용하는 각종 인공물(커피잔, 전기 스위치 등)을 인간의 인지특성에 맞는 형태로 대자인하여 인공물을 사용하기에 편하게 하여 그 사용성을 높이는 인지테크놀로지에 초점이 주어져 있었다.
2세대 인지테크놀로지의 개념은 정보기술(IT)와 연결된 측면에서 인간의 인지특성이 어떻게 디지털기기를 중심으로 한 인공물에 외현화되는 가에 초점이 주어졌었다. 홍콩대학의 Gorayska 교수 등(Gorayska, & Mey, 1996; Gorayska, & Mey, 2004)
3세대 인지테크놀로지의 개념은 인지테크놀로지의 초점을 다시 인간 내부의 인지특성 중심으로 옮겨 인간 본연의 인지 능력의 향상과 이를 지원하는 인공지능 내지는 IT 소프트웨어 기술에 초점을 맞춘 개념이라고 할 수 있다. 이러한 입장을 전개한 개념적 틀을 우리는 이스라엘 텔아비브 대학의 Dascal 교수 등(Dascal & Dror, 2005)의 틀에서 찾아 볼 수 있다. 이들은 인류 역사에서의 테크놀로지의 영향과 인지테크놀로지의 떠오름과 그 의의에 대해여 정리하고 있다. 이들의 주장하는 바에 필자의 생각을 추가하여 재정리하자면 다음과 같이 이야기 할 수 있을 것이다.
[그림 15]. 인지테크놀로지의 정의: 이스라엘 관점
인류 역사에서 테크놀로지의 발전은 인류 발달과 밀접한 관계를 이루어 왔으나 테크놀로지의 개혁이 꼭 인간의 일의 짐을 덜어준 것은 아니며 오히려 인간의 일의 유형, 작업환경을 바꾸어 놓았다. 자연히 새로운 테크놀로지와 관련된 새로운 인지적 능력이, 유능성이 필요해지게 되었다. 최근의 디지털 관련 테크놀로지의 발전은 우리의 삶에 보다 많은 기회와 편안함을 제공하며 우리의 삶을 바꾸어 놓았고, 여러 유형의 활동에 있어서 그러한 활동의 유연함, 사용자편리성, 효율성을 증가시켜서 우리의 삶의 질 자체를 변형시켰다. 핸드폰이나 내비게이션 등의 예를 생각한다면 그러한 테크놀로지의 변혁은 우리의 삶을 크게 변화시켰다. 기존의 각종 활동을 하는 데에 있어서 인간의 활동을 도와주고 보조하여 주는, 즉 인간의 일반적 삶의 질 향상 단계를 넘어서서, 인간 활동 그 자체에 실제로 개입되고 있다. 인간의 활동 유형, 특성, 질, 양상 자체를 변화시키고 있는 것이다. 인간 삶 자체의 본질과 그 범위를 변화시키고 있는 것이다.
이러한 연관에서 우리는 두 가지 측면에 주목할 수 있다. 하나는 기존의 과학기술 연구개발이 생성해내고 우리의 삶에 응용된 각종 테크놀로지들은 그러한 테크놀로지의 활용에서 그리고 그에 대한 적절한 적응을 하기 위해서 새로운 유형의 인지활동을 유발시켰다는 것이다. 다른 하나는 이러한 결과와 연결되어, 인간의 삶 자체, 인간의 인지 자체의 본질 자체를 변화 가능하게 하였다는 것이다. 특히 인지능력의 범위의 확장, 새로운 인지능력의 창출 등과 관련하여 인간 인지의 본질을 변화시키게 하였다는 것이다.
