20만 위안짜리 '뇌 컴퓨터', 인류가 AI를 이길 수 있는 유일한 방법일까?
작가: 문샷(Moonshot)
넷플릭스의 최신 시즌 《블랙 미러(Black Mirror)》 첫 번째 에피소드인 〈노멀 피플(Normal People)〉에서 여주인공이 사고로 뇌사한 후, 남자주인공은 그녀에게 '클라우드 브레인(Cloud Brain)' 서비스를 연결한다. 그녀의 일부 뇌는 칩으로 대체되어 클라우드에 연결되며, 소프트웨어 회사에 매달 수백 달러의 '구독료'를 지불해 '의식 온라인' 상태를 유지한다.
이것은 아마도 《실리콘 밸리(Silicon Valley)》 이후 실리콘 밸리 거대 기업들을 향한 가장 날카로운 풍자일 것이다.
그러나 《블랙 미러》 방영 후 불과 두 달 만에 현실에서도 유사한 기술의 초기 형태가 조용히 등장했다.
호주 스타트업 커티컬 랩스(Cortical Labs)는 세계 최초의 상업용 생물 컴퓨팅 플랫폼인 CL1을 정식 출시한다고 발표했다.
CL1은 일반적인 컴퓨터가 아니다. 내부에는 80만 개의 살아 있는 인간 신경세포가 있으며, 이들은 정밀한 전자 인터페이스를 통해 전통적인 실리콘 칩과 연결되어 일종의 '혼합 지능'을 형성한다. 단순히 정보를 처리하는 것을 넘어 자율적으로 학습하고 환경에 적응하며, 어느 정도의 '유사 의식' 특성까지 보여준다.
네, 맞습니다:
이것은 '살아 있는' 컴퓨터입니다.
이론 신경과학자 칼 프리스턴(Carl Friston)은 이렇게 말했다. "어떤 관점에서 보면, CL1은 세계 최초의 상업화된 생체모방 컴퓨터이며, 실제 신경세포를 사용한 궁극의 뇌 유사 컴퓨터라고 볼 수 있다."
탄소기반 생명체로서 AI라는 실리콘 기반 존재에 비해 열등할까 걱정하던 차에, CL1처럼 실리콘과 탄소를 융합하는 이 접근법은 과연 머스크가 꿈꾸는 '사람 + AI'를 초인으로 만드는 길이 될 수 있을까?
01 실리콘이 세포와 만나다
생물 컴퓨팅은 새로운 개념이 아니다. 지난 수십 년간 과학자들은 DNA, 단백질, 심지어 세포 자체를 계산 매개체로 사용하는 것을 상상해 왔다. 그러나 CL1은 지금까지 인간 신경세포를 실제로 상업적 용도로 적용한 최초의 생물 컴퓨팅 플랫폼이다.
80만 개의 살아 있는 인간 신경세포가 맞춤형 실리콘 칩 위에 조심스럽게 배치되어 떠 있는 모습을 상상해보라. 외부 시스템이 전기 신호를 보내면, 이 신경세포들은 아밀리초(millisecond) 이하의 속도로 반응하며, 마치 인간이 정보를 받아들이고 자연스럽고 빠르며 무작위하게 반응하는 것과 같다.
이것이 바로 CL1의 핵심 기술이다: 칩이 뇌를 모방하도록 하지 않고, 오히려 '뇌'의 일부를 직접 칩에 연결하여 실리콘 칩과 살아 있는 인간 신경세포를 결합함으로써 인간 뇌처럼 학습하면서 동시에 컴퓨터처럼 효율적으로 정보를 처리할 수 있는 혼합 지능 시스템을 창조하는 것이다.
외형상 CL1은 전통적인 의미의 컴퓨터라기보다 고도화된 배양접시에 가깝다. 내부 구조는 세 부분으로 구성된다:
표준 랙(rack) 컴퓨팅 노드;
전기생리 신호 기록 및 자극을 지원하는 마이크로 전극 배열 시스템(MEA);
그리고 가장 중요하고 '생명감'이 느껴지는 구성 요소인 온도 제어 배양 유닛.
신경세포 + 실리콘 칩｜이미지 출처: IEEE Spectrum
MEA는 '인간의 뇌'와 '기계의 뇌' 사이를 연결하는 다리 역할을 하며, 실리콘 칩과 신경세포 사이에 전기 신호가 자유롭게 흐르도록 하고, 동시에 활동 패턴을 기록할 수 있다.
온도 제어 배양 유닛은 CL1이 '살아 있음'을 유지하는 핵심이다. 각 CL1 장치는 실험실에서 배양한 80만 개의 인간 신경세포를 포함하고 있으며, 이 신경세포들은 성인 기증자의 피부 또는 혈액 샘플에서 유래한다. 온도 제어 배양 유닛은 영양분 공급, 온도 조절, 노폐물 제거 및 액체 균형 유지 등을 통해 이들 신경세포가 최대 6개월 동안 생존할 수 있도록 보장한다.
