다음 단계 진화: 인간 몸을 앤트로봇, 유기 트랜지스터, 뇌 임플란트 등으로 강화하기

기술 혁신은 우리 삶의 모든 영역에서 숨이 멎을 정도로 빠른 속도로 진행되고 있으며, 인간 몸을 깊이 있게 전기화하고 강화하고 있습니다. 인간 몸을 향상시키기 위한 획기적인 돌파구가 끊임없이 이루어지고 있어, 인간 증강 시장이 2030년까지 놀라운 6,459억 달러 규모로 폭발적으로 성장하고 2022년 약 1,430억 달러에서 급증할 것으로 예상되는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

향상된 신체 및 인지 능력은 더 이상 공상 과학 소설 속에만 존재하는 미래적 개념이 아니라, 꾸준한 연구와 강력한 투자가 선구적인 도구와 프로토타입을 만들며 인간 증강을 보다 접근 가능하고 실용적으로 만들고 있습니다.

그렇다면 오늘은 이 분야가 무엇인지, 그리고 어떤 실험과 혁신이 진행되고 있는지 살펴보겠습니다!

인간 증강이란?

우선 인간 증강은 본질적으로 인간 몸을 강화하여 우리의 능력이나 생산성을 높이는 것을 의미합니다. 인간 2.0이라고도 불리는 이 능력 향상은 정신적·신체적 행동을 수행하는 능력을 외부 도구의 도움이나 몸에 통합함으로써 이루어지고 있습니다.

이미 우리는 스마트폰과 스마트워치와 같은 웨어러블 기기가 일상 생활의 필수 요소가 되어 우리의 의사소통 능력을 크게 향상시키는 모습을 목격하고 있습니다. 마찬가지로 안경, 현미경, 고감도 마이크와 같은 다른 외부 도구들도 인간 능력을 강화하는 데 적극 활용되고 있습니다.

다양한 형태의 인간 강화 기술이 점차 시장에 진입하고 있으며, 그 범위는 다음과 같습니다:

• 유전자 치료
• 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)
• 뇌 임플란트
• 3D 바이오프린팅
• 유기 트랜지스터
• 로봇
• 가상 에이전트
• 증강 현실(AR)
• 사이버웨어

동시에 인공지능(AI)의 부상이 이 분야의 발전을 더욱 촉진하고 있습니다. 단순한 보조 사지부터 완전 AI 제어 사이보그에 이르기까지, 기술은 인간 잠재력을 크게 향상시킬 수 있게 해줍니다.

이제 이 산업에 어떤 일들이 진행되고 있는지, 그리고 다양한 혁신이 인간 능력 향상에 어떻게 기여하고 있는지 더 깊이 살펴보겠습니다.

인간 향상 기술

현대 과학 및 기술의 발전은 인간 몸을 강화하기 위한 다양한 솔루션을 가져왔습니다. 아래에 자세히 설명된 이러한 기술들은 자연적이든 인공적이든 일시적이든 영구적이든 신체의 한계를 극복하는 데 도움을 줍니다.

Wearables

웨어러블 인터랙티브 기술은 물리적·디지털 세계와의 매끄럽고 정교한 통합을 제공하여 두 영역을 자연스럽게 연결합니다. 이는 직관적이고 사용하기 쉬운 확장 기능을 제공하여 스마트 객체와의 상호작용을 자연스러운 두 번째 본능처럼 만들며, 불필요한 잡음을 스마트하게 걸러내고 진정으로 중요한 정보에 집중할 수 있도록 시기적절한 데이터를 제공합니다.

이 기술들은 새로운 것은 아니지만, 채택이 확실히 증가했으며, ABI Research는 2025년까지 외골격 시장이 19억 달러에 이를 것으로 전망하고 있습니다. 외골격은 인간 성능을 강화하는 증강 기술의 일종으로, 건설 및 제조 분야의 산업용뿐만 아니라 물리치료에서 재활용으로도 사용됩니다.

이 분야의 또 다른 제품은 스마트 안경으로, 웹 탐색을 돕기 위해 다양한 자원을 수집합니다. Meta와 같은 대기업이 적극적으로 개발하고 있으며, Netflix (NFLX ) 와 AccuWeather는 이미 스마트 안경용 앱을 최적화했습니다. 일부 전자 안경은 앞면에 카메라가 장착되어 이미지를 생성하고 뇌와 연결될 수 있습니다. 인텔리전스 안경은 전화를 걸고, 움직임을 기록하며, GPS 내비게이션, 날씨 정보, 심지어 신체 변화까지 안내할 수 있습니다.

