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물리
인공지능이 감정을 나타내는 것이 실제로 감정을 느끼는 것이 아니라 인간의 반응 데이터를 분석하여 상황에 맞는 감정표현을 하는 것이 아닐까요? 실제로 인공지능이 자아와 감정을 갖는 것이 가능한지 궁금하네요!
감정을 느낀다든지, 자아를 갖는다는게 뭘까요? 인공지능은 기본적으로 그렇게 보이도록, 마치 감정이나 자아를 갖는 것처럼 보여지도록 하는걸 목표로 합니다. 말씀하신 것과 같은 것도 그렇게 보이도록 하는 한 방법이 될 수는 있겠지만 매우 다양한 방법이 시도되고 있습니다. 일부는 전혀 사람이 하는 것과 다른 방법도 있고, 일부는 제한적이지만 생물학적이나 심리학적으로 밝혀진 사실에 근거하는 방법도 있습니다. 중요한 건 인간이 느끼는 것과 같이 감정을 갖는건 아닙니다. 아직 인간도 어떻게 하는지 모르는게 많은데 그걸 어떻게 같은 방법으로 만들겠어요. -조성배 드림(연세대 컴퓨터과학과 교수)
4차 산업혁명을 정의해주세요.
이번 강연과 토론에서도 장시간 논의된 것처럼 4차 산업혁명의 실체에 대해서는 논쟁의 소지가 있는데, 사전적인 정의는 사람, 사물, 공간이 IoT, CPS와 네트워크로 초연결되어 AI로 초지능화됨으로써 산업과 사회에 혁신을 일으키는 것이라고 합니다. 애매하기도 하고 아직 끝나지 않고 진행중인 현상에 대해 평가하는게 자연스러워보이지 않아 그냥 3차 산업혁명의 끝자락을 호사가들이 선동하는거라고 평가절하하기도 합니다. 하지만 이름이야 뭐가 되었든 현재 우리 경제와 사회가 직면하고 있는 뉴노멀을 헤쳐나가기 위해서는 새로운 성장동력이 필요한데, 3차 산업혁명으로 얻은 ICT 인프라를 활용해서 생산성과 편의성을 향상시키려는 움직임으로 보면 좋겠습니다. - 조성배 드림(연세대 컴퓨터과학과 교수)
강의 재미있게 잘 들었습니다. 인공지능이 발달하면 분신을 여러개 만들어 손오공이 쓰던 분신술도 가능한지 궁금합니다.
과학적인 상상력이 풍부한 재미있는 질문이네요.^^ 그런거 있으면 좋겠네요. 엄밀한 의미에서 물리적으로 분신술을 구현하는건 지능이외에도 풀어야할 문제가 많아서 당장은 불가능해보입니다. 단, 그와 비슷한 일은 인공지능이 하려고 시도합니다. 내가 경험한 모든 내용을 라이프로그라고 하는데 이를 잘 저장하고 분석하면 나를 대신해서 전화를 받는다든지, 숙제를 대신 하기도 하는 비서를 만들 수 있겠지요. 인공비서나 가상비서라고도 하는데 요즘 많이 나오고 있는 인공지능 스피커도 그런 아바타의 초기 버젼이라고 할 수 있습니다.- 조성배 드림(연세대 컴퓨터과학과 교수)
전자기파의 에너지를 결정하는 요인은 진폭인가요, 파장인가요?
전자기파(빛)은 파동과 입자의 성질을 동시에 갖고 있는 이상한 존재입니다. 파동으로 볼 때 보통 ‘전자기파’라 하고 빛으로 볼 때 ‘광자’라고 하는데 광자가 잔뜩 모여 있는 게 빛이라고 생각하면 되겠습니다. 광자가 많으면 밝고 광자가 적으면 어둡습니다. 파동(전자기파)의 경우 그 에너지를 결정하는 것은 진폭입니다. 파동의 크기인 셈이죠. 파고가 높은 파도가 더 큰 위력을 갖고 있는 것과 마찬가지입니다. 이를 ‘광자’의 입장에서 보면 광자가 많이 몰려있는 경우입니다. 