[그림 16]. 인지테크놀로지의 비유 그림
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http://www.sharpbrains.com/blog/2006/12/28/is-brain-fitness-scientifically-proven-to-improve-cognitive-skills/
의 그림 여기 첨가하기 (그림 생략함)
이러한 맥락에서 인지테크놀로지(Cognitive Technology)란 다음과 같이 정의할 수 있을 것이다. 인지테크놀로지란 인간이 인지적 목적을 달성하기 위하여 인간이 창조하고 사용하는 체계적 수단(인지 상태 및 과정 포함)이라고 할 수 있다. 이러한 테크놀로지가 우리의 인지과정에 사용되어서, 그러한 테크놀로지는 우리와 함께 인지하며(내비게이션 경우에서처럼), 우리를 위하여서(내비게이션이나 인터넷 검색시스템에서 처럼) 인지하는 것이다. 이러한 인지테크놀로지 기술은 그러한 기술이 발달함에 따라 단순히 우리의 인지를 보조하는 수준을 넘어서 우리의 인지 그 자체를 조성하는 본질적 역할을 하는 것이다. 이러한 인지테크놀로지를 통하여서 비로소 우리의 마음은 - 기존의 미래 예측들이 그렇게도 강조하는 - “생명공학적”이고 “하이브리드” 적이며, 뇌가 탄력성있는 가소성을 지니게 되는 것이다.
[Cognitive Technologies, in this sense, can be characterized as those systematic means created by humans and used by them for the achievement of cognitive aims, including either cognitive states or cognitive processes that lead to such states or help significantly to reach them. As these technologies are used in our cognitive processes, as they cognize with us and for us, they influence and impact the very way we think and affect the very nature of cognition. As cognitive technologies advance, they shift from being mere tools that aid cognition to having constitutive roles in shaping cognitive processes themselves. Through them, our mind becomes "bio-technological" and "hybrid", and our brains "plastic" - in the suggestive terminology of Andy Clark. ...(Dascal & Dror, 2005, p.452)]
기존의 고전적인 이공계 분야 중심의 테크놀로지는 그 수많은 발명과 개선을 통해서도 여러 삶의 장면에서 인간을 자유롭게 하여 주지는 못하였다. 새로운 테크놀로지의 발전은 이전에는 생각지도 못한 새로운 인지적 적응 능력과 인지적 부담을 낳았다. 테크놀로지의 발전은 인간의 삶의 환경뿐만 아니라, 인간의 인지체계의 변화까지 초래시켰다. 인간의 인지체계와 기존에 연구개발된 테크놀로지 사의의 부조화는 인간성의 비인간화라는 인간 존재의 본질적인 변화를 초래함은 물론, 많은 사람들이 디지털 테크놀로지로 대표되는 21세기 테크놀로지 사회에서 부적응하는 등의(예: digital divide, 디지털 문맹 등) 인지적 문제를 야기시켰다.
이러한 21세기 테크놀로지 발전과 변화와 인간 인지와의 관계를 고려한다면, 인류가 미래 사회에서 추구할 테크놀로지의 중요한 핵심을 두 가지로 요약하여 볼 수 있다. 하나는 디지털테크놀로지를 포함하여 기존 및 미래의 각종 테크놀로지와 현재 및 미래 인간 인지 특성 사의의 괴리 내지 부조화를 줄이는 테크놀로지의 개발이며, 다른 하나는 각종의 테크놀로지들이 인간의 본질, 특히 인간 인지 특성의 변화를 강요 내지는 초래하는 현재의 그리고 미래 상황에서 인지능력 자체를 더 높은 수준의 능력으로 향상시키는 것이다. 이 후자의 작업에서는 현재 또는 미래에 제공될 IT, BT 등의 각종 테크놀로지들을 활용하여 이러한 목표를 달성할 수 있을 것이다.
지금까지의 이러한 논의의 자연스런 귀결은 자연히 "인지 능력 향상(Cognitive Enhancing)" 테크놀로지의 문제로 귀결된다.
2.2. 인지향상(Cognitive Enhancement) : 정의
[그림 17]. ‘인지향상(CE)’의 정의
상식적으로 이야기하여 사람들을 더 건강하게 하는 관련 분야가 생명과학, 의학이고, 더 부유하게 하는 관련 분야가 경제학, 경영학이고, 사람들을 물질적으로 더 편하게 하는 분야가 일반 공학기술이나 나노기술 분야이고, 인류사회의 소프트 문화 관련 분야가 IT 기술 분야이라면, 사람들을 더 현명하고 지적이고 더 만족스런 삶을 영위하게 하는 기술이 곧 응용인지과학기술이며 특히 Cognitive Enhancing (인지능력향상)의 영역이다.