이 80만 개의 신경세포는 단순히 신호에 수동적으로 반응하는 것이 아니라, 어느 정도의 자율성과 가소성을 가지고 피드백에 동적으로 반응한다.
2022년 《Neuron》 저널에 발표된 한 연구에 따르면, 커티컬 랩스의 초기 시스템인 디쉬브레인(DishBrain)은 훈련을 통해 이 신경세포들이 《퐁(Pong)》(최초의 전자 게임 《테니스》)을 플레이하는 법을 배우기도 했다.
게임이 시작되면 신경세포들은 규칙을 알지 못하지만, '성공' 또는 '실패'라는 결과에 따라 서로 다른 전기 신호를 피드백으로 주면, 이들은 곧 변화하는 공의 속도에 대응하기 위해 라켓을 어떻게 조절해야 하는지를 배우게 된다. 개발자가 사전에 어떠한 프로그래밍도 하지 않았음에도 불구하고, 신경세포들은 목표를 달성하기 위해 자신의 행동을 조정할 수 있었으며, 이는 신경과학에서 말하는 '최소한의 의식 시스템'이며 진정한 의미의 유사 학습 행동이다.
특정 상황에서는 CL1의 학습 효율이 딥 강화학습 알고리즘을 넘어서기도 한다. CL1의 신경세포들은 실시간으로 성장하고 재구성하며 학습할 수 있기 때문에 생물학적 뇌와 유사한 동적 조정 특성을 가지고 있기 때문이다.
이들을 단순한 신경 조직이라기보다, 매우 높은 가소성을 지닌 '살아 있는 알고리즘'이라고 생각할 수 있다.
세계 최초의 전자 게임｜이미지 출처: The Week
또한 신경세포와 실리콘 칩을 결합함으로써 CL1은 디지털과 생물학이라는 두 분야의 장점을 모두 갖출 수 있다: 생물학적 뇌의 적응성과 '범화 능력'(제한된 경험에서 규칙을 추출해 새로운 상황에 적용하는 능력)에 디지털 시스템의 관측 가능성, 제어 가능성, 프로그래밍 가능성을 더한 것이다.
이를 위해 커티컬 랩스는 소프트웨어 개발 도구(SDK) 전체를 제공하며, 사용자가 프로그래밍을 통해 신경세포와 상호작용할 수 있도록 한다. 이로 인해 CL1은 세계 최초의 '코드를 작성할 수 있는 생물 컴퓨터'가 되었다.
프로그래머가 작성한 코드는 더 이상 실리콘 칩 위에서만 실행되지 않는다. 살아 있는 신경세포 위에서도 실행되는 것이다.
따라서 CL1의 '지능'은 어떤 전통적인 하드웨어 시스템과도 다르다. 인간 뇌만큼 복잡하진 않지만 실리콘 칩보다 훨씬 유연하며, 지능에 대한 또 다른 상상의 형태를 나타낸다. Friston은 이를 '생물 모의 컴퓨터의 궁극적 형태'라고 부른다.
신경세포와 실리콘 칩의 결합 방식｜이미지 출처: Cortical Labs
전통적인 컴퓨터와 달리 CL1은 디지털 논리 회로에 의존하지 않고, 신경세포를 훈련시켜 작업을 수행하게 하므로 전력 소비가 극도로 낮고 운용 효율이 매우 높다.
보고에 따르면, 전체 랙의 CL1 장치 총 소비 전력은 850~1000와트에 불과하다. 반면 GPT 또는 이미지 인식 네트워크 같은 중규모 신경망 모델을 훈련시키려면 GPU 클러스터가 필요하며, 이는 종종 수천와트에서 수만와트의 전력을 소비하며, 과열을 방지하기 위해 반드시 냉각 시스템을 유지해야 한다.
에너지 효율성의 핵심은 바로 신경세포에 있다. 하나의 신경세포가 발화할 때 필요한 에너지는 극히 작으며, 성인 인간 뇌 전체의 소비 전력도 약 20와트 수준에 불과하지만, 슈퍼컴퓨터를 능가하는 데이터 처리, 감지 및 의사결정 작업을 수행할 수 있다.
현재 CL1이 GPT-4처럼 논문을 쓰거나 프로그래밍하거나 농담을 할 수는 없지만, 특정 작업(예: 감지 기반 의사결정, 신경 피드백 시뮬레이션)에서는 막대한 컴퓨팅 파워를 쌓지 않아도 지능 잠재력을 보여줄 수 있다.
더 무서운 점은, CL1이 '진화'할 수도 있다는 것이다.
02 누가 '살아 있는 컴퓨터'를 살까?