하지만 입자의 측면에서 광자의 에너지를 결정하는 것은 진폭이 아니라 파장(또는 파장의 역수인 진동수)입니다. 플랑크와 아인슈타인에 의해 정립된 그 유명한 ‘광양자가설’이죠. 빛이 아주 작은 스케일에서 다른 것과 상호작용할 때는 파동적 성격보다 입자적 성격이 중요하기 때문에 파동으로서의 에너지보다 입자로서의 에너지가 중요해집니다. 하지만 입자인 광자를 파동의 성격인 파장 또는 진동수로 그 에너지를 나타낸다는 것 자체가 이미 모순을 내포하고 있는 셈입니다. ‘빛이 정확히 어떻게 생겼느냐’를 정확히 나타내는 과학적 모델은 아직 존재하지 않습니다.
시간은 관성에 의해서 저절로 흐르나요? 아니면 외력에 의해서 강제로 흐르나요? 만약에 관성에 의해서 저절로 흐른다면 초기 속도는 어떻게 발생했고 왜 저항이 없이 관성으로 흐르나요? 그리고 만약에 외력에 의해서 흐른다면 그 외력은 어디서 나오는 건가요?
좋은 질문입니다만 현재까지 합의된 과학으로는 답변하기 곤란한 질문인 것 같습니다. 질문 상에는 시간이 마치 물질처럼 외력에 의해 초기 속도로 움직였고 저항이 없이 관성으로 흐르는 것으로 표현되었지만 시간은 물질이라고 할 수 없기 때문에 똑같은 논리가 적용되기 어려울 것 같습니다.
나란한 두 거울 사이에 빛을 쏘고 광원을 제거하면 그 빛은 거울 사이를 영원히 왕복하나요?
빛을 ‘광자’의 덩어리로 보면 사실상 빛은 거울 속의 전자들과 끊임없이 상호작용을 하고 있는 것이고 그 상호작용의 결과를 우리는 보고 있는 셈입니다. 그러한 광자들 상당한 부분이 ‘반사’되기도 하지만 또한 상당한 부분이 거울을 이루고 있는 재료와의 상호작용으로 흡수되기도 합니다. 따라서 일정시간이 지나면 반사되는 광자는 거의 없어지게 됩니다. 빛의 속도가 어마무시하다는 건 알고 계시죠? 빛이 1초에 약 300000km를 달리니까 30cm 떨어진 두 개의 거울 사이를 1초에 5억 번 왕복할 수 있는 속도입니다. 따라서 광원을 제거하면 그 빛은 ‘순식간에’ 소멸되고 말 겁니다.
전자파랑 전자기장이랑 같은건가요? 둘의 정체가 정확히 뭔가요?? 비슷한 개념들도 알려주세요
전자기장이 아니라 전자파랑 전자기파가 같은 겁니다. 보통 ‘빛’이라고 하면 우리가 눈으로 볼 수 있는 ‘가시광선’만을 얘기하는 데 넓은 의미에서의 빛은 모든 전자기파를 포함합니다. 또한 우리가 ‘전파’라고 부르는 것은 전자기파 중에서 우리가 통신에 사용하고 있는 ‘라디오파, 단파, 초단파, 극초단파’등을 말합니다. 가장 애매한 것이 ‘전자파’인데 사실상 전자기파와 같은 개념이지만 보통 ‘전자파가 몸에 해롭다’ 등 우리의 건강 문제와 관련해서 사용할 때는 ‘전파와 유사하게 사용됩니다. 정리하면 과학적으로 가장 일반적인 용어는 ‘전자기파’라 할 수 있고 ‘빛’과 ‘전파’는 보통 그 중 일부를 의미할 때 사용되고 ‘전자파’는 우리의 건강과 관련해서 조금은 ‘비과학적으로’ 사용되고 있는 용어라 할 수 있습니다. (전자파가 우리 몸에 해롭다는 과학적 증거는 없습니다.)
표면장력을 이용하여 만든 로봇은 어떠할까요???
아마도 가장 먼저 생각할 수 있는 것이 표면장력을 이용해서 물에 뜰 수 있는 로봇을 만드는 것일 겁니다. 아래에 2015년 8월에 발표된 서울대학교 연구진의 ‘소금쟁이 모사로봇’의 사례를 소개합니다.