인류 역사를 되돌아 본다면 사람들의 격차를 보는 틀이 정지하여 있지 않고 계속 변화하여 왔다고 할 수 있다. 옛날에는 한국에서는 양반과 상인의 격차를 부각시켰으며 서구에서는 귀족과 평민의 격차를 부각시켰다. 산업혁명이 일어난 이후 20세기 전반까지 사람들을 구별하는 한 잣대는 물질적 빈부였다. 그래서 물질을 가진 자와 갖지 못한 자의 구별이 사회적 계급으로 부각되었다(material divide). 그러나 20세기 중반 이후 현재 사회에서, 특히 젊은 세대에서 사람들을 구별짓는 중요한 한 잣대가 디지털 정보기술이다. 즉 다양한 디지털 환경에 접근가능한가, 그리고 그 정보환경에서의 각종 정보 활용 및 처리 기술을 보유하고 있는가가 사람을 구별짓는 중요한 잣대로 사용되고 있다(digital divide).
[그림 18]. 사람들 간의 격차를 보는 틀: 인지향상 관련
그러나 트랜스휴머니즘 주창자의 예견에 의하면, 미래 어느 시점에서는 인지향상기술이 사람들을 구별하는 중요한 잣대가 될 수 있다고 본다. 즉 개개인이 자신의 인지능력을 향상시키는 데에 관심을 갖고 그 기술을 지닌 자(the enhanced)와 그렇지 못한 자(the unenhanced)의 구별이 마치 오늘날 건강유지를 위해 주기적으로 헬스센터에 가는 자와 그렇지 않은 자, 교양있는 자와 그렇지 않은 자를 구별하듯, 미래에는 인지기술 향상을 늘 하는가 여부가 사람 분별 기준이 될 수도 있다고 한다.2)
[그림 19]. 미래의 헬스센터의 변형: 인지기능 단련 센터
-* 여기에 아래 주소의 Mental Power Gym 이미지 그림들 추가
http://images.google.com/images?hl=en&q="Mental%20Power%20Gym"&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wi
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인지(능력)향상이란 넒은 의미의 인지테크놀로지의 한 하위 영역으로서 이스라엘 과학기술 웹진(Izra)의 정의에 의하면, 이는 현대적 컴퓨터의 interactive 특성과 인지심리학에서 획득된 지 관련 지식을 연결하여 인간의 인지적 능력을 유지, 향상시키는 도구의 창출하는 분야이다.
트랜스휴머니즘을 주창하는 Bostrom 등에 의하면(Sandbderg, & BOstrom, 2006, p. 201) 인지향상이란 내적(인간 자신의 인지체계적) 또는 외적(인공지능시스템 등) 정보처리시스템의 개선(improvement) 또는 증강(augmentationion)을 통하여 마음의 핵심적 능력을 증폭 또는 확장시키는 것이다(“... amplification or extension of core capacities of the mind through improvement ot augmentation of internal or external information processing systems.")
[그림 20]. 트랜스 휴머니즘
인지향상 기술이란 인간 개개인의 개인의 인지 기술 향상을 통한 개인의 각종 performance의 향상과 그를 통한 그 개인의 삶의 질 향상을 가져오는 기술 영역이다. 일상생활, 일터 장면에서의 각종의 인지기술 향상과 관련있는 것이다. 이 기술은 흔히 IT와 BT와 Cog-T(인지과학기술)이 결합되는 영역이다. 예를 들어서 일(work) 장면에서 노동자, 기술자, 직원들의 일반적인 인지적 적응 기능 향상, 증강의 문제라든가, 학교, 기업 장면에서의 교육받는 여러 연령대의 사람들의 인지적 기능의 향상, 증강의 문제, 노년기에 여러 가지 인지적 불리함에서 효율적 적응에 문제가 생기는 많은 사람들의 인지적 기능 향상, 증강의 문제, 뇌손상 등으로 인하여 인지기능 등의 심적 기능이 정상적이지 못한 장애인 등의 인지적, 사회적 기능 증강, 개선, 향상 시키는 문제 등을 모두 포괄하는 기술 영역이라고 할 수 있다. 현재 각종의 교육 양식이라든가, 기타 문화적 소프트웨어적 인공물이 실상은 인간의 인지적 능력을 증진시키기 위하여 작동하고 있다고 할 수 있다.
