미래 융합과학기술과 인지과학
19세기와 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 개념화 됐다.
이에 따라 과학기술의 각 분야가 서로 독립적으로 각 분야의 영역을 개념화하고, 이론화하고, 설명하고, 응용 구현하여 왔다. 그러하기에 과거 과학기술 연구와 교육의 표어는 ‘분할하여 정복하기(Devide & Conquer)’였다. 그러하기에 중, 고, 대학교에서는 물리, 화학, 생물 등으로 자연 현상을 분할하여 교육하고 연구하여 왔다.
그러나 그러한 틀이 20세기 후반을 거치는 동안 변화하게 되었다. 그동안에 이루어진물리과학에서의 물질의 미세 단위에 대한 연구 결과, 생명과학의 연구결과, 정보과학의연구 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.
우리는 현재 나노 수준의 물질에서부터 가장 복잡한 물질인 인간 두뇌와 고차 인지 현상에 이르기까지 자연현상에 대한 포괄적 이해에 기초하여 두고 과학기술의 틀을 다시 짜서 추구하여야 하는 새로운 변혁의 문턱에 이른 것이다.
미국 과학재단의 융합과학기술 개발의 지향 목표
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 막급 함에 대한 인식에서 출발하여, 더 이상 분화되거나 괴리된 ‘자연(nature)’ 개념이나 과학기술이 아니라, 자연의 통일성, 과학의 통일성에 바탕을 둔 효율적 과학기술이 추구되어야 함이 부각되고 있다.
바로 이러한 관점에서 500여 페이지에 달하는 NSF 보고서(Roco, & Bainbridge, 2002)에서 제기된 바와 같이 선진 국가가 추구하여야 할 미래 지향적 과학기술이 NBIC 융학과학기술(수렴테크놀로지; Converging Technology)이며, 그 융합 과학의 4대 핵심 축의 하나가 인지과학기술인 것이다.
그리고 이러한 융합과학기술의 추구는 과거의 과학기술처럼 분산된 산발적 목표를 지닌 추구가 아니라, 전 세계 사람 개개인이 각자의 능력을 최대한으로, 또 효율적으로 발휘할 수 있는 인간 능력 친화적인 지능적(intelligent) 환경을 만드는 것이 인류 테크놀로지의 궁극적이고 종합적 목표이여야 하고 그를 향해 수렴 되어야함이 강조되고 있다.
또한 과거의 전통적 과학관의 관점인 물질 및 기계 중심의 하드웨어적 과학기술 개념과 연구를 넘어서서, 인간의 뇌 및 심리적 특성, 그리고 문화사회적인 특성 등의 인문학적인 또는 물질적 측면을 넘어서는 소프트한 측면이 함께 고려된 그러한 융합과학기술이 추구되어야만 창의적이고, 효율적인 발전이 이루어질 수 있음을 지적하고 있다.
바로 그런 연유에서 미국 과학재단의 융합과학기술 개발의 지향 목표는 ‘인간의 수행 증진을 위한 융합과학기술(Converging Technologies for Improving Human Performance) 목표로 제시되고 있다. 이러한 통합적 목표의 부각은 21세기 현재에 과학기술의 패러다임이 바뀌고 있는 것을 단적으로 보여주고 있다.
인지과학은 학문의 본래적 특성상 인지과학의 구성 학문인 심리학, 신경과학, 인공지능, 로보틱스, 언어학 등의 계속된 발전을 가능하게 하고 있다. 심리학이건, 신경과학이건, 인공지능이건, 로보틱스이건 인지과학과 연계되지 않은 미래 발전을 생각하기 힘들다.
여기에서는 인지과학이 미래 테크놀로지와 관련되어서 어떠한 발전을 가능하게 할 것인가를 앞서 설명한 미국의 NBIC 융합과학기술의 4대 핵심축을 중심으로 하여, IT(정보과학기술), BT(생명과학기술), NT(나노과학기술)별로, 인지과학기술(CogT)과의 연결을 간략하게 기술하기로 한다.
IT-CogT의 연결
해외에서의 IT-CogT의 연결은 현재 상당히 발전된 상태에 도달한 것으로 평가할 수 있다. 현재 디지털 기술의 추세가 좀 더 높은 수준의 지능화 시스템 탐구와 상위 수준의 인지기능을 구현하는 것에 집중되고 있기 때문이다. 이런 변화의 핵심 주제인 자연 지능 및 인공지능 모두 인지과학과 아주 밀접한 것이기 때문에 지식 사회의 전개가 고도화되면서 IT가 발전할수록 인지과학과의 연결도 그만큼 강해지고 넓어져 왔고, 또 미래에도 그러한 추세가 지속되리라 본다.
미래에는 컴퓨터 계산력의 향상에 비례하는 인공지능 개발 가속화를 통해서 언제 어디서나 하는 컴퓨팅(ubiquitous computing) 환경에서의 인지 특성 활용이 확산할 것이다. 또한 그저 주어진 기술적 기능을 쓰고 마는 것이 아니라 좀 더 인간화된 형태의 서비스 사용 및 구현에 초점화가 되며, 이에 따라 각종 디지털 도구의 사용성(usability)이 향상, 발전하게 되고, 감성 공학 기술과의 연결도 발전할 것이다.
이 외에도 학교 또는 산업의 교육/학습 장면에의 IT-CogT 연결 시스템, 도구 개발 및 적용의 확산하여 인지 교수법(Cognitive Instruction), 멀티미디어학습, e-learning 등이 발전할 것이다. 그리고 컴퓨터 망 보조(computer-net-aided)의 형태로 일상생활 장면에서의 개인의 인지적, 정서적 적응인지기술의 향상이 이뤄지며, 인지기능향상(CET; Cognitive Enhancing Technologies)의 발전이 이뤄질 것이다.
과학기술에 대한 시대적 요구가 변화하면서[인간-Al-robot] 간의 연결 연구에의 초점화가 이뤄지고, 그에 따라 로보틱스 연구개발에서의 인지과학의 영향이 점증하며, 인간 감각-지각-운동 기술의 로봇에 의존도 증가하고 있다. 그리고 이런 추세는 앞으로도 계속 이어져 점진적으로 IT-CogT-BT의 연결 정도가 강화되고 확장되어 더욱 가속화될 전망이다.