금기인가, 특이점인가 생체 컴퓨터의 등장

폰 노이만의 꿈

 

폰 노이만(현재의 컴퓨터를 있게 만든 위인 중 한명)이 처음 컴퓨터를 만들 때 현재와 같이 CPU와 메모리가 따로 분리되어 있는 구조(폰 노이만 구조)가 아닌 인간의 뇌를 모방하고 싶어 했다. 하지만 당시에는 전류의 크기를 조절하는 장치인 트랜지스터 같은 것들이 없었다. 그래서 기술적인 한계로 인하여 메모리와 연산기를 분리해서 만들어져 현재의 컴퓨터가 된 것이다. 폰 노이만은 이때 이미 인간의 뇌야 말로 컴퓨터로서 최적의 구조였다는 것을 알고 있었던 것이다. 폰 노이만이 하고 싶었지만 기술적인 한계로 하지 못했던 것, 즉 현재의 CPU와 메모리가 따로 분리되어 있는 폰 노이만 구조를 깨뜨리면서 인간의 뇌처럼 작동하도록 만든 반도체가 Crotical Labs(크로티칼 랩스)라는 회사에서 발표 되었다.

 

효율적인 인간의 뇌

 

인류에게 있어 금기시 되는 기술이 한가지 있는데, 바로 생명체를 인공적으로 만드는 것이다. 하지만 인간의 구조가 창조된 것이든 진화된 것이든 완벽에 가깝기에 그걸 모방하려고 수많은 과학자들이 아직도 연구하고 있다. 특히나 인간의 뇌를 흉내내기 위한 노력은 현재도 계속 되고있는데, 인간의 뇌는 전구하나 켜는데 필요한 수준인 단 20W의 전력으로 1000억개의 뉴런을 작동시킬 정도로 효율이 끝내주기 때문이다. 데이터센터에서 AI를 돌리는데 필요한 전력량이 평균적으로 연간 25GWh라고 한다. 참고로 25기가와트시는 4인 가구 6천세대가 연간 사용하는 전력량과 맞먹는다. 뇌와 AI의 데이터센터의 단위를 비슷하게 맞춘다면 뇌가 현재 인공지능보다 10000배에서 100000배 또는 그 이상으로 효율적이다.

 

생체 컴퓨터 CL1의 발표

 

크로티칼 랩스에서 발표한 것은 인간의 뇌를 흉내낸 것이 아니라 뉴런을 직접 활용했다. 2022년 크로티칼 랩스의 연구진은 SCI급(검증된 고등급) 저널인 ‘Nueron’ 에서 시험관에서 배양된 뉴런이 가상에서 게임을 하고 학습을 하며 자각을 하고 있다는 것을 밝혀냈다. 이 연구는 Synthetic Biological Intelligence(합성 생체 지능)을 입증한 최초의 연구로 평가된다. 해당 연구팀이 연구에 박차를 가해서 현재 CL1을 공개한 것이다. CL1은 전기적인 신호를 입력받으면 거기에 적응하고 반응을 내놓도록 설계되어 있다. 조금 더 세부적인 설명을 하자면 뉴런이 반도체 칩과 융합해서 뇌처럼 작동하는 것이다. 현대 생명공학과 신경공학 기술의 결정체인데, 해당 기술을 위해 줄기세포를 이용하였다. 줄기세포는 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 세포인데, 혈액이나 피부세포를 줄기세포로 변환하고 이 줄기세포를 뇌세포나 뉴런으로 변환시킨 뒤 컴퓨팅이나 인공지능처럼 활용한 것이다. 한 문장으로 쉽게 설명하자면 인간의 뉴런을 실리콘 칩 위에 배양해서 성장시킨 것이다. 그들이 판매하는 CL1이라는 컴퓨터에는 심장을 대신할 펌프와 신장과 같은 여과장치도 있었고 이산화탄소와 산소, 질소를 흡수하는 가스 믹서까지 달려있었다. 살아있는 뉴런이기 때문에 생명 유지장치도 함께 달려 있는 것이다.

 

새로운 방향을 제시

 

