이세돌을 이긴 인공지능은 어떻게 작동하는 걸까 ?
인공지능은 어떻게 작동하는 것일까 ?
• 사람의 몸이 세포로 이루어져 있 ‘ ’
는 것처럼 뇌 또한 뉴런 이라는 신 경세포로 구성되어 있다 .
• 뇌를 중심으로 감각 기관이나 근 육을 조절하는 신경까지도 인체의 작동이 뉴런에서 시작해서 뉴런으 로 끝이 나도록 몸 안의 정보가 뉴 런을 통해 이루어진다 .
뉴런과 뇌과학
자극과 반응
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뉴런과 뇌과학
자극과 반응
• 우리는 빛 , 소리 , 접촉 등의 다양한 자극에 대해 몸과 마음이 변화하거나 반응을 일으킨다 .
• 예를 들어서 자명종이 울리는 소리를 들으면 잠이 깨고 , 선생님의 설명을 들어면서 필기를 한다 . 내 앞으로 날아오는 공은 발로 차려고 하고 , 뜨거운 냄비에 손이 닿 으면 아 , 뜨거워 !’ ‘ 라는 말과 함께 손을 빼게 된다 .
• 이렇게 자극이 뇌에 전달되고 각 자극에 따라 어떻게 반응하는지 뇌가 명령을 내리 고 운동 기관을 통해 반응이 일어난다 . 이러한 반응이 일어나는 모든 과정이 뉴런 신경계를 통해 이루어진다 .
감각기관 신경계 운동기관
자극을 받아들인다 . – 눈 , 귀 , 코 , 혀 , 피부
자극을 전달하고 명령을 내린다 . – 감각신경 , 운동신경 , 뇌
명령에 따라 반응이 일어난다 . – 근육
반응이 일어나는 과정
• 뉴런과 뉴런 , 뉴런과 신체 기관 사이의 정보 전달은 전 기 신호와 화학 신호로 이루 어진다 .
• 신경전달 물질이 다른 뉴런의 시냅스로 전달된 후 , 다시 전기 신호로 바뀌는 과정을 반복하면서 뉴런 간 정보 전 달이 이루어지게 된다 .
감각 뉴런
연합 뉴런 운동 뉴런
감각기 ( 피부 )
반응기 ( 근육 )
흥분
흥분
뉴런과 뇌과학
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놀라운 뉴런의 정체
• 가지돌기 ( 수상돌기 ): 외부로부 터 받은 자극에 대한 정보를 전달 을 받는다 .
• 세포체 : 가지돌기 ( 수상돌기 ) 와 가지돌기의 가지가 한군데 모이고 모든 자극이 하나로 합쳐져서 최 종 신호가 되는 곳이다 .
• 축삭돌기 : 전달된 자극의 정보를 다른 뉴런이나 신체 각 기관에 전
달한다 . 감각 뉴런 융합 뉴런 운동 뉴런
가지돌기
축삭돌기
핵
신경세포체
신경세포체 핵
축삭돌기
축삭돌기 축삭돌기
신경세포체 가지돌기
뉴런과 뇌과학
스토리가 있는 가상 신경계 설계하기
• 뉴런 앱을 활용해서 뉴런의 정보전달을 직접 실행해 보세요 .
뉴런과 뇌과학
개발자 Ethan Heming
• 신경 네트워크 시뮬레이터 , 뇌 세포의 작은 회로를 구축하
여 자신의 활동을 볼 수 있음 . 실제 뉴런과 신경 연결을 시뮬
레이션 할 수 있도록 설계된 앱
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• Neural Net- work Simula- tor app
사용방법
• 화면을 터치하여 세포 생성 길게 눌러 세포 형태 변경 가능 –
• 드래그 하여 축삭돌기를 만들 수 있음 .
• 빈 공간에서 지우고자 하는 개체를 지나서 선을 그으면 지워짐 .