“물가나 습지에 서식하는 다양한 소형 생물들은 주로 물의 표면장력을 이용하여 활동한다. 이들의 수상 거동은 다양한 방식으로 연구되고 응용되어 왔다. 특히 긴 다리를 자유자재로 움직여 수면에서 활주하고, 도약하는 소금쟁이의 거동은 정교함과 성능면에서 독보적이다. 이러한 소금쟁이의 수상 활주에 관하여 많은 연구가 이루어지고 응용되어 온 반면, 수상 도약에 대한 연구는 기초적인 단계에 머물렀었다.

기계항공공학부 김호영, 조규진 교수의 공동연구팀은 소금쟁이가 수면에서 도약할 때 표면장력을 최대한 이용하는 방식으로 운동함을 밝히고, 이를 응용하여 소금쟁이와 유사한 도약 성능을 보이는 수상 도약 로봇을 개발하였다.

연구결과에 따르면, 땅에서 뛰는 많은 동물들과 달리, 소금쟁이는 도약할 때에 수면을 단순히 아래로 누르지 않고 넓게 벌렸던 네 개의 다리를 회전시켜 가운데로 모으는 동작을 취한다. 이는 다리가 수면을 누르는 시간을 최대화하여 가속 시간을 늘릴 수 있는 이점이 있다. 소금쟁이는 또한, 수면을 누르는 동안에 표면 장력이 버틸 수 있는 한계 이하로 힘 조절을 한다. 이를 통해 운동 중에 수면이 뚫려 다리가 물에 빠지는 위험을 줄이고 가속을 최대화하여 매우 효율적으로 도약한다.

또한, 본 연구팀은 소금쟁이의 도약 특성 연구 결과를 바탕으로 표면장력을 활용한 효율적인 수상 도약을 구현할 수 있는 로봇을 개발하였다. 벼룩의 도약기관 구조를 모사한 토크 역전 메커니즘(torque reversal catapult mechanism)을 활용하여 소금쟁이의 다리 회전 및 추력 곡선을 모사하였고, 최대 추력이 표면 장력 허용 한계 이하가 되도록 액추에이터를 설계하였다. 또한, 입체 종이책을 만들 듯이 pop-up 공정으로 제작한 초경량 액추에이터에 가늘고 긴 형상합금 다리를 이어, 68mg의 초경량 로봇을 구현하였다. 본 로봇은 수면을 뚫지 않고 표면장력을 최대로 이용하며, 지상에서 뛰는 높이만큼 물에서도 뛰어오를 수 있다.

본 연구팀은 이 연구가 생물학자, 유체역학자, 로봇공학자의 노력이 합쳐져서 이루어진 융합연구의 대표적 성공 사례라고 밝혔다. 곤충 크기에서 단순한 기능을 수행하는 생체모방 로봇은 휴머노이드와 같은 고비용 로봇과는 차별되는 분야에서 이용될 수 있어서 세계적으로도 큰 관심을 받고 있다. 가까운 미래에 소형 로봇은 재해나 오염지역, 전장에서 대량으로 흩어져 감시, 정찰, 인명 발견 등의 목적에 사용될 것으로 연구팀은 전망했다.

연구 결과는 ‘SCIENCE’ 7월 31일자 온라인판에 게재되었다.
(논문명: Jumping on water: Surface tension-dominated jumping of water striders and robotic insects)”
감사합니다!! lisa66**
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