감성 인공 지능: 인공지능도 배고플 수 있나요?

사이의 관계 인공 지능 (AI)와 인간의 감정, 특히 식습관 선호도와 관련된 연구는 흥미롭고 발전하고 있는 연구 분야입니다. AI가 인간의 식습관에 큰 걸음 수 최근에는 주로 인간 지능의 분석적, 논리적 측면에 초점을 맞추고 있습니다. 감성 지능는 일상 생활에서 중요한 역할을 하지만 AI 개발에서 대부분 간과되어 왔습니다. 펜실베니아 주립대 연구팀 는 이러한 격차를 해소하고 감성 지능을 통합한 감성 인공 지능 시스템을 개발하기 위한 선구적인 여정을 시작했습니다.

인간 행동의 복잡성 이해하기

인간의 행동은 생리적 욕구와 심리적 욕구의 복잡한 상호작용으로 이루어집니다. 감정은 종종 우리의 선택을 좌우하며, 이러한 복잡성은 일반적으로 의사 결정 과정에 수학적 모델과 데이터에 의존하는 감성 인공 지능 시스템을 만드는 데 어려움을 겪었습니다. 관찰은 가능하지만 정확한 측정이 어려운 인간의 행동과 달리, 로봇의 감성 지능을 복제하는 것은 현재로서는 달성하기 어려운 목표입니다.

감성 지능에서 미각의 역할

인간 행동에서 감성 지능의 흥미로운 측면 중 하나는 음식과의 관계입니다. 우리가 음식을 선택하는 것은 미각이 선호하는 맛에 따라 음식 선택을 유도하는 미각의 과정에 깊은 영향을 받습니다. 이 과정은 단순히 생리적 배고픔으로만 음식을 먹는 것과는 다릅니다.

다양한 음식을 선택할 수 있다고 상상해 보세요. 쓴맛이 강한 음식을 선택하기보다는 단맛이 나는 음식을 선택할 가능성이 높습니다. 이러한 선호도는 신체적으로 배가 고프지 않을 때에도 심리 상태가 음식 선택에 어떤 영향을 미치는지 보여줍니다.

AI로 미각 경험 재현하기

펜실베이니아 주립대 연구진은 AI에서 인간의 미각 경험을 모방하는 새로운 접근 방식을 개발했습니다. 연구진은 원자 하나에서 몇 개로 구성된 매우 얇은 물질인 2D 소재를 사용하여 '전자 혀'와 '전자 미각 피질'을 만들었습니다.

이 시스템의 전자 '미뢰'는 가스나 화학 분자를 감지할 수 있는 작은 그래핀 기반 센서인 켐트랜지스터로 구성됩니다. "미각 피질"에는 이황화 몰리브덴으로 만든 과거 신호를 기억할 수 있는 트랜지스터의 일종인 멤트랜지스터가 통합되어 있습니다. 이 설정을 통해 생리적 "배고픔 뉴런", 심리적 "식욕 뉴런", "먹이 회로"를 연결하는 "전자 미각 피질"을 만들 수 있습니다.

예를 들어, 장치가 소금(염화나트륨)을 감지하면 나트륨 이온을 감지하여 소금을 "맛볼" 수 있습니다.

2D 머티리얼의 강점

그래핀과 이황화몰리브덴이라는 서로 다른 두 가지 2D 소재를 선택함으로써 이 인공 미각 시스템을 구성하는 데 있어 서로의 강점을 보완할 수 있습니다. 그래핀은 뛰어난 화학 센서 역할을 하고 이황화몰리브덴은 회로 및 로직용 반도체로서 뇌 회로를 모방하는 데 중요한 역할을 합니다.

기술 적용 분야

이 로봇 미각 시스템의 잠재적 응용 분야는 매우 유망합니다. 체중 관리를 위한 감성 지능에 기반한 AI 생성 식단부터 레스토랑에서 개인화된 식사 추천까지 다양합니다. 연구진의 다음 목표는 전자 혀가 인식할 수 있는 미각의 범위를 확장하는 것입니다.

연구팀은 혀에 있는 약 10,000개의 미각 수용체를 모방한 그래핀 장치 배열을 만들어 미묘한 맛의 차이를 구분할 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있습니다. 궁극적으로는 와인 시음과 같은 작업에 탁월한 능력을 발휘하도록 훈련할 수 있는 AI 시스템을 구상하고 있습니다.

맛의 미래와 그 너머

연구진은 미각 기술을 향상시키는 것 외에도 '혀'와 '미각 회로'를 단일 칩에 통합하여 시스템을 더욱 간소화할 계획입니다. 또한 미각 감성 지능의 개념을 시각, 청각, 촉각, 후각 등 다른 인간의 감각으로 확장하여 첨단 감성 인공지능 시스템 개발에 기여하고자 합니다.

이 연구에서 시연된 회로는 비교적 단순하지만, 앞으로는 이를 더욱 정교하게 개선하여 인간의 행동을 면밀히 모방하는 것이 목표입니다. 인간의 뇌에 대한 이해가 발전함에 따라 이러한 기술은 더욱 정교해질 수 있습니다.

기여자 및 펀딩

이 연구에는 디판잔 센, 악샤이 왈리, 하리크리슈난 라비찬드란을 비롯한 연구팀과 저자 삽타르시 다스, 앤드류 판노네, 수비르 고쉬가 참여했습니다. 이 연구는 미국 육군 연구실과 미국 국립과학재단의 초기 경력상(Early CAREER Award)의 지원을 받았습니다.

인간 행동과 감정의 복잡한 영역을 계속 탐구하는 가운데, 이 전자 혀와 같은 AI 시스템에 감성 지능을 통합하는 것은 인간처럼 우리를 더 잘 이해하고 상호 작용하는 AI를 만들기 위한 흥미로운 진전입니다.