뉴런과 뇌과학
• 가상 뉴런을 3 초 정도 눌러 종류를 바꿈 . - Acceleration 센서 : 속도 변화감지 - Light 센서 : 빛의 세기 변화감지
- Magnetic 센서 : 자기장의 세기 변화감지 - Auditory 센서 : 소리의 세기 변화감지 - Vibration 모터 : 진동으로 반응을 보임 .
• 흔듬 , 소리 , 빛 , 자석 등에 반응하며 실제 자극의 세기에 따라 활동 전위의 빈도수가 달라짐 .
• 축삭 돌기의 성질 -> 축삭 돌기를 누르면 화살표 등장 , 전달속력을 바꿀 수 있음 .
• 전위의 변화 확인-> 왼쪽 위의 화살표를 가상 뉴런까지 드래그 .
스토리가 있는 가상 신경계 설계하기
뉴런과 뇌과학
스토리가 있는 가상 신경계 설계하기
주제 1
‘ ’
영화 인사이드 아웃 의 한 장면을 가지고 특정 감정상태일 때의 신경계 상태를 예상하고 그와 유사한 가상 신경계를 만들어 본다 .
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뉴런과 뇌과학
스토리가 있는 가상 신경계 설계하기
주제 2
‘아이돌과 사랑에 빠진 주인공 을 주제로 사랑에 빠졌을 때의 우리 몸의 반응을 적절한’ 스토리로 만들고 , 이것을 바탕으로 가상 신경계를 만들고 자극을 통해 반응을 살펴본다 .
개성 있는 바이오 아트 예술가 탐색하기
바이오 아트
• 바이오 과학 기술을 기반으로 살아 있는 생명과학을 재료로 예술과 결합한 형태를 말한다 .
• 에두아르도 카츠 (Karc) 가 최초로 바이오 아트라 명명하였으며 알바 라는 이름의 토끼에게 ‘ ’ 형광 해파리의 유전자를 주입하여 만든 형광토끼가 대표적인 작품이다 .
• 그 외 염료 대신 박테리아의 색상으로 표현하거나 유전자를 조작한 꽃 등의 바이러스 , 세 포부터 동식물까지 그 영역이 확장되어 있다 .
https://www.youtube.com/watch?v=3LSJVD0m1Mg https://www.youtube.com/watch?v=j3ZSG19ji8E 10
Amy Karte
• 사람 손의 뼈구조를 이용한 바이오 아트 조형물인 Regenerative Reliquary" “ 작품을 제 작
• 박테리아를 8 가지 다른 색채로 배양해서 회화처럼 표현한 바이오 아트 작품도 있다 .
개성 있는 바이오 아트 예술가 탐색하기
바이오 아트
에 두 아 르 도 카 츠 작 가 홈 페 이 지
http://www.ekac.org/
최우람
• 고고학적이며 과학적인 가상 이론을 바탕으로 첨단 기계 과학과 결합하여 제작한 생명체를 모방한 로보틱스를 작품화한 바이오 아트 작가이다 .
• 생물학적인 유기체적 형태와 식물 , 동물 , 곤충들의 습성이나 움직임을 전기전자 부품을 이용하여 예술적으로 표현하고 있다 .
개성 있는 바이오 아트 예술가 탐색하기
바이오 아트
https://www.youtube.com/watch?v=uB_E6MZfy4o https://www.youtube.com/watch?v=ps36lKK8Pd4
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• 뉴런의 형태 , 기능 , 정보의 움직임 등에서 작품 모티브를 구상한다 .
• 신경 세포체 , 축삭돌기 등의 형태적 특성을 잘 관찰하여 자신만의 스타일로 바이오 아 트를 구상해보자 .
• 뉴런 모형을 스케치해 본다 .
