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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 뇌는 인공지능을 위한 빅데이터 창고

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[편집자] 4차 산업혁명은 모든 사물과 인간을 연결하여 빅데이터를 모으고, 이를 이용하여 인공지능으로 학습해, 결국 인공지능이 인간을 대체하는 시대를 말한다. 이러한 4차 산업혁명의 물결이 산업뿐만 아니라 경제, 사회, 정치 등 전 분야에 걸쳐서 막대한 변화를 일으키고 있다.

글로벌뉴스통신사 뉴스핌은 '김정호의 4차혁명 오딧세이' 칼럼을 매주 연재하며 4차 산업혁명의 본질과 영향, 그리고 전망을 독자들에게 쉽게 소개하고자 한다. 4차 산업혁명의 핵심은 바로 인공지능, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅으로 표현할 수 있으며 그 핵심 부품이 반도체이다. 이들 핵심 기술의 개념과 원리, 응용을 설명하여 일반 독자들이 4차 산업혁명에 대해서 공감하고 이해하며 더 나아가 개인과 기업, 국가의 미래를 계획하는 것을 돕고자 한다.

김정호 카이스트(KAIST) 전기 및 전자공학과 교수는 서울대 전기공학과를 졸업하고 미국 미시건대에서 박사 학위를 받았다. AI대학원 겸임교수, IEEE펠로우, 카이스트 ICT석좌교수, 한화 국방 인공지능 융합연구 센터장, 삼성전자 산학협력센터장 등을 겸하고 있다.

뇌 속을 들여다보는 기계들

일반적으로 수술을 하지 않고 뇌 속을 들여다보기 위해 뇌 의료영상을 사용한다. 이러한 뇌 의료영상 이미지를 얻기 위해서는 인간의 뇌를 투과할 수 있는 입자나 파동을 사용해야 한다. 투과 신호를 3차원으로 조합하고 정보를 처리해서 단면 영상을 얻는다. 뇌 의료 영상을 사용하면 인간의 시각에 의존해서 직관적으로 판정을 내릴 수 있다.

김정호 교수

뇌 의료 영상을 얻을 수 있는 대표적 장비로 X-ray(엑스레이) 입자를 이용해서 3차원 영상을 얻는 CT(Computerized Tomography)가 있다. 높은 에너지 입자인 X-ray 입자는 인체를 통과하기 때문에 가능하다.

3차원적인 센서의 배열과 영상 처리 기법을 이용해서 3차원 이미지를 얻을 수 있다. 단층 영상의 생성에 컴퓨터가 활용된다. 그래서 Computer(컴퓨터)라는 단어가 들어간다. 기존의 X-ray 영상이 뼈와 복부 내장이 함께 겹쳐져 보이는 등 평면적이었다면, CT는 검사 부위의 단면을 잘라 보여줄 수 있어 뼈와 장기의 세밀한 관찰이 가능하다.

이 뿐만 아니라 인간의 뇌 속을 들여다보기 위해서 전자파의 일종인 자기장을 이용할 수도 있다. 고주파 자기장이 인체를 통과하고 특정 분자에 흡수되기 때문이다. 이렇게 특정 주파수의 자기장이 몸속의 물 분자나 특정 물질에 흡수되는 현상을 이용해서 영상을 얻는다. 이러한 장비를 MRI(Magnetic Resonance Imaging)라고 한다. 다른 말로 자기 공명 단층 촬영법이다.

장비 이름에서도 보는 것처럼 자기장(Magnetic Field), 공진(Resonance)과 같은 물리적 현상을 사용한다. CT가 횡단면만을 보여주는 데 반해, MRI는 종단면과 횡단면을 모두 보여주는 입체 영상으로 환부를 볼 수 있어 CT보다 높은 해상도의 영상으로 좀 더 세밀한 검사를 할 수 있다.

여기에 더해 음성 대역의 파동인 초음파를 이용해서 인간의 뇌 내부 영상을 얻을 수 있다. 초음파 역시 뇌와 인체를 투과하기 때문에 가능하다.

필자 연구실에서 초고주파의 일종인 테라헤르츠(Terahertz) 전자파를 이용해서 인체와 두뇌 영상을 얻으려는 연구를 한 적이 있다. 테라헤르츠는 10의 12승의 주파수를 가지는 전자파이다.