미래에는 생물/신경과학 연구에 의하여 새로운 신경약물(cognitive drugs; neuro drugs)의 발견이 인간 인지적 기능을 상당히 향상시킬 가능성 있으며, 미래 컴퓨터 소프트웨어 등이 인간의 심리적, 인지적 능력을 향상시키기 위해 고도로 개발되고 수렴될 가능성이 있다.
각종 인지적 strategies, skills 등의 인지향상기술개발이 인간의 인지적 능력을 향상시키고 미래 컴퓨터-로봇-인간의 마음이 인터페이스 되어 만들어 낼 미래 인지적 세상의 여러 가능성이 (인간-컴퓨터-로봇이 연계된) 미래 인간사회의 (인지적) 본질을 변화시킬 가능성 있다.
[그림 21]. 인지(기능)향상 테크놀로지의 유형 예
2.3. 인지향상의 영역
옥스퍼드 대학의 철학교수로서(원래는 경제학 전공) 트랜스휴머니즘의 주창자인 Nick Bostrom은 미래에는 인간과 기계의 경계가 무너지며, 현재의 인간의 능력보다 더 큰 (2 내지 3% 이상의 표준편차) 능력을 지닌 미래 인간이 출현한다고 주장한다. 그는 미래사회에서의 인지향상 기술의 중요성을 주창하여 왔는데, 그에 의하면 미래 인류사회에서 인간의 인지적 능력 향상이 이루어지며 관련 테크놀로지가 발전될 인간향상(Human Enhancement)의 영역은 다음과 같이 분류할 수 있다(Bostrom & Roache, 2007)
1. 생명의 연장: 노화 방지 및 젊음을 되찾게 하는 영역
2. 신체적 향상: 운동과 약물에 의함 일반적 체력 증진
3. 정서(기분)와 성격의 향상: 정서조절 약물(예: 프로작), 사회적 활동: 여가 및 엔터테인먼트에 의한 정서적 및 성격적 향상
4. 인지향상: Cognitive Enhancement
Bostrom은 그 나름대로 인지기술 향상의 유형을 분류하여 제시하였지만 우리는 다른 측면에서 인지향상 기술을 다음과 같은 유형으로 분류할 수 있다고 본다.
[인지 기술 1: 일반 인지 능력 향상]: 이것은 인간 자신의 인지적/정서적/ 사회적 적응 기술의 향상을 통한 삶의 질 향상과 관련된 인지향상 분야이다, 즉 일반 인지능력 또는 인지기술의 향상과 관련된 유형이다. 주의, 기억, 학습 등의 일반 인지 기능을 향상시키는 영역이다. 이 유형은 인지심리학, 인지신경심리학, 인지사회심리학 등이 관여되며 뇌기반학습기술 등 학습과학기술이 관여된다고 볼 수 있다.
[인지기술2: 인지 결함의 보완]: 이 유형은 인간 [인지 기능]과 [뇌/ 신체의 하드웨어 이상/결함]의 이해와 보완/강화를 통한 삶의 질 향상이 주안점인 유형이다. 노쇠에 따른 인지기능의 감퇴를 보완하거나, 뇌/신체 손상자의 감각, 인지, 정서 이상의 본질에 대한 이해를 통한 대응 적응 방법 도출이 주안점이 되는 영역이다. 뇌손상에 의하여 주의, 기억, 언어, 사고의 인지 기능에 장애가 생긴 사람들의 인지적 재활을 지원하여 그들의 인지기능을 끌어 올리는 것에 주안점이 있는 유형이다. 시청각 기능 장애자, 자폐아의 인지 적응 기술 등이 주제가 될 수 있다. 이러한 장애자, 손상자, 감퇴자의 인지기능 증진 방도로는 뇌/신체 손상자에 대한 신경약물적, 신경보철 방법, 기타 인공인지지원시스템 등의 인공물 개발이 관여될 수 있다. 홀몬 관련 등 심리신경약물의 개발도 이 유형에 포함될 수 있다.
