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    2024 바이오 미래유망기술(상)

인간-컴퓨터 상호작용 기술의 현재와 미래

장진규 / 컴패노이드 랩스 의장

◈본문

1. 서론

컴퓨터 기술의 발전은 본래 군사 등 특수 목적에 국한되어 왔다. 우리가 흔히 컴퓨터의 시초라 생각하는 애니악(실제로는 콜로서스(Colossus)가 최초이다) 등 대부분의 큼직한 컴퓨터들은 1차, 2차 세계 대전 등에서 적군의 암호를 해독하기 위한 도구(tool)로서 활용되었다. 말 그대로 도구이니 만큼 사용자인 군인 등 작전 수행자의 편의성을 고려하기 보다는 효율적이고 보다 빠른 방식으로 암호를 해독하기 위해 적합한 인터페이스(interface)를 디자인하는 것이 관건이었다. 그 결과, 인간-컴퓨터 상호작용 분야에서 사용자의 수용성(acceptability) 측면에서 언급되는 비효율의 효율화(effectiveness on inefficiency)가 그 당시 컴퓨터들에서 드러난 특징이었다. 말 그대로, 인간이 컴퓨터에 맞춰서 익숙하도록 트레이닝을 거쳐야 사용할 수 있었고, 그것 자체가 하나의 기술자로서 인정을 받을 수 있는 지점이기도 했다.

그러나 컴퓨터가 소형화되고 대량 생산할 수 있는 여건이 만들어지면서 컴퓨터가 두루 쓰이게 되자, 많은 사용자를 고려한 상호작용에 대한 고민이 필요해졌다. 더구나 인간-컴퓨터 상호작용(Human-Computer Interaction, 이하 HCI) 기술개발의 출발점이 컴퓨터의 대중화와 맞물려 있다는 점에서, 현존하는 모든 컴퓨팅 기술 기반의 제품이나 서비스에서 HCI 기술이 중요해 진 것이다.

본 기고에서는 HCI 기술의 과거부터 현재까지를 조망하고, 미래에 어떤 혁신이 있을지에 대해 소개하고자 한다. 

[그림 1] 2차 세계대전을 위해 개발된 세계 최초의 컴퓨터로 알려진 콜로서스 컴퓨터

2. HCI의 정의

HCI는 앞서 언급한 바와 같이 인간-컴퓨터 상호작용의 약자로, 이름에서 볼 수 있듯이 인간과 컴퓨터 사이의 상호작용에 관해 연구하는 분야이다. 이해를 돕고자 쉽게 풀어쓰면, 컴퓨터를 사용한다는 의미 자체가 사용자인 인간이 컴퓨터와 상호작용 한다는 의미이기 때문에 이에 대해 과학적 접근이 필요하다는 점에서 출발한 연구 분야이다.

본래 컴퓨터의 대중화를 위해 가격을 제외하면 필요한 단 한가지 필요조건이 바로 남녀노소 모두가 컴퓨터를 보다 쉽고 편리하게 사용할 수 있는 방식으로 설계하는 것이었다. 인간이 망치나 가위와 같은 도구가 아닌 최초의 상호작용할 수 있는 대상으로서 컴퓨터를 받아들일 수 있었던 것은 다양한 목적으로 활용될 수 있는 컴퓨터를 몇 가지 핵심적인 상호작용 방식으로 사용할 수 있는 기술의 구현이 큰 영향을 미쳤다. 컴퓨터를 통해 어떤 목적으로 사용하든 우리는 30여년 전 발명된 마우스와 키보드로 컴퓨터와 상호작용을 시도하고, 평면의 디스플레이를 통해 컴퓨터가 제공하는 정보와 각종 반응을 확인한다. 말 그대로 전 인류가 동일한 방식으로 상호작용 할 수 있는 몇 가지 HCI 기술이 현재 세상을 움직이고 있다고 해도 과언이 아니다.

[그림 2] 인간-컴퓨터 상호작용 분야의 연구범위

이러한 HCI 기술 분야에서는 다음 세 가지 차원에서 다룬다.

가. 인터페이스

인터페이스는 인터(inter)라는 용어와 페이스(face)라는 용어가 합쳐진 단어로, 얼굴을 서로 맞대고 있다는 표현으로 묘사된다. 인간의 눈(시각), 코(후각), 입(미각), 귀(청각), 피부(촉각)는 세상과 소통하는 인터페이스로서 타인과의 상호작용에 필요한 모든 데이터를 처음 흡수하는 채널의 역할을 한다.