기가헤르츠(Gigaherz) 전자파보다 약 1000 배 정도 빨리 변화하고, 파장도 1000배 이상 짧아진다. 그래서 파장의 길이가 머리카락보다 짧아 안테나 크기도 매우 작다. 여기에 더해 테라헤르츠(Terahertz) 전자파는 X-ray보다 인체에 해가 없는 장점도 있다. 이렇게 테라헤르츠 전자파는 새로운 전자파 대역으로 그 잠재적 유용성의 가치가 높다.

하지만 테라헤르츠 전자파는 뇌나 인체 영상에 적용하는 데 치명적인 단점이 있다. 그 이유는 테라헤르츠 전자파가 물에 잘 흡수되기 때문이다. 그래서 몸속 침투의 깊이가 밀리미터 정도밖에 되지 않는다. 그래서 뇌나 인체 깊숙한 영상을 얻을 수 없다. 테라헤르츠 전자파가 인체 깊이 들어갈 수 있다면, 지금쯤 새로운 의료 장비가 사업화될 수 있었을 것이다.

이렇게 뇌 내부를 들여다보는 의료 영상 기술은 의료 진단과 치료, 수술에 획기적인 발전을 가져왔다. 다르게 말하면, 이들 장비 모두 인간의 뇌의 빅데이터 정보를 얻기 위한 장비들이다. 직접 데이터를 읽어 내지는 못하지만, 물리적 구조체의 모양은 읽어낼 수 있다. 이러한 노력은 궁극적으로 인간의 뇌 속에 심어진 빅데이터를 얻어내려는 초기 단계라 볼 수도 있다.

필자의 연구실에서 얻은 테라헤르츠 전자파를 이용한 뼈의 골다공증 단면 이미지. [출처=KAIST]

지금 인공지능은 인간의 뇌를 들여다보려는 시도

4차 산업혁명의 중심인 인공지능 기술도 결국 뇌 속에 심어진 빅데이터를 얻으려는 시도로 본다. 직접 뇌 속의 데이터를 얻는 것이 아니라 학습이라는 과정을 통해서 간접적으로 뇌 데이터를 복사한다고 볼 수 있다. 인공지능인 기계학습을 뇌 데이터 복제 과정으로 볼 수도 있는 것이다.

이러한 뇌 속의 빅데이터는 뇌에 심어진 기억, 감정, 생각, 꿈, 상상을 포함한 인간의 생각이 된다. 기계학습 과정에 학습되는 변수(Weight)들은 인간 뇌 데이터의 변형된 모습이다. 이렇게 의료 영상과 인공지능은 모두 뇌 속을 들여다보려는 인간의 노력이라는 공통점이 있다.

이렇게 보면, 구글과 아마존, 페이스북 등 빅데이터 플랫폼 기업들은 결국 인간의 뇌 속의 빅데이터를 얻기 위한 간접적인 장치를 확보한 기업들이라 할 수 있다. 단지 그 중간 매개체가 메시지, 전자메일, 문자, 사진, 음성, 동영상, 구매정보, 배달 정보 등일 뿐이다.

그래서 아마존이 알렉사 스피커를 집안으로 들여놓으려 한다. 도청하면서 전 세계 주부들의 머릿속에 들어가고 싶은 것이다. 또는 사진이나 동영상 속의 사람들의 표정으로 그 사람의 마음을 읽는다. 그래서 CCTV, 컴퓨터 카메라, 핸드폰 카메라가 간접적인 뇌 빅데이터를 얻기 위한 징검다리가 된다. 이러한 정보를 인공지능으로 처리해서 사람의 머릿속을 들여다보려고 한다. 이때 인공지능 알고리즘이 사람의 뇌 속으로 들어가는 통로가 된다.

뇌 빅데이터를 직접 읽으려는 시도, 뇌 센서

이와는 달리, 아예 센서를 뇌 속에 집어넣어 두뇌 빅데이터를 직접 읽으려는 연구도 진행 중이다. 반도체 센서를 뇌 속에 삽입하고, 그 데이터 신호를 무선으로 외부에 송신하는 장치도 개발 중이다. 아직은 쥐를 이용해 실험하지만, 언제인가 인간의 뇌를 실험 대상으로 삼을 수 있다.