번역기 분야에서는 Timekettle이 버튼 하나만으로 다국어 구사자를 가능하게 합니다. 동시에 동작 번역기는 수화를 음성으로 변환하며, 향후 몇 년 안에 모바일 앱 형태로 확대될 수 있습니다.

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Organic Transistors 

유기 트랜지스터는 생체 적합성, 유연성 및 높은 가공성을 바탕으로 바이오센싱 응용 분야에서 유망한 후보로 떠오르고 있습니다. 이러한 장치는 활성층과 목표 분석물 사이의 상호작용에 의존합니다.

지금까지 유기 트랜지스터 기반 바이오센서 개발은 어려웠지만, 최근 성과가 이러한 장벽을 극복하기 시작했습니다. 주요 전략으로는 분자 설계, 유기 반도체와 생물학적 수용체의 조립, 그리고 Debye 차폐 효과 억제가 포함됩니다.

과학자들은 기존의 수평형 설계를 옆으로 회전시켜 스위치 역할을 하는 유기 트랜지스터의 성능을 향상시키고 있습니다. 예를 들어, 유기 전기화학 트랜지스터(OECT)라는 새로운 장치는 전해질의 이온을 통해 반도성 폴리머 내 양전하(전자)의 수를 제어함으로써 스위칭합니다.

한편, Tufts University의 Silklab 생성했습니다 마이크로프로세서 규모의 트랜지스터로, 생물학적 상태와 환경을 감지하고 반응할 수 있습니다. 절연 재료 대신 이 장치는 실크 섬유소를 사용하며, 이는 표면에 정밀하게 증착된 후 다른 화학 및 생물학적 분자를 이용해 쉽게 수정하고 특성을 변화시킬 수 있습니다. 이를 활용해 팀은 심혈관 및 폐 질환을 감지할 수 있는 고감도 초고속 호흡 센서를 개발했습니다.

Columbia Engineering 연구원들은 또한 개발했습니다 인간 머리카락보다 100배 작고, 신경생리학적 뇌 신호를 획득·전송할 뿐만 아니라 작동에 필요한 전력을 공급할 수 있는 최초의 독립형, 유연한 유기 바이오전자 장치를.

Anthrobots

인간 향상을 돕는 또 다른 기술은 인간형 로봇인 앤트로봇입니다. 최근 연구자들은 이 생물학적 자가조립 로봇을 인간 기관지 세포로 만들면서 유전적 변형 없이 치유 및 재생 의학에서의 잠재력을 입증했습니다. 이러한 다세포 로봇은 머리카락 굵기에서 연필심 크기까지 다양하며, 움직임이 가능하고 뉴런 성장을 촉진할 수 있습니다.

이 로봇은 연구자들이 언급했습니다. 개구리 배아 세포인 Xenobots 로 만들어졌습니다. 이 장치는 통로를 탐색하고, 정보를 기록하며, 물질을 수집할 수 있습니다. 또한 부상으로부터 스스로 치유하고 자체 복제까지 할 수 있습니다. 이러한 로봇은 유전체와 환경이 어떻게 협력해 조직, 장기, 사지를 형성하는지 이해하고, 이를 재생 치료를 통해 복원하는 방법을 연구하는 데에도 도움이 됩니다.

또한 나노봇도 존재하는데, 이는 나노 물체와 정밀하게 상호작용할 수 있어 의료 분야에서 큰 역할을 할 수 있습니다. 이러한 장치는 인체에 투입되어 면역력을 높이는 기능을 수행합니다.

Prosthetics 

인간 증강을 통한 인간 몸 강화의 또 다른 방법은 복제 기술을 통해 손상된 인간 능력을 대체하는 것입니다. 예를 들어, 사지를 복제한 보철물은 원래 사지와 매우 유사하게 작업을 수행할 수 있어 인간에게 필수적인 장치가 됩니다. 이러한 장치는 변형된 사람들에게 일상 기능을 수행하게 할 뿐만 아니라 높은 수준의 숙련도를 발휘하도록 합니다.