컴퓨터 혹은 디지털 기술이 적용된 모든 제품이나 서비스는 인터페이스 기술이 매우 중요하다. 우리가 인간-인간 사이 상호작용에서 이 채널들이 얼마나 유기적으로 활용되는지는 코로나 시국에서 비대면으로 사람들과 만남을 해야 했던 상황을 돌이켜보면 쉽게 이해된다. 대면 상황과 달리 줌(Zoom)과 같은 비대면 화상회의 등에서 대화 시 서로 이야기를 하려다 보이스 인터럽트(voice interrupt, 음성이 서로 겹치는 상황) 경험을 모두가 하는 이유는, 대면 상황에서는 여러 인터페이스 채널로 대화 양상을 확인하면서 대화를 이어나갈 수 있기 때문이다. 시선 처리, 제스처 등 인간의 오감을 적극적으로 활용한 대면 상황에서의 상호작용이 컴퓨터를 매개로 한 상호작용(computer-mediated interaction)에서는 불가능하기 때문에 대화가 매끄럽지 않은 경우가 많은 것이다.

이렇듯, 인터페이스 기술은 앞서 잠깐 언급한 평면의 디스플레이와 그래픽 유저 인터페이스(GraphicUserInterface,이하 GUI)와 같이 기본적으로 컴퓨터가 갖는 인터페이스 뿐만 아니라 사용자들이 두루 쓰는 제품이나 서비스에서 적용되는 것을 전제로 개발하고 디자인할 때 많은 고민이 필요하다.

[그림 3] Zoom의 인터페이스 기술

나. 인터랙션

본문에서 지속적으로 언급되는 상호작용이라는 용어를 영어 단어로 표현한다면 인터랙션(interaction)이다. HCI의 I가 Interaction의 앞 글자를 딴 것을 생각해보면 HCI 기술 분야를 다루는 세 가지 차원 중에서 가장 핵심이 되는 기술이라 할 수 있다.

[그림 4] ChatGPT-4의 인터랙션 기술

인터랙션 기술은 컴퓨터가 작동되는 방식과 관련이 깊다. 예를 들어, 마우스만 보더라도 클릭(click)과 휠(wheel)이라는 인터랙션 기술의 조합으로 앞서 언급한 인터페이스의 대표격인 GUI와 상호작용할 수 있다. 우리는 컴퓨터가 제공하는 GUI와 상호작용 하기 위해 마우스가 가진 인터랙션 기술을 조합해 컴퓨터 내의 무언가를 선택하고, 실행하고, 옮기고, 위아래로 스크롤하는 등의 행동(behavior)을 한다. 즉, 인터랙션 기술은 컴퓨터가 작동되는 방식을 결정하고, 사용자인 인간 입장에서는 컴퓨터와 상호작용하기 위해 행동을 어떻게 해야 하는지를 이해하는데 중요한 역할을 한다.

그래서, 인터랙션 기술은 컴퓨터의 폼팩터(form-factor, 어떤 제품이나 서비스가 갖는 물리적 외형)가 변화할 때 혁신을 이끄는 한 축이 되어 왔다. 불과 얼마 전, ChatGPT-4가 보여준 멀티모달(multi-modal) 기반 인터랙션 기술은 컴퓨터 기술의 하나로써 AI가 강력한 인터랙션 기술을 만났을 때 사용자로 하여금 컴퓨터를 작동하는 방식 자체에 대한 이해를 바꿀 수 있다는 것을 보여준 것을 생각해 보면, 인터랙션 기술이 얼마나 중요한지를 깨닫게 한다.

다. 인포메이션

우리가 사용하는 모든 컴퓨터 혹은 디지털 기술이 갖는 특징이 있다면 크고 작은 정보를 사용자인 인간에게 제공하는 것이 중요하다는 점이다. 효용 가치가 없는 정보를 제공하는 컴퓨터나 디지털 기술은 그 가치를 잃게 만든다. 그래서 정보, 즉 인포메이션(information) 기술은 정보를 표현하는 방식과 형태에 따라 유무형의 효용 가치를 극대화할 수 있다는 측면에서 중요하다.

[그림 5] Anthropic의 Poe가 선보이는 인포메이션 기술

인포메이션 기술은 사용자로서의 인간에게 끊임없이 필요로 하는 목적(purpose) 달성을 위한 컴퓨터의 활용 측면에서 매우 중요하다. 기본적으로 제품이나 서비스의 효용 가치는 사용자의 특정 목적을 잘 달성할 수 있느냐에 달려 있다. 그 목적에는 어떤 문제를 해결하거나, 문제를 해결하는 과정을 돕거나, 혹은 우리가 생각하는 중요한 문제는 아니더라도 그 사용자 개인에게는 필요한 문제일 수 있다. 예를 들어, 정보를 적재 적소에 표현 방식과 형태를 고려해 전달하는 것에 있어 인포메이션 기술을 극대화 시킨 ChatGPT (Chat Interface based Generative Pre-trained Transformer)가 대표적이다. Open AI가 제공하는 ChatGPT나 Anthropic의 Poe는 대화형 인터페이스 기술로 정보를 제공하고 있지만, 리포트를 정리해달라거나 뉴스 내용을 요약해달라고 했을 때 계조식으로, 때론 특정한 표나 이미지로 정리를 해주는 것은 인포메이션 기술의 특징적인 부분이다. 사용자는 단순히 대화형 인터랙션 기술로서의 가치를 효용으로 느끼기 보다는 정보를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 전달하는 인포메이션 기술로서의 가치를 느끼는 것이다.