이 방법의 어려움은 일단 수술을 통해서 뇌 속에 반도체 센서를 넣어야 한다는 점이다. 상당한 거부감이 발생할 수 있다. 그리고 장기간 사용을 위해 배터리를 주기적으로 교체하거나 무선으로 전력을 보내야 한다. 통신과 센서의 한계로 읽는 신호의 종류와 데이터의 양도 상당히 제한적이다.

그리고 과연 뇌에 흐르는 전기 신호로 얼마나 사람의 뇌 속의 데이터를 표현할 수 있는가의 난제도 있다. 과연 전기 신호를 측정해서 사람의 뇌 속의 기억과 생각, 마음을 읽을 수 있나 하는 숙제가 있다. 이러한 연구와 노력은 결국 모두 인간의 기억과 생각의 창고인 뇌의 빅데이터를 수집하기 위함이다.

정재웅 KAIST 교수가 개발한 쥐의 뇌에 이식된 반도체 센서. 이를 통해서 뇌의 데이터를 스마트폰으로 읽는 장치. [출처=KAIST]

현시대의 대표적 혁신가 일론 머스크도 같은 생각을 하고 있다고 생각한다. 왜냐하면 그가 2016년 약 1억 달러를 투자해 뇌 인터페이스 회사인 '뉴럴링크(Neuralink)'라는 BCI(Brain-Computer Interface) 전문 스타트업 기업을 설립했기 때문이다.

'뉴럴링크'는 두뇌와 컴퓨터를 연결하는 인터페이스를 개발한다고 알려져 있다. 일런 머스크는 궁극적으로 건강한 인간의 뇌에 칩을 이식해 '디지털 슈퍼 인텔리전스'를 만들 수 있다는 생각을 하는 것으로 보인다.

이렇게 보면, 일론 머스크도 인간의 뇌가 빅데이터의 최종 목적지라는 사실을 잘 알고 있는 것이 분명하다. 결국 인간의 뇌가 궁극적인 빅데이터 창고이다. 인공지능을 포함한 최신 4차 산업혁명 기술의 발전은 바로 이렇게 인간의 뇌 속의 빅데이터를 얻기 위한 방향으로 발전되어 가고 있다.

 