현행 CL1의 명목 성능이 아직 '강력하다'고 보기 어려울 수 있고, 동일 가격대의 NVIDIA H100과 정면으로 경쟁할 수는 없지만, 생물학적 특성상 자연스러운 확장성이 있다. 커티컬 랩스에 따르면, 신경세포 수를 10만에서 100만 개로 늘리는 데 드는 추가 비용은 거의 들지 않으며, 수억 개로 확장하더라도 비용은 여전히 통제 가능하다.
신경세포가 많을수록 지능 잠재력은 더욱 커지며, 실리콘 기반 컴퓨팅은 전기를 태우고 GPU 카드를 쌓아 성능을 높이는 반면, CL1은 '뇌를 기르는' 것으로 성능을 증가시킨다.
'접시 속 뇌(Brain in a dish)'｜이미지 출처: CL1
올해 여름, 최초의 115대 CL1이 출하될 예정이며, 단가는 35,000달러, 대량 구매 시 20,000달러로 책정되었다. 목표 고객층은 명확하다: 신경과학자, 신약 개발 기업, AI 및 뇌 유사 컴퓨팅 연구팀.
그러나 커티컬 랩스는 CL1을 몇몇 최정상 연구소에만 판매하는 것으로 만족하지 않는다.
그들은 '웨어웨어 애즈 어 서비스(Wetware as a Service, WaaS)' 모델을 출시했다. 여기서 '웨어웨어(wetware)'란 인간 또는 기타 생물의 뇌와 신경계를 의미한다.
이 모델에서 연구자들은 CL1 장비를 실물로 소유할 필요 없이 원격으로 커티컬 랩스 플랫폼에 접속하면, 살아 있는 신경세포 컴퓨팅 노드에 실시간으로 접근할 수 있다. 자극 파라미터를 조정하고 데이터를 수집하며 원격 훈련까지 가능하다. 각 CL1 장치의 주당 임대료는 300달러이다.
이쯤 되면 《블랙 미러》가 현실이 된 듯한 느낌마저 든다.
즉, 주당 300달러를 지불하면 80만 개의 프로그래밍 가능한 살아 있는 인간 신경세포를 임대할 수 있는 것이다. 이것은 소프트웨어 구독이나 서버 임대가 아니다. 살아 있는 생물학적 지능을 임대하는 것이다. 비록 CL1이 인간 의식 수준의 복잡성에는 아직 못 미치지만, 분명히 생명 형태의 일종이다.
WaaS는 또한 의식의 구성 요소를 거래 가능한 상품으로 만들었다. 즉, 각 신경세포의 하루 임대료는 약 0.00005달러. 그렇다면 언젠가 인간 뇌의 500~1000억 개 신경세포를 하나하나 가격을 매길 수 있게 되는 것은 아닐까?
더 대담하게 말하면, WaaS가 언젠가 'LaaS(Life as a Service, 생명이 서비스)'로 진화할 가능성은 없을까?
인간과 기계의 결합을 이야기한다면, CL1이 최초는 아니다. 이미 Neuralink는 임상시험 단계에 들어섰다. 하지만 두 기업의 접근법은 완전히 다르며, 모두 '탄소기반 생명체와 실리콘기반 기계'의 경계선 위에 서 있다.
Neuralink는 '사람을 컴퓨터에 연결'하여 인간의 계산 능력을 확장하려는 반면, CL1은 '인간 세포를 계산 장치로 전환'하여 인간의 신경 능력을 추출해 기계 시스템에 다시 공급하려는 것이다.
Neuralink의 구상에서는 의식은 여전히 뇌 안에 있지만, 외부로 확장되고 확장된다는 것이다. 반면 CL1의 논리에서는 의식의 조각, 학습 능력, 심지어 '감정'까지도 상품화 가능한 기능 모듈이 된다.
결국 기술적 문제는 철학적 질문으로 바뀐다: 인간의 뇌는 정말로 재구성되고 호출되며, 심지어 '상품화'될 수 있는가?
혹은 언젠가 기술이 더 이상 차가운 지능만을 만들어내지 않고, 어떻게 살아가고 어떻게 생존하는지를 배우기 시작한다면 우리는 어떻게 해야 할까?
긍정적으로 본다면, 이는 단지 하나의 기술적 경로일 뿐이다. 《삼체》에서 관일번과 천심이 전자파 속도가 극도로 억제되고 계산 능력이 거의 제로에 가까운 흑역(black domain)에서 수십 년간 사람의 뇌를 수동으로 천체역학 계산에 사용해 우주선의 궤도를 조정하고 결국 흑역을 탈출하는 장면처럼 말이다.
전통적 컴퓨팅이 물리적 한계 앞에서 정체되었을 때, '뇌 한 덩어리를 기르는 것'이 기술적 특이점 돌파의 시작이 될지도 모른다.
TechFlow 공식 커뮤니티에 오신 것을 환영합니다
Telegram 구독 그룹:https://t.me/TechFlowDaily
트위터 공식 계정:https://x.com/TechFlowPost
트위터 영어 계정:https://x.com/BlockFlow_News
极客公园