따라서, 인포메이션 기술은 컴퓨터를 활용한 거의 모든 제품 및 서비스 측면에서 사용자에게 효용 가치를 높이는데 가장 중요한 기술로서 고려된다. 아무리 뛰어난 인터페이스와 인터랙션 기술을 가지고 있더라도 사용자의 목적을 달성하는데 도움이 되지 않는 방식의 인포메이션 기술을 가졌다면 사용자는 그 제품이나 서비스를 사용하지 않는다.

3. HCI 분야와 바이오, 그리고 디지털 헬스케어

HCI 분야가 바이오 및 디지털 헬스케어 분야에서 영향을 미치는 것은 너무나 당연하고도 지대하다. 바이오 및 디지털 헬스케어 분야는 그 어느 때보다 컴퓨터 혹은 디지털 기술이 갖는 효율성과 접근성을 적극적으로 활용하며 발전하고 있기 때문이다.

기본적으로 바이오 및 디지털 헬스케어 분야는 최근 들어 더욱 적극적으로 공학 기술을 결합하여 건강 관리, 농업, 환경 보호 등 다양한 분야에서 혁신을 시도하는 경우가 늘었다. 그리고 이 공학 기술들은 컴퓨터 혹은 디지털 기술로써 상용화 단계로 이어지면서 자연스럽게 HCI 기술에 대한 고민을 하게 된다. 예를 들어, 의료 영역에 관한 바이오 및 디지털 헬스케어 분야에서는 의료 기기의 복잡성과 개인화 요구가 증대되는 상황에서 사용자의 효과적 사용을 위한 친화적인 인터페이스 기술(Friendly Interface Technology)이 필요한 상황이다.

웨어러블 및 생체 센서 영역에서의 HCI 분야에 대한 고민도 지대한 상황이다. 이미 애플이나 삼성전자와 같은 글로벌 빅테크 기업들이 각종 웨어러블 기기와 생체 센서에 기반한 디지털 헬스케어 서비스를 내어놓기 시작했지만, 여전히 실시간으로 생체 데이터를 수집하고 분석하여 건강 상태를 모니터링하는 형태의 기기들에서 HCI 기술 측면에서 보다 사용자가 쉽게 이해하고 사용할 수 있는 건강 인포메이션 기술(Health Information Technology)에 대한 고민이 필요한 상황이다.

가상 현실(Virtual Reality) 혹은 증강 현실(Augmented Reality) 영역에서의 바이오 및 디지털 헬스케어 분야의 접목에 있어 HCI 기술에 대한 고민도 많은 상황이다. 얼마전 발표된 구글 딥마인드(Deepminid) 사의 단백질 구조 예측 솔루션 알파폴드(Alpha Fold)를 개발한 데미스 하사비스 딥마인드 최고경영자(CEO)는 "이제 구글에서 키워드를 검색하는 것 만큼이나 쉽게 단백질 3D 구조를 찾을 수 있다"라며 HCI 기술 측면에서 예측 솔루션이 갖는 특징적인 부분을 언급했다. 복잡하고 어려운 디지털 생물학 분야의 새로운 시대를 여는데 HCI 기술이 지대한 영향을 미쳤다는 사실을 부정할 수 없는 대표적인 예시이다.

앞으로 HCI 기술에 대한 이해도가 높은 바이오 및 디지털 헬스케어 분야 학계 및 산업계의 인재들이 많아진다면, 혁신을 주도할 가능성을 높일 수 있다. 특히, 앞서 언급하였던 사례들로 비춰볼 때 바이오 및 디지털 헬스케어 분야를 보다 쉽게 접근할 수 있는 사용자 중심의 인터페이스 기술 개발은 필수적이다. 또한, 이를 이해하는데 중요한 도구로서 인포메이션 기술을 활용해 바이오 및 디지털 헬스케어 분야의 혁신을 이끄는데 가장 중요한 데이터의 시각화와 분석에 관한 효용 가치를 높이는 것 또한 필수적이라 할 만 하다. 끝으로, HCI 기술의 I에 해당하는 인터랙션 기술은 어쩌면 앞으로 지속적으로 나올 바이오 및 디지털 헬스케어 분야의 인재들에게 보다 나은 방식의 컴퓨터 및 디지털 기술을 활용한 연구 개발과 기술 고도화 과정을 학습하고 아이디어를 제공하는데 중요한 영향을 미칠 것이다.

...................(계속)

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