안녕하세요, 완몰가 갤러리 여러분. 

옆쪽 동네에서 논문 분석을 하는 사람인데, 이런 정보글은 여기에도 공유하는 것이 좋을 것 같아보여 작성하게 되었습니다. 

완전 몰입형 가상현실(fully immersive virtual reality)

1. 간략한 설명

완전 몰입형 가상현실이란, 말 그래도, 그니까 그냥! 현실과 똑같은 가상현실이라고 보시면 됩니다. 물론 가상현실 속에서 펼쳐지는 일이 우리가 지금 살고있는 현실 세계의 일이 아닌, 배틀 그라운드, 리그 오브 레전드, 오버워치 등 온라인 게임이 될 수도 있고, 스타듀 벨리, 포켓몬스터, 젤다의 전설 같은 힐링 또는 RPG가 될 수도 있죠. 그니까 말 그대로, 여러분이 원하는 일을 가상현실 속에서 오감을 느끼며 즐길 수 있는 차세대 게임? 이라고 할 수 있습니다.

한 줄 요약을 하자면, 여러분이 상상만 하시던 일을 실제로 할 수 있다는 것이죠.

자, 이렇게 거창하게 설명을 하면, 몇 몇 분들은 이렇게 물으실 겁니다.

"그게 진짜 가능한 기술이기는 해?"

이에 대한 답변은 사실 저도 잘 모르겠습니다. 완몰가는 미래의 기술이고, 어쩌면 우리 세대가 즐길 수 없을 기술일 수도 있어요.

다만, 아래 보여드릴 논문 몇 가지와 관련된 설명을 보시면 아마 생각이 조금이나마 긍정적인 방향으로 바뀌실 수도 있을겁니다.

2. 몇 가지 논문 분석

해당 논문은, L.A. Farwell와 E. Donchin 박사에 의해 작성된 1988년의 논문으로, 완전 몰입형 가상현실 구현에 꼭 필요한 BCI(뇌-컴퓨터 인터페이스)를 P300 뇌파를 이용해서 구현할 수 있다는 연구결과를 담은 논문입니다.

해당 논문을 보기 전에 BCI에 대해서 먼저 간략하게 설명드리자면,

BCI는 Brain Computer Interface의 약자로, 뇌-컴퓨터 인터페이스를 지칭하는 용어입니다. 완전 몰입형 가상현실 시스템을 구축하기 위해서는, 뇌 신경망을 이용해서 오감을 자극하여야 하고, 그러한 기능을 연구한는 분야가 바로 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야인 것입니다. BCI를 설명하는 한 논문의 표현을 빌리자면, 차세대 인터페이스의 중심이 될 수 있는 연구이며, 뇌파 등 다양한 분야를 하위로 두고 현재 연구가 진행되고 있는 상태입니다.

그래 그럼, BCI는 알겠는데, P300은 뭔데?

P300은 사건 관련 전위(ERP) 안에 포함된 뇌파의 구성요소 중 하나로, P300은 뇌의 전기적 활동, 물리적 활동을 측정하고 연구하는 신경과학, 뇌 과학 분야에 관련된 요소입니다.

P300은 인간이 의사소통을 할 때나, 뇌 신경이 활성화 될 때 발생하는 뇌파이며, 우리가 흔히 아는 '거짓말 탐지기' 를 사용할 때 p300이 활성화 되는 것으로 알려져 있습니다.

위의 논문에서는 이러한 의사소통, 뇌 신경이 활성화 될 때 발생하는 P300 뇌파를 이용해서, 뇌-컴퓨터 인터페이스를 구현할 수 있을 것이라는 내용을 담고 있는 것입니다.

해당 그래프는 P300을 BCI에 어떻게 적용시킬 것인가에 대해 설명한 그래프이며, 연구진들은 컴퓨터 화면에 알파벳과 기타 기호를 지속적으로 노출시켰고, 컴퓨터 화면을 보는 유저가 해당 알파벳과 기호에 반응할 수 있게 주의를 집중 시켰습니다. 그 결과, 컴퓨터 화면에 알파벳과 기호가 지속적으로 노출되고, 유저가 그러한 화면을 주의깊게 볼 때, 유저에게서 P300 뇌파가 발생한다는 사실을 알 수 있게 되었습니다.

이는, 컴퓨터 화면을 바라보는 유저의 뇌파를 이용해서, 컴퓨터 화면에 나타난 알파벳과 같은 기호와 상호작용 할 수 있을 것이라는 결과를 나타낸 그래프인 것입니다.