[인지기술3: 인공물과 연결에 의한 인지증강(Augmented Cognition)]: 이 인지향상 기술 유형은 보다 인간친화적인 하드/소프트 인공물(환경) 디자인 인간과 환경의 상호작용의 효율화를 통하여 개인의 인지적 삶의 질을 향상시키는 영역이라고 할 수 있다. 흔히 인지공학(Cognitive Engineering), 인지에르고노믹스(Cognitive Ergonomics) 영역과 연결되며 인간과 환경(인공물)의 상호작용 시스템의 지능화에 초점을 둔 유형의 인지향상 영역이다
[인지기술4: 사회적 인지 오류 교정(Augmented Social Cognition)]: 이 유형은 사회인지 지식 증대와 사회인지 기술 증진에 의한 개인의 사회적 삶의 질 향상과 관련된 영역이다. 사람들이 일반적으로 선천적으로 타고난 정보처리 능력의 한계, 즉 인지적 제약으로 인하여, 일상생활 장면뿐만 아니라, 경제 상황, 정치상황 등을 비롯한 여러 상황들에서 비논리적, 비합리적으로 사고(신봉, 고착)하는 잘못된 사고 경향이 있는데, 이러한 인지적 오류, 착각의 원인, 원리를 분석, 설명하여 그 현상에 대한 이해를 가져오며, 동시에 개인이나 집단이 개인적 고정관념, 편향-선호나, 집단적 고정관념, 편향-선호 등에 기울어져 사회 내적 갈등을 일으키거나 할 때에, 그 문제의 인지적 역동 원인을 구명하고 그 갈등이나, 문제 해결을 위한 인지적 방안의 도출을 가능하게 하여 개인 및 집단의 특히 사회적 인지의 오류를 보정하여 그 개인, 집단의 인지 수준을 향상시키는 영역이라고 할 수 있다. 여기에는 인지심리학, 사회심리학, 인지인류학 등이 관여된다고 할 수 있다.
[그림 22]. 미래 과학기술의 중심이 되는 사회기술(Socio Technologies) 사회기술
* 미국 과학재단의 2002년 보고서의 160쪽의 그림 B. 12를 여기에 첨가.(그림 생략함)
-그림 B. 12; Figure B.12. Socio-tech: A qualitatively new science.
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2.4. 인지향상의 방법
그러면 이러한 인지향상을 어떻게 이루어 낼 수 있는가? 또는 인지향상이란 실제로 무엇을 향상시킨다는 것인가 하는 물음을 던질 수 있다. 후자의 물음에 대하여 Bostrom은 인지향상은 다음과 같은 인지적 능력을 향상시키는 것이라고 분류하고 있다.
1. 인지의 탄력성, 복원가능성의 증진: Increasing the resiliency of the capacities
2. 일반 인지 능력의 증폭: Amplify capacities
3. 새 감각, 새 반사반응 등의 획득 및 개발: Obtaining & developing new capacities
[그림 23]. 인지향상 기술 개발의 방법, 유형
구체적으로 어떠한 방법을 사용하여 인지향상을 시킬 수 있는가에 대하여 Bostrom 등은 내적 방법과 외적 방법, 그리고 소프트웨어적과 하드웨어적 준거 중심으로 구분하여 위의 표와 같이 그 유형을 구분하고 있다.
