상상하는 것을 사진으로 볼 수 있다면 어떨까. 먼 미래의 일 같지만 인공지능(AI)이 가능하게 만들어주고 있다. 최근 일본에서 AI 기술로 인간의 뇌파를 이미지로 바꿔주는 기술을 개발했다.
바이스는 4일 일본 오사카 대학 연구팀이 이미지 생성 AI 모델인 '스테이블 디퓨전'을 사용해 시각적 자극을 받은 뇌를 기능적 자기공명영상(fMRI) 스캔한 뇌파를 사진 이미지로 바꾸는 기술을 개발했다고 보도했다. fMRI 스캐너는 혈류 변화를 측정해 뇌 활동을 감지하는 일종의 비침습적 뇌 영상 기술이다.
연구팀은 피험자가 얼굴 이미지를 볼 때 fMRI를 이용해 시각을 담당하는 뇌 영역에서 뉴런의 활동을 스캔했다. 그런 다음 스테이블 디퓨전 모델에 입력해 fMRI 스캔 정보를 기반으로 정확한 이미지를 생성할 수 있었다.
피험자가 이미지를 보는 동안 fMRI 기계에서 뇌 신호를 캡처한다. 작은 선형 모델을 이용해 fMRI 데이터로부터 이미지의 잠재적 표현을 예측한다. 이미지의 잠재적 표현은 가장 관련성이 높은 특징만 포함하는 이미지의 압축된 버전이다.
이렇게 예측한 결과물은 fMRI 데이터를 대략적으로 나타내는 이미지가 된다. 이 대략적인 이미지는 오토인코더의 인코더로 처리하고 확산 프로세스를 통해 노이즈를 추가한다.
그런 다음 뇌 상부 영역에서 측정한 fMRI 신호를 이용해 잠재적인 텍스트 표현을 디코딩한다. 이렇게 생성한 대략적인 이미지와 텍스트 표현을 노이즈 제거 모델에 공급해 오토인코더의 디코딩 모듈로 전달, 최종 이미지를 생성하는 방식이다.
이 기술은 다양한 분야에서 활용할 수 있다. 경찰이 용의자를 식별하는 것을 돕거나 혼수 상태에 있는 환자의 뇌파를 읽고 이미지로 번역하여 환자와 의사 소통하는 데 도움을 줄 수 있다. 병이나 사고로 실명한 사람들의 시력 회복에도 도움이 된다.
박찬 위원 cpark@aitimes.com