즉, 유저가 컴퓨터 화면에 나타난 알파벳을 보며 주의를 집중하면, 의사소통을 할 때 활성화되는 P300 뇌파가 나타나며, 이는 키보드와 같은 입력장치 없이도, 유저가 컴퓨터와 상호작용을 할 수 있다는 것을 말해주고 있다는 것입니다.

중요한 부분은 바로, 입력장치 없어 사람의 뇌가 컴퓨터와 의사소통을 하였다는 것이기에, 이는 P300 뇌파를 통해 위에서 말했던 뇌-컴퓨터 인터페이스인 BCI를 적용 할 수 있었다고 볼 수 있는 그래프입니다. 한 마디로 P300이 BCI를 연구하기 위한 중요한 열쇠가 되었다는 말이라고도 해석할 수 있는 논문입니다.

그렇다면 이제, P300을 BCI에 활용하는 방법에 대해서는 알 수 있었으니, 이를 어떻게 VR과 게임 분야에 적용 시킬 수 있을지에 대한 논문을 하나 더 알아보도록 하겠습니다.

해당 논문은 2020년에 발표된 논문으로, 바로, 위에서 말했던 P300 기반의 BCI를 완전 몰입형 가상현실과 같은 게임 산업에 어떻게 적용시킬 것인가에 대해 분석한 논문입니다.

해당 그래프는 현재 VR 시장에 대한 조사로, a 그래프는 현재 VR 게임의 분야 분포이며, b 그래프는 그러한 분야의 VR 게임들이 완전 몰입형 가상현실에는 어느정도로 적합한가를 보여주는 그래프입니다.

그래프와 설명에 따르면, 현재 P300을 이용한 BCI의 완전 몰입형 가상현실은 액션이나 전략게임과 같은 복잡한 데이터를 가진 장르보다는, 퍼즐게임과 같은 간단한 장르의 게임이 완전 몰입형 가상현실에 더욱 유리하다고 말하고 있습니다. 이는 어느정도 당연한 사실인 것이, 당장 지금까지 진행된 VR 시장의 역사를 봐도, 액션을 중점으로 둔 장르의 게임보다는 간단하게 할 수 있는 퍼즐 게임이 먼저 출시되었기 때문입니다.

게다가 추가적으로, 저자들은, 이미 현재의 P300을 이용한 BCI 기반 완전 몰입형 가상현실 기술로도 퍼즐 게임과 같은 간단한 장르는 부분적으로나마 구현이 가능하고, 가까운 미래에는 VR과 P300 기반 BCI 기술의 접목을 통해, 부분적이 아닌, 완전한 상태의 완전 몰입형 가상현실을 즐길 수 있을 것이라는 예상과 분석을 하고 있습니다.

3. 개인적인 견해

아직 완전 몰입형 가상현실에는, 긍정적인 시각보다는, 저게 가능하긴 한 거야? 와 같은 시각이 더욱 많을 것입니다. 당장 저도 그랬구요. 하지만 개념 자체가 아예 없는 것이 아닌, 관련된 논문들도 조금씩 올라오는데다, 현재 VR 기술이 얼마나 빠른 속도로 발전하고 있는지를 생각해 본다면, 그리 현실성이 없는 이야기만은 아닐 수도 있습니다.

두 번째로 분석한(분석이라고 하기에도 애매할 정도로 간추렸지만..)논문에 나와있다시피, 이미 퍼즐게임과 같은 간단한 장르의 게임은 P300을 이용한 BCI 기술로도 부분적으로나마 완전 몰입형 가상현실을 구현해낼 수 있고 가까운 미래에는 부분적이지 않은, 완전한 형태의 완전 몰입형 가상현실을 즐길 수 있을 것이라고 분석하고 있습니다. 당장 우리와 가까운 컴퓨터 게임을 예로 들어보자면, 스타크래프트가 한창 전성기를 달리던 시기가, 불과 2000년대 초반입니다. 2010년대에는 고퀄리티 3D를 기반으로 한 게임들이 출시 되었구요.

물론 뇌 과학을 필요로 하는 완전 몰입형 가상현실을 컴퓨터 게임에 비교하기에는 여러가지 문제점이 있다는 사실은 알고 있지만, 제가 드리고 싶은 말씀은,

여러분의 생각보다 과학 기술의 발전 속도가 빠르다는 것입니다.

상상 속 기술과 같이 느껴지는 완몰가, 어쩌면 그리 먼 미래의 이야기가 아닐 수도 있습니다.