인지향상과 관련하여 여기서 유의할 점은 신경약물 (Cognitive Enhancing drugs) 효과에 대한 일반인과 과학자들의 과다한 기대 오해이다. 일반인이나 신경과학자나 다른 과학자들 일반이 흔히 지니고 있는 착각은 다음과 같은 생각이다. 즉 [인지기능 향상(기억약, 신경강화) 약물 효과 > 소프트웨어적 인지 훈련 (training) 효과]라는 생각이다. 그런데, 실제는 [인지기능 향상(기억약, 신경강화) 약물 효과 < 소프트웨어적 인지 전략 훈련/학습 효과] 라는 관계를 지닌다. 즉 기억약 등의 신경약물보다는 소프트인지향상 활동의 효과가 더 지속적이고 막강하다는 것이다. 좋은 음식 먹는다고 모두 체육선수가 되는 것은 아니며, 개인에 적합한 특수 소프트/하드 훈련이 좋은 음식 이상으로 필요한 것과 같이, 인지향상을 위하여는 약물보다는 인지기능 향상(인지적, 소프트웨어 활용적) 훈련 효과가(大), 인지(신경) 약물 효과(少) 보다 크다. 가장 효율적인 인지향상 방법은 아마도 그림에서 제시된 바처럼 여러 방법을 융합하는 것일 것이다.
[그림 24]. 인지기술 향상의 유형과 형태
3. 종합: 체화된 인지(Embodied Cognition)과 오감기반 인지기능 향상
이러한 여러 방법을 융합하여 인지기능향상 테크놀로지를 추구하여 접근함에 있어서 우리가 기반을 삼아아 하는 이론적 근거가 최근의 인지과학의 연구접근 이론틀에서 제시되고 있다. 인지과학의 제3의 대안틀로서 떠오르고 있는 체화된 인지 접근틀이 바로 그 것이다.
Calvo & Gomila(2008, p. 12-13)나 Wilson(2002)에 의하면 체화된 인지 접근의 요체는 환경과의 심적 역동적 상호작용은 몸에 의존하며, 따라서 감각운동적 측면이 인지의 핵심이 되며, 고차 심적 기능도 이러한 기초의 제약과 허용 틀에서 이해되어야 한다. 감각과 지각은 능동적이며, 행위는 지각에 의해 인도되며, 신경계, 몸, 환경 요인이 실시간 상에서 상호작용하는 것을 이해함을 통하여 이해되어야 한다. 즉, [1] 감각-운동 정보의 통합적 연결에 기반한 몸의 활동과, [2] 환경(각종 물리적, 사회적, 심리적)과, [3] 그리고 이 둘이 연결되는 상호작용적 활동(interactivity)의 세 측면이 서로 괴리되지 않고, 하나의 역동적 전체로서 개념화되는 그러한 접근을 하여야 하는 것이다.
인지를 단순히 뇌 속에서 일어나는 신경적 과정의 결과로써, 그리고 알고리즘적 또는 확률적 정적인 계산적 정보처리로써 개념화하지 않고, 몸의 다양한 감각경험 내용과 괴리되지 않은 마음이나 인지가 몸을 통하여 환경에 공간적 확장, 연결의 특성을 지닌 것으로 개념화 한다면, 몸의 각종 감각기관을 통하여 입력되는 정보들을 연결, 통합하여 자극을 인지하고 그에 적응하는 측면의 고려 없이는 인간의 인지기능 일반의 이해 및 인지능력 향상 기술 구현을 적절히, 충분히 접근하기 곤란하다. 바로 이러한 측면에서 인지의 문제를 오감기반 인지로 개념화하여 접근하여야 할 이론적, 응용구현적 필요성이 제기된다.
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미국 과학재단 2002년 융합과학기술틀 보고서 15-160 쪽에서는 미래 사회에서의 사회기술(socio-technologies)의 중요성에 대하여 언급을 하고 있다. 아래의 그림 설명에서 이런 관점이 제시되고 있다. 한국내의 여러 사회 문제들은 이러한 socio technologies이 인지과학과 연계되어 개발되지 못함에서 오는 후진성을 나타내는 것이다.
- “Figure B.12 shows two possible trajectories for the development of knowledge. The upper trajectory combines the “two cultures,” using technology to leverage the behavioral and social sciences and leads to a predictive science of behavior. The lower trajectory illustrates improvements in the behavioral and social sciences, with little incorporation of theory and tools from science and technology. It leads to
greater descriptive but no predictive capabilities. Socio-tech — the accumulation, manipulation, and integration of data from the life, social, and behavioral sciences, using tools and approaches provided by science and technology — will raise our ability to predict behaviors. It will allow us to interdict undesirable behaviors before they cause significant harm to others and to support and encourage behaviors leading to greater social goods.”
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