뉴런 바이오 아트 설계
뉴런을 모티브로 아이디어 구상
뉴런 바이오 아트 설계
바이오 아트 키트를 이용한 멋진 뉴런 작품 설계
• 바이오 아트 키트 구성
미니 브레드 보드
메인보드
CDS (밝기센서 ) Neo LED 모듈
10K옴 저항 10K
전선
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미니 브레드 보드
여러 부품을 서로 연결하기 위한 프로토 타이핑 보드
보드와 선 , 부품을 브레드보드에 연결
아두이노 마이크로 프로 보드
아두이노 레오나르도 보드와 같은 칩을 사용하며 USB 에 연결하여 프로그램의 변경이 가능
배터리 홀더
AAA 사이즈의 건전지 3 개를 끼워 사 용전원버튼을 사용하여 전원을 켜고 끔
뉴런 바이오 아트 설계
바이오 아트 키트를 이용한 멋진 뉴런 작품 설계
• 바이오 아트 키트 작동 원리
10K 옴 - 저항 10K 고정된 값을 가진 저항
CDS( 밝기센서 ) 가 가장 어두울 때의 저 항값과 비슷한 크기의 저항을 사용
CDS ( 밝기센서 )
밝기에 따라 저항값이 변하는 소자 밝기에 따라 변해진 전압값을 아두이노 에서 받아 밝기의 변화를 감지
Neo LED( 네오 LED) 모듈 Module 아두이노에서 보내는 신호를 받아
여러개의 LED 색과 밝기 조절 가능
뉴런 바이오 아트 설계
바이오 아트 키트를 이용한 멋진 뉴런 작품 설계
• 바이오 아트 키트 작동 원리
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• 전기 전자 , 동력전달 기계 요소를 이해하여 나의 뉴런 바이오 아트에 적용해보자 .
• 전기 전자 키트를 이용하여 어떻게 작품을 표현할 것인지 설계한다 .
• 전기전자 부품 요소와 기능을 활용하여 뉴런의 정보 전달 원리와 움직임을 표현해보자 .
뉴런 바이오 아트 설계
바이오 아트 키트를 이용한 멋진 뉴런 작품 설계
뉴런과 꼭 닮은 바이오 아트 작품 만들기
뉴런을 닮은 모형 만들기
• 바이오 아트 키트에 있는 전기전자 부품을 연결하여 LED 가 반짝이게 만들어 보세요 .
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뉴런 바이오 아트 설계
바이오 아트 키트를 이용한 멋진 뉴런 작품 설계
• 바이오 아트 키트 세팅
밝기센서 모드버튼
전원버튼
밝기센서 모드버튼
전원버튼
뉴런 바이오 아트 설계
바이오 아트 키트를 이용한 멋진 뉴런 작품 설계
• 바이오 아트 키트 세팅
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• 뉴런 모형을 만들 선 재료들을 살펴보세요 .
뉴런과 꼭 닮은 바이오 아트 작품 만들기
뉴런을 닮은 모형 만들기
뉴런과 꼭 닮은 바이오 아트 작품 만들기
뉴런을 닮은 모형 만들기
• 키트와 선재료 ( 철사 , 실 , 전선 ), LED 등을 활용하여 뉴런 모형을 만든다 .
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뉴런과 꼭 닮은 바이오 아트 작품 만들기
모형에 생명 불어넣기
• 키트에 있는 전기전자 부품과 연결하여 센싱에 의해 LED 불빛이 나는 움직이는 인터랙 션을 구현하다 .
• 작품을 언제 , 어디서 , 어떤 방식으로 전시할 것인지 계획을 세운다 .
전시 계획서
• 작품을 전시하기 위해서는 무엇을 결정하고 준비해야 하는지 생각해보자 .
두근거리는 작품전시
작품 전시 계획
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• 교실에서 만들어서 보았을 때와 전시장에 전시했을 때 작품에 대한 느낌이 어떻게 다른가요 ?
• 자신의 작품에 대해 다른 친구에게 설명해 보세요 .
• 다른 친구의 작품에 대해 설명을 듣고 느낀 점을 말해 보세요 .
• 전시장에서 내 작품을 관객들이 어떻게 보는지 , 감상하는 관객들과 얘기해 보세요 .
두근거리는 작품전시
전시 작품 감상하기
• ‘뉴런으로 만드는 바이오 아트’ 수업을 통해 나온 과정과
결과에 대해 스스로 평가해 봅시다 .
두근거리는 작품전시
전시 작품 평가하기
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