이는 노인이나 떨림·제한된 이동성을 가진 사람들을 위한 식기 제공과 같은 간단한 리프트웨어 보강부터 사고나 절단으로 손가락 보철을 필요로 하는 사람들을 위한 손가락 보철까지 다양합니다. 예를 들어, Naked Prosthetics는 사용자에게 매우 높은 수준의 손재주를 제공하는 맞춤형 손 보철을 전문으로 합니다.

기술 발전은 이러한 보철물 제작을 간소화하고 있습니다. 이 분야에서는 3D 프린팅이 설계 과정을 혁신하여 완전한 디지털 워크플로우로 전환하고 있습니다. 이 과정은 디지털 스캐너로 사지의 3D 스캔을 촬영하고, CAD 소프트웨어를 활용해 개인 맞춤형 설계 프로파일을 생성한 뒤, 이를 3D 프린터에 바로 입력해 맞춤형 보철 소켓을 제조하는 방식으로 이루어집니다.

Brain Implants 

뇌 임플란트와 관련해서는 Elon Musk의 Neuralink와 같은 기업이 인간의 뇌와 컴퓨터 간 상호작용 방식을 혁신하고 있습니다. 이 회사는 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받아 현재 뇌 칩 이식에 대한 인간 임상 시험을 준비 중입니다. 한편, Kernel과 NextMind와 같은 다른 기업들은 수술과 같은 침습적 방법 없이 이를 구현할 방법을 모색하고 있습니다.

BCI에 대한 심각한 우려가 존재하지만, 동시에 뉴런의 능력을 열어줄 잠재력도 가지고 있습니다. 뇌 임플란트는 파킨슨병, 간질, 만성 통증과 같은 신경계 질환 치료에 큰 가능성을 지니며, 신경조절, 보철 장치 제어, 뇌 활동 모니터링 등 분야에서도 핵심적인 역할을 합니다.

뇌 칩은 특정 기관 자극과 뉴로피드백을 통해 수면 장애 치료 및 기억력 향상에도 활용될 수 있습니다. 앞으로는 인간의 정보 저장 용량을 확대하여 향상된 능력을 제공하는 데 사용될 것으로 기대됩니다.

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Bioprinting

다음은 많은 관심을 받고 있는 바이오프린팅입니다. 이는 3D 프린팅 기술을 활용해 장기, 뼈, 피부와 같은 유기 조직을 만드는 것을 포함합니다. 이 기술은 아직 초기 단계이지만, TissueLabs와 같은 기업들은 실험실에서 인간 장기와 조직을 구축하는 데 적극 참여하고 있어 의료 산업을 재정의하고 있습니다. 2022년 텍사스의 외과 의사들은 환자의 귀를 3D 바이오프린팅 구조물을 이식함으로써 이정표를 달성했습니다.

이 분야에서는 바이오잉크 기반 3D 프린팅, 압출 기반 3D 바이오프린팅, 레이저 보조 3D 프린팅, 스테레오리소그래피 기반 3D 프린팅 등 다양한 기술이 바이오인공 장기를 개발하는 데 활용됩니다.

한편, Altos Labs와 Calico Labs와 같은 기업들은 노화 기술에 집중하고 있습니다. 이를 위해 Altos Labs는 유도 만능 줄기세포 기반의 특수 세포 치료법을 개발하고 있습니다.

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Artificial Intelligence

커뮤니케이션, 금융, 의료, 채용부터 예술, 엔터테인먼트, 음식, 패션에 이르기까지 AI는 우리 삶의 다양한 영역을 변화시키며 인간의 가능성을 크게 확대하고 인간 몸을 전례 없는 방식으로 강화하고 있습니다. 이와 관련해 Google에 인수된 DeepMind는 알파폴드(Alphafold)라는 AI를 개발했으며, 이는 구조화된 단백질의 형태를 예측하여 질병 퇴치와 약물 개발 능력을 향상시켜 인간 건강을 개선합니다.

AI는 신경 임플란트와 결합하여 간질 및 파킨슨병과 같은 질환 치료에도 활용되고 있습니다. 이는 심층 정보를 추출한 뒤 최적의 시점에 신경 임플란트를 활성화함으로써 이루어집니다. 이 기술의 적용은 뇌에 대한 이해를 높이고 특정 뇌 영역을 직접 인터페이스하고 자극함으로써 인지 능력을 향상시킬 수 있습니다.

