행성간 전쟁(대추락) 이후 대부분의 인류 문명이 파괴된 2563년, 사람이 사는 곳은 아직 문명이 남아있는 공중 도시 '자렘'과 그곳에 식량을 공급하는 지상의 할렘 '고철도시' 두 군데밖에 남지 않았다. 고철도시에서 사이보그를 고치며 살아가는 의사 ‘다이슨 이도’는 어느 날 쓰레기 산에서 머리와 상반신만 남은 사이보그를 줍는다. 모든 기억을 잃어버린 천진난만한 사이보그 소녀 '알리타'는 그렇게 발견된다. 인간과 사이보그가 공존하는 세상을 그린 영화 ‘알리타 : 배틀엔젤’. 영화 속 사이보그 기술은 정말로 가능할까? 현 시대 사이보그 관련 기술은 어디까지 왔을까?

고철도시에서는 모두가 사이보그다

(출처: 알리타: 배틀엔젤)

사이보그(Cyborg)는 무엇일까? 사이버네틱 유기체(cybernetic organism)의 줄임말로, 간단히 말하면 사람 몸 대신 기계를 쓰는 존재를 말한다. 기계 팔이나 기계 다리를 달거나, 신체 장기를 인공장기로 대체한 사람이다. 영화 ‘로보캅’에 등장하는 사이보그 경찰이나 애니메이션 ‘공각기동대’의 주인공 쿠사나기가 대표적이다.

(출처: 알리타: 배틀엔젤)

디스토피아가 되어버린 영화 속 미래에서 평범한 인간의 신체로는 생활이 버겁다. 신체 일부 또는 대부분을 사이보그화 해야 치열한 생존 싸움에서 살아가기 보다 수월하기 때문이다. 주인공 알리타도 두뇌를 제외한 전신이 사이보그다. 영화 속에서는 잔해로 발견된 그녀가 평범한 사이보그 바디로 부활했다가 이후에 군인용 바디로 몸을 바꾼 다음부터, 다른 사이보그와의 대결에서 우위를 차지하는 이야기가 전개된다.

영화 속 사이보그, 현실에서도 가능할까?

(출처: 알리타: 배틀엔젤)

물론 언제나처럼, 현실은 상상과 다르다. 1960년대에 처음 사이보그가 제안된 배경은 우주 개발을 위해서였다. 환경을 바꾸기 어려우니 인간을 강하게 만들자는 것이다. 다행히 기술이 빠르게 발전해, 사람을 바꾸는 것(=사이보그화)보다 환경을 바꾸는 게(=더 좋은 우주선 만들기) 더 쉬운 상황이 되었다.

영화 속 사이보그들은 인간의 신체 능력을 강화하는 데에 초점이 맞춰져 있지만, 현실 속에서는 인간의 잃어버린 능력을 되찾는 기술에 가깝다. 관련 기술은 현실에선 크게 3가지 정도로 나뉜다. 장애인을 위한 보조공학기기와 외골격 슈트, 인공장기 등이다. 뇌를 스캔해서 디지털 형태로 보관, 재생하는 ‘마인드 업로딩’이란 기술이 제안되기도 했지만, 긍정적으로 생각해도 아직은 공상 과학에 속한다.

▲ 오픈 바이오닉스의 히어로 암 (출처: Open Bionics)

불편한 팔의 움직임을 보강하는 근전전동의수(筋電電動義手)는 빠르게 개발이 진행되고 있다. 팔의 남은 근육 부위에서 나오는 전기 신호를 의수의 센서가 포착해 사용자의 의도를 파악하고 전동 의수를 움직이는 장치다. 사용자가 손가락을 움직이려는 의도를 가지면, 센서가 이 신호를 인식해 의수의 손가락도 움직일 수 있다. 영국 오픈 바이오닉스社가 아이언맨 캐릭터에 영감을 받아 이름을 지은 ‘히어로 암(Hero Arm)’은 다양한 디자인과 20만 원대의 저렴한 가격으로 인기를 얻고 있다.