김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수 joungho@kaist.ac.kr

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달러값 떨어지자 '사자' 몰렸다 [서울=뉴스핌] 박가연 기자 = 달러/원 환율이 큰 폭으로 하락하면서 달러화 선취매가 늘어난 영향으로 지난달 거주자외화예금이 역대 최대를 기록했다. 달러화예금도 처음으로 1000억달러를 넘어섰다. 한국은행이 28일 발표한 '2026년 7월중 거주자외화예금 동향'에 따르면 7월 말 기준 외국환은행의 거주자외화예금 잔액은 1283억4000만달러로 전월 말보다 150억1000만달러 증가했다. 잔액 기준 역대 최대치로 지난해 12월 기록한 종전 최고치인 1194억3000만달러를 7개월 만에 넘어섰다. 월간 증가폭도 지난해 12월 158억8000만달러에 이어 역대 두 번째로 컸다. [자료=한국은행] 거주자외화예금은 내국인과 국내 기업, 국내에 6개월 이상 거주한 외국인, 국내에 진출한 외국기업 등이 국내 은행에 예치한 외화예금을 말한다. 가장 큰 비중을 차지하는 달러화예금은 1089억2000만달러로 전월보다 111억2000만달러 증가해 역대 최대를 기록했다. 달러화예금 잔액이 1000억달러를 넘어선 것은 관련 통계 작성 이후 처음이다. 전체 거주자외화예금의 84.9%를 차지했다. 달러/원 환율이 지난 6월 말 1549.4원에서 7월 말 1424.0원으로 한 달 새 125.4원 떨어지면서 달러화 선취매가 늘어난 영향이다. 대기업의 경상대금 수취와 증권사의 외화채권 발행자금, 고객예탁금 유입도 달러화예금 증가에 영향을 미쳤다. 유로화와 엔화예금도 증가했다. 유로화예금은 일부 기업의 경상대금 수취 등으로 전월보다 22억2000만달러 늘어난 80억6000만달러를 기록했다. 엔화예금은 일부 기업의 배당금 지급 목적 예치와 증권사의 외화채권 발행자금 유입 등으로 15억달러 증가한 86억1000만달러로 집계됐다. 위안화예금은 전월보다 2000만달러 증가한 12억9000만달러를 기록했다. 영국 파운드화와 호주 달러화 등이 포함된 기타통화 예금은 14억6000만달러로 전월보다 1억6000만달러 증가했다. 예금 주체별로는 기업예금과 개인예금이 모두 늘었다. 기업예금 잔액은 전월보다 135억7000만달러 증가한 1125억6000만달러로 전체 외화예금의 87.7%를 차지했다. 이 가운데 기업의 달러화예금은 전월보다 101억1000만달러 늘어난 956억9000만달러로 집계됐다. 개인예금은 157억7000만달러로 한 달 새 14억4000만달러 증가했다. 개인이 보유한 달러화예금도 10억1000만달러 늘어난 132억3000만달러를 기록했다. 은행별로는 국내은행의 외화예금 잔액이 1023억9000만달러로 전월보다 96억1000만달러 증가했다. 외국은행 국내지점은 259억5000만달러로 54억달러 증가한 것으로 집계됐다. eoyn2@newspim.com 2026-08-28 12:00
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'헌법재판관 미임명' 한덕수 5년 구형 [서울=뉴스핌] 백승은 기자 = 내란특검이 윤석열 전 대통령의 탄핵을 저지할 목적으로 헌법재판관을 임명하지 않았다는 혐의를 받는 한덕수 전 국무총리에게 징역 5년을 구형했다. 서울중앙지법 형사합의33부(재판장 이진관)는 28일 직무유기 등 혐의를 받는 한 전 총리와 정진석 전 대통령 비서실장·김주현 전 대통령실 민정수석·이원모 전 공직기강비서관의 결심 공판을 열었다. 한덕수 전 국무총리 [사진=뉴스핌 DB] 한 전 총리는 윤 전 대통령의 직무가 정지됐던 지난 2024년 12월 대통령 권한대행을 역임하며 국회가 추천한 헌법재판관 후보자 3인(마은혁·정계선·조한창)을 의도적으로 임명하지 않았다는 혐의로 재판에 넘겨졌다. 당시 마은혁 재판관이 헌법재판관 후보자로 채택되자 그가 진보 성향 판사 모임인 우리법연구회 회원인 점, 판사 임관 전 운동권 조직과 진보 정당에서 활동했던 점 등이 대두되며 보수 진영의 비판이 이어졌다. 특검은 한 전 총리가 이런 상황을 참작해 윤 전 대통령의 탄핵 인용 결정을 저지하려는 목적으로 마 재판관의 임명을 104일간 미루고, 마용주 대법관 임명도 3개월 넘게 미뤘다고 본다. 또 지난해 4월 적법한 인사 검증을 거치지 않고 윤 전 대통령의 측근으로 알려진 함상훈·이완규 후보자를 헌법재판관 후보로 지명했다는 직권남용 권리행사 방해 혐의도 있다.  특검 측은 최종 구형을 통해 "피고인들은 국회가 선출한 헌법재판관을 임명하지 않아 헌법재판소의 정상적인 구성을 방해하고 국회 동의까지 모두 마친 대법관마저 임명하지 않아 사법부의 정상적인 구성까지 지연시켰다"며 "그 결과는 국정과 헌법기관의 마비였다"고 밝혔다. 이어 "공무원이 행사하는 권한은 본래 공무원 자신의 것이 아니라 국민의 것이다. 그런데 이 사건 피고인들은 권한을 위임한 국민을 배신했다"고 비판했다. 아울러 "(이들의 행위로) 국민이 국가기관의 공식적인 절차를 믿을 수 있다는 신뢰, 그리고 최고위 공직자가 국민 앞에서 하는 말을 믿을 수 있다는 최소한의 신뢰까지 훼손됐다"고 짚었다. 특검 측은 "불의한 권력 앞에서 자신의 자리를 지키는 것보다 헌법과 양심을 지키는 것이 공직자의 의무라는 것을, 국민이 맡긴 권한을 자신의 이익을 위하여 사용했을 때는 반드시 그에 상응하는 책임이 따른다는 것을, 이 판결을 통해 분명하게 남겨 주시기 바란다"고 재판부에 요청했다. 이날 특검은 함께 재판에 넘겨진 정 전 비서실장과 김 전 민정수석은 모두 징역 4년을, 이 전 비서관에게는 징역 3년을 구형했다. 100wins@newspim.com 2026-08-28 13:52
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    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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