인지과학의 응용 분야 중에서 현재에 어느 정도 부각되어서 중요성을 인정받고 있으며 미래에 중요성이 더 커지리라고 예상되는 분야 몇 개를 중심으로 예상되는 미래 경향을 열거하겠다. 첫째는 인지공학이고, 두 번째는 인공지능과 인지 로보틱스가 연결되는 것이고, 세 번째는 응용인지신경과학이고, 네 번째는 학습과학이고, 다섯 번째는 인지기능 향상 분야이고, 여섯 번째는 인지 생태공학이고, 일곱 번째는 인지과학의 사회과학적 응용 분야라고 볼 수가 있겠다.
인지공학
인간공학, 정보공학 등을 연결하고 스마트(smart) 환경, 생명 정보공학 등을 연결하고 각종 사이버 공간 차원과 관련해서 적응적이고 효율적인 소프트웨어를 만들어내는 인지공학의 작업이 더욱 발전하리라 본다. 인공물 디자인 관련 인지 디자인이라는 분야가 떠오를 것이라고 예상할 수 있다. 인지 특성이나 정서, 동기 특성을 통합해서 그것을 소프트웨어, 하드웨어에 반영해서 구현하는 것이다. 각종 문화생활, 작업, 학습 시스템 등의 소프트웨어 디자인이나, 생활환경, 작업환경에서 사람들이 상호작용하게 되는 하드웨어에 인간의 인지 특성이 반영되게끔 디자인하는 분야가 부각되 리라 본다.
인지 컴퓨팅과 인지 시스템
인공지능 연구에서는 요즘은 인지 컴퓨팅(cognitive computing)이나 인공인지 시스템이라는 개념이 널리 사용되고 있다. 전통적 인공지능 시스템의 개념을 넘어서서 인지과학, 신경과학 등을 연결하여 구체적인 생물적 몸과 뇌를 지닌 지능 시스템의 특성을 규명하고 구현하려는 노력의 대두라고 볼 수 있다.
이에 더하여 인공지능, 인지과학, 컴퓨터과학, 로보틱스, 신경과학이 연결되어서 로봇에 인간의 인지발달, 정서발달 특성이 도입된 발달 로봇의 개념이 도입된 그런 식의 로봇 시스템을 구현하는 연구들도 이루어지고 있다. 스스로 학습해서 발달하며 상위 인지적 능력을 갖춘 로봇을 만드는 작업을 추구하는 것이다. 그것뿐만 아니라 사회적 집단(로봇 사람; 로봇-로봇)의 일원으로서 팀으로 작업하는 그런 로봇을 만드는 것도 이 분야에 속한다고 볼 수 있다.
여기에서는 앞서 설명한 것처럼 마음 이론(Tom; Theory of Mind)이 중요하여지리라 본다. 다른 사람이(로봇이) 환경을 어떻게 지각하며, 느끼고, 생각하며 어떤 행동을 할 것인가를 내가 어떻게 생각하고 예측하는가 가 마음의 이론의 주제인데, 그러한 사회적 인지 능력이 반영된 로봇을 만드는 분야가 부각되 리라 볼 수 있다.
이러한 맥락에서 유럽공동체 등에서 추구하고 있는 ‘인지 시스템(CogSys)’ 연구 및 개발에 주목할 수 있다. 유럽공동체에서는 인지과학, 컴퓨터과학, 심리학, 로보틱스 등의 분야들이 수렴, 연결되어서 인지 시스템(CogSys)’ 이론 연구 및 구현 연구가 학제 적으로 진행되고 있다.
인간처럼 환경에서 지각하고, 이해하고, 사고하고, 움직일 수 있으며, 맥락-상황 특수적인 지식을 가동해서 인간과 같이 수행할 수 있는 그러한 물리적 시스템을 구현하는 것이다.
현재 과학기술 상태로는 아직 도달하지 못한 상태이고 앞으로 수년간 그 목표에 도달하기 어렵지만 인지 시스템의 목표 달성은 인류의 과학기술이 이루어내야 하는 목표라고 본다.
이 목표를 달성하기 위한 연구가 여러 가지 인지과학적, 인지공학적, 신경과학적, 인공지능적 주제에 대한 다 학문적 학제적 접근을 통하여서 이루어지고 있다.
인지 로보틱스와 사이버 물리적 시스템
이러한 연구의 결과는 인공지능, 인지과학, 심리학의 여러 하위분야에서 연구되던 영역들을 수렴하고 통합하여, 그러한 연구개발 시나리오의 아이디어를 테스트하고 실증하여 보이는 로봇시스템의 계속된 연구의 기초를 이루어내는 것이라 할 수 있다. 인공지능, 인지과학, 로보틱스의 활발한 연구에도 불구하고 기존의 인공지능 연구는 통합적 인공 지능을 보였다고 하기보다는 서로 연결이 안 된 낮은 수준의 능력, 벌레 수준의 지능, 능력을 보인 것에 불과하다.
로봇이 스스로 자신을 이해한다든가 하지 못하고 기타 인지적 능력에서 융통성이 없는 낮은 수준의 지능과 수행을 보여주었을 뿐이다.
인공지능/로봇 시스템이 이러한 수준에서 머물렀던 중 이유는 관련 분야의 연구들이 연결이 안 되어있었고 연구팀들이 아주 작은, 그리고 협소하게 정의된 문제에만 예를 들어, 좁은 의미의 시각, 언어, 학습, 문제해결, 모바일 로봇 등 성과를 내는 연구에 집중하고 있었던 까닭이다.
특히 한국에서는 관련 타 학문의 개념, 이론, 경험적 결과들을 융합적으로 이해하려 하거나 연계하지 않고 공학 자체의 개념과 틀 중심으로만 접근하려 한 때문이라고 볼 수 있다.
이러한 한계점은 극복되어야 한다. 관련 학문 분야들에서 제공되는 학제적 아이디어를 사용하여, 여러 다양한 능력들을 통합적으로 조합하여, 최소한 몇 살 안 된 인간 아이와 같은 중요한(사소하지 않은) 능력들을 지닌 그러한 아주 유능한 로봇의 틀을 탐구하여야 할 것이다. 이는 이론적으로 다음과 같은 목표를 추구하여 이루어진다고 볼 수 있다.
추상적 인공지능 시스템이 아니라 구체적 몸을 지닌(embodied; 체화된, 육화된), 통합된, 다양한 기능을 수행하는 그러한 지능 시스템을 구성하기 위하여 관련 필요조건들, 아키텍처, 표상(표현) 양식, 온톨로지(ontology) 유형, 추리 유형, 지식 유형, 기타 여러 메커니즘에 관하여 여러 다른 추상 수준의 (물리적 수준, 계산 수준, 인지 수준, 언어 수준 등)이론들을 도출하여야 한다.
이러한 이론은 스스로 자가 수정하는 아키텍처(architecture)의 동역학 체계의 여러 특징과 관련된 핵심 아이디어를 중심으로 구성되어야 하며 심리학과 언어학 등의 유관 학문에서 제공되는 경험적 결과들과 컴퓨터과학, 소프트웨어공학 분야에서 달성한 연구 결과들 위에서 구성되어야 한다.