이제 막 개발된 제품이고, 세상에 나온지 얼마 안된 제품이기 때문에 CL1을 통해서 당장 무언가 할 수 있는 것은 아니다. 하지만 학계에서는 AI의 새로운 시대를 열 수도 있다고 바라보고 있다. 완전히 새로운 컴퓨팅이 가능하고 데이터센터와 달리 엄청난 전력도 들지 않는다는 것을 긍정적으로 보고있다. 기존의 AI는 트랜지스터 기반의 CPU와 GPU에서 뉴럴 네트워크를 소프트웨어로 시뮬레이션 했다면, 이 연구팀이 만든 CL1은 살아있는 뉴런이 전기적 신호에 따라 스스로 연결망을 형성하고 강화한다. 쉽게 설명하자면 뉴럴 네트워크는 뇌의 작동 원리를 인간이 인위적으로 수학적 알고리즘과 가상의 노드로 재현한 것이고, CL1은 실제 생체 신경세포가 가진 능력을 직접 이용하는 것이다. 실제 뉴런이니 따라 할 필요가 없다는 소리다. 구체적으로 몇 배 빠르고, 몇 배 더 효율적이라는 수치가 아직 나온 것은 아니다. 기존 AI에 비해서 획기적인 성능 우위가 밝혀진 것도 아직은 아니다. 연구팀은 CL1이 너무 빠르고 유연해서 챗GPT와 같은 기존의 LLM을 훈련시키는 데 사용되는 실리콘 기반 AI 칩을 완전히 능가한다고 말한다. 보통 실리콘 칩 기반 뉴로모픽(뉴런 형태를 모방한 회로) 기술은 소프트웨어나 하드웨어 결함이 생기는 경우가 많지만 살아있는 뉴런은 스스로 연결망을 재구성할 수 있으니 문제 상황에서도 스스로 오류를 줄이고 적응해가는 시스템으로 진화 할 가능성을 가진다는 것이다.

 

치명적인 문제점들

 

이런 획기적인 시스템에도 문제점은 있다. 이 세포는 완전히 새로운 인공지능이라고 볼 수도 있다. 감각을 느끼고 인식도 할 수도 있을 것이다. 이것에 대해 윤리적인 문제와 법적 규제가 동시에 존재하게 될 것이다. 하지만 스타트업의 혁신이 기존의 법률이나 규제보다 빨랐던 경우가 많았다. 조금 다른 경우지만 지금 많은 사람들이 사용하는 토스도 처음에는 불법이었다. 이 연구도 수많은 규제의 가이드라인에 저촉되고 생명윤리위원회에서도 규제를 받을 것이다.

이 뉴런은 공식적으로 최대 6개월이라는 시한부를 가지고 있다. 동물을 사용하지 않는 실험이고, 실제 인간이 아닌 배양된 세포라지만 6개월밖에 사용하지 못하는 컴퓨터라는 것이다. 최대 6개월 동안 내부 생명 유지 시스템을 통해 신경 세포를 살아있게 유지하도록 설계되었다고 한다.

세상에 나온지 얼마 되지 않은 제품이다 보니 가격도 문제로 다가왔다. 연구팀은 35,000달러에서 시작해서 85,000달러 정도로 판매한다고 하는데 이는 한화로 5천만원에서 1억 3천만원 사이이다. 누가 6개월짜리 시한부 컴퓨터를 저 가격에 살까 싶지만, 일반 대중이 사용하는 것이 아니라 연구용으로 사용되는 것과 초기제품이라는 것을 감안하면, 이런 가격이 되어야 다음 연구에 필요한 자금을 모을 수 있겠다는 생각도 든다.

그리고 또 다른 문제는 대중의 두려움이 아닐까 생각을 한다. 실제로 이 기술이 여러 커뮤니티에도 소개되었는데, 많은 사람들이 생물학적 지능과 결합 되는 하이브리드 AI는 과도기적인 AI라며 혐오의 시선을 보내고 있다. 혁신과 새로운 기술을 좋아하는 일론 머스크도 과거에 파멸을 부를 것이라며 이런 종류의 인공지능을 혐오하며 상대적으로 보수적으로 보는 입장이었다. 반면 구글의 창업주 래리 페이지는 새로운 진화의 단계인데 겁낼 필요 없다는 입장을 보여주었다.

 

마치며

 

SF영화나 소설을 좋아하지만, 암울한 디스토피아 세계관에서나 등장하는 생체 컴퓨터가 실제로 등장하는 것에 대하여 굉장히 오픈된 필자로서도 당황스럽고 놀라운 기술이었다. 부정적인 암흑 세계의 픽션으로 현실을 날카롭게 나타내고 비판하는 문학작품에서나 나올 기술이 현실에 나오다니, 어떻게 보면 아이러니하기도 하고 현실이 더 무서울 수도 있겠다 싶다. 인류의 발전은 어느방향이든 옳다고 생각하는 입장으로서 다시 생각하는 계기도 되었다.

지금의 인류의 발전이 정말 과도기인지 아닌지는 불분명하지만 현재 이 생체 컴퓨팅에 관한 연구가 어떤 방향으로 가든지 결국 기술의 진화 속도와 사회의 윤리적 합의 과정이 인류에겐 굉장히 중요한 열쇠가 될 것이다. 앞으로 CL1이 어떻게 될지는 알 수 없지만, 확실한 것은 역사의 한 장을 쓰고 있다는 것이다. 일론 머스크가 말했듯 이것이 파멸의 시작일지 래리 페이지가 말한 새로운 진화의 시작일지 많은 생각이 들게 하는 연구다.