또한 AI 비서는 우리의 행동 패턴과 선호도를 기반으로 우리를 대신해 단순한 작업부터 복잡한 작업까지 효율적으로 수행합니다. 이러한 시스템은 특히 노인 및 장애인에게 유용하며, 특정 신체 기능을 지원하는 데 특화되어 있습니다.

AI와 로봇공학의 통합은 또한 내장된 광학 시스템을 갖춘 외부 감각 정보를 제공하는 수술 로봇 개발로 이어지고 있습니다. 이러한 로봇은 고도의 정밀 수술을 수행할 수 있어 특히 신경외과와 같은 복잡한 시술에서 외과의사의 정밀성을 크게 향상시킵니다.

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인간 몸을 강화하는 기술을 개발하는 기업들 

이러한 모든 발전은 대기업에만 국한된 것이 아니라, 특히 스타트업을 포함한 중소기업들도 이 혁신에 활발히 참여하고 있습니다. 이제 이 분야의 몇몇 주요 기업을 살펴보겠습니다:

1. BrainGate

이 회사는 뇌에 미세 전극을 이식하여 척수 손상, 뇌간 뇌졸중, ALS 환자들이 컴퓨터와 같은 외부 장치를 생각만으로 제어할 수 있게 합니다. 2021년에는 고대역폭 BCI와 외부 무선 송신기를 활용한 임상 시험을 선보였습니다. 최근에는 마비로 인해 말할 수 없게 된 사람들의 언어 복구에 있어 중요한 이정표를 달성했으며, 분당 160단어에 가까운 대화 속도에 이르는 말하기 속도를 회복했습니다.

2. Synchron

뇌 신호를 포착하기 위해 혈관을 이용하는 Stentrode BCI 임플란트를 개발한 이 기업은 주로 신경학적 질환 치료와 중증 마비 환자의 기능 회복에 초점을 맞추고 있습니다. Synchron은 현재 장치의 안전성과 실현 가능성을 평가하기 위한 임상 시험을 활발히 진행 중이며, 미국 국방부와 DARPA를 포함한 투자자들의 지원을 받아 지난해 인간 환자에게 BCI를 성공적으로 이식한 최초의 기업이 되었습니다.

3. Emotiv

미국에 기반을 둔 바이오인포매틱스 기업인 Emotiv는 EEG를 활용해 인간 뇌를 이해하는 작업으로 알려져 있으며, 현재 직관적인 웨어러블 신경 헤드셋을 제조하고 있습니다. 이 헤드셋은 대규모 인간 뇌 연구를 위해 설계되었습니다. Emotiv는 또한 전문 등급의 뇌 데이터 접근을 제공하며, CEO 겸 설립자인 Tan Le는 이 데이터를 “행동 및 인지 성과를 추적”하는 데 활용해 보다 개인화된 제품을 만들 수 있다고 전망합니다.

인간 증강에 관여하는 다른 기업으로는 Google, Raytheon, Apple (AAPL ), Microsoft (MSFT ), Meta, Samsung Electronics, Neurable, Vuzix Corporation (VUZI ), Blackrock Neurotech, Ekso Bionics , Magic Leap, Temia, Kernel, MindMaze, Rewalk Robotics, Second Sight Medical 등이 있습니다.

Conclusion

보시다시피 인간 몸을 강화하여 인간 능력을 증강하고 삶을 개선하려는 움직임이 활발합니다. 그러나 인간 증강은 윤리적 문제 없이 진행되는 것이 아니며, 특히 AI의 발전과 그 의존도가 높아짐에 따라 윤리적 우려가 커지고 있습니다. 또한 불공정 경쟁, 높은 비용, 접근성, 프라이버시, 신뢰성, 보안 등의 문제도 존재합니다.

인간은 언제나 자연적 능력을 향상시키려 노력해 왔으며, 기술 진화 덕분에 인간 증강 시장이 우리에게 ‘초인’이 될 기회와 약속을 제공하고 있기 때문에 모두가 참여하고자 합니다. 이는 이미 메가트렌드이므로, 기술 혁신과 사용자 안전 사이의 적절한 균형을 맞추어 사회 전반에 널리 적용되기 전에 구현하는 것이 중요합니다.