▲ 한네스의 인공 손 (출처: Istituto Italiano di Tecnologia)

아직 근전전동의수들이 아주 자연스럽게 움직이지는 않는다. 하지만 이탈리아 기술 연구원(IIT)에서 연구 중인 인공 손 모델 한네스(Hannes)는 인간의 손 움직임을 90%에 가깝게 모방하는 것으로 개발됐다. 손가락이 구부러지며 휴식을 할 때에도 자연스러운 자세를 취할 수 있고 작은 물건, 펜 또는 손톱을 다루는 등 일상 생활의 작업 수행도 가능하다. 또 최대 15kg까지 물건을 들어 올릴 수 있도록 설계됐다. 한네스는 신체의 근육 수축에서 오는 전기 신호와 인공 지능 알고리즘을 기반으로 움직인다.

▲ 외골격 로봇 삼성 젬스 (출처: Gizmodo)

올해 CES에서 삼성전자는 외골격 로봇 삼성 젬스(GEMS, Gait Enhancing & Motivating System)를 공개했다. 근력이 부족한 사람과 환자들을 위한 장치로, 허리와 종아리에 착용하면 걷는 것을 도와준다. GEMS는 더 쉽고 효율적으로 보행을 할 수 있도록 걸음걸이를 교정해주며, 움직임을 보조해준다. 또 운동 능력을 배가시키는데 활용할 수도 있다. 엉덩이, 무릎, 발목 장치 등 3종으로 나뉘어 사용자의 필요에 따라 선택을 할 수 있다.

이 밖에도 프로프리오풋(Proprio Foot)같은 인공지능 칩이 탑재된 의족 그리고 감각을 느낄 수 있는 터치 스킨, 귀에 넣어 뇌파를 감지하는 기기도 연구 중이다. 하지만 아쉽게도 세포 기반 인공장기는 개발이 더딘 편이다. 다행스러운 것은 인공 폐, 인공 신장, 인공 피부와 혈관, 인공 자궁 연구는 일정 부분 개발에 성공했다. 전자 기기 인공장기는 이식 수술을 받기 전까지 사용하는 임시 인공 심장, 보청기를 대체하는 인공 와우 등이 이미 쓰이고 있으며, 인공 췌장과 인공 눈 등을 개발하는 단계다.

시각 능력을 대체할 기술도 꾸준히 연구되어 왔다. 인공 안구 또는 카메라를 두뇌와 연결해 맹인도 간단한 도형을 인지하도록 하는 데에 성공하기도 했으며 최근 미국 미네소타 대학 연구팀은 복합물질 3D 프린터를 이용해 프로토타입 인공 눈 출력에도 성공했다. 3D프린팅으로 만들어진 이 전자 눈은 당장 사용할 수는 없지만, 기술 개발이 진척될 경우 안구를 대신할 제품으로 발전할 수 있다.

사이보그는 꿈이 아니다

미래 사이보그는 어떤 모습일까? 사이보그라는 개념은, 현실에서는 두 가지 방향으로 나뉘어 발전하고 있다.

유기체와 기계를 결합한다는 아이디어는 인공장기, 인공 보조 기기 등의 개발로 이어졌다. 성형이나 치료를 위해 보철물/이식물을 삽입하거나, 수술을 위해 사용하는 인공혈관, 신체 개선을 위해 사용하는 인공 수정체, 임플란트 치아 등을 거부감 없이 누구나 ‘가능한 대안’으로 생각하는 상황까지는 이미 도달했다. 이것은 인간 능력을 강화하기보다는, 정상 상태로 돌려놓거나 유지하는 게 목적이다. 줄기세포 기술과 3D 프린팅 기술 발달로 인한 영향을 크게 받고 있어서, 앞으로 많은 성장을 할 분야로 예상한다.

이와 다른 방향인 인간을 강화한다는 아이디어는 머니퓰레이터(manipulator)와 같은 단순 형태의 로봇 팔부터 시작해 현재는 외골격 슈트 같은 ‘입는 로봇’ 분야로 개발이 이어지고 있다. 외골격 슈트는 일부 상용화되었으며 앞으로 점점 더 많이 보게 될 것이다.

관련 기술이 계속 발전한다면 미래에는 재생이 어려운 신체 부위를 기계로 완벽히 대체하거나, 인간의 신체 능력을 강화해 지금보다 일을 쉽고 편하게 해결할 수 있을 것이다. 인간의 삶을 더욱 인간다울 수 있게 도와줄 수 있는 다양한 기술의 등장과 발전이 기대되는 이유다.