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인간과 기계의 상호작용 (HMI), 현재와 미래

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자료제공/인피니언 테크놀로지스

우리는 인간과 기계의 상호작용에 이미 익숙해져 있다. 스마트폰 사용자가 디지털 비서에게 날씨를 물어보면, 디지털 비서가 대답한다. 가정에서는 음성으로 스마트 온도조절기를 조절하거나 아마존의 지능형 스피커 에코에게 좋아하는 노래를 틀어달라고 한다. 여행지에서 찍었던 사진을 보거나 크게 확대하고 싶으면 스마트폰의 터치 스크린에 몇 가지 동작만 하면 된다. 챗봇 (Chatbot)은 메신저로 고객과의 대화를 수행한다. 산업 엔지니어는 가상현실 (VR) 안경을 쓰고 계획 중인 공장 건물 안에서 걸어다닐 수 있다. 이러한 모든 것이 가능하려면 인간과 기계의 상호작용 (HMI)이 필요하다.

인간과 기계의 상호작용 (HMI)

HMI는 사람과 자동화 된 시스템이 서로 어떻게 상호작용하고 소통하는가에 대한 모든 것이다. HMI는 오랫동안 전통적인 기계에 국한되었지만, 이제는 컴퓨터와 디지털 시스템, 사물인터넷 (IoT)을 위한 기기와도 연관되고 있다. 점점 더 많은 기기들이 연결되고 자동으로 작업을 수행한다. 이러한 모든 기계와 시스템, 기기들의 동작은 직관적이어야 하며 사용자에게 과도한 부담을 주어서는 안된다.

HMI는 어떻게 작동할까?

사람과 기계 사이의 원활한 소통을 위해서는 인터페이스를 필요로 한다. 인터페이스란 사용자가 기계를 사용하는 장소이거나 취하는 행동일 수 있다. 간단한 예로 조명 스위치, 자동차의 페달과 운전대를 들 수 있다. 스위치를 누르거나, 운전대를 돌리거나 또는 페달을 밟으면 동작한다. 한편 시스템은 텍스트를 입력하거나 마우스, 터치 스크린, 음성이나 제스처를 사용해 제어할 수 있다.
기기는 직접적으로 제어하거나 (사용자가 스마트폰의 스크린을 터치하거나 음성 명령을 내림) 또는 시스템이 자동으로 사람이 원하는 것을 파악한다 (차량이 도로 표면에 설치된 유도식 루프 검지기를 지나면 교통 신호등이 알아서 색을 바꿈). 다른 기술들은 기기를 제어하는 데 이용되기 보다 오히려 우리의 감각 기관을 보완한다고 할 수 있다. 이러한 예로는 가상현실 안경이 있다. 또 디지털 비서인 챗봇은 고객의 요청에 자동으로 응답하며 지속적으로 학습한다.

HMI에서 인공지능과 챗봇
최초의 챗봇 엘리자 (Eliza)는 1960년대 개발됐지만 곧 한계에 부딪쳤다. 엘리자는 이어지는 질문에 대답을 할 수가 없었다, 하지만 이제는 크게 달라졌다. 현재 챗봇은 고객 서비스 분야에서 "일하며", 문자나 구두로 출발 시간이나 서비스에 대한 정보를 제공한다. 이를 위해 챗봇은 사전에 프로그래밍된 규칙과 루틴을 바탕으로 키워드에 응답하면서 사용자의 입력을 검토하고 대답한다. 현대의 챗봇은 인공지능으로 움직인다. 아마존 알렉사, 구글 홈 또는 구글 어시스턴트와 같은 디지털 비서들 역시 챗봇이다.

챗봇은 인간의 직접적인 개입 없이 요청으로부터 배우고 자체적으로 레퍼토리를 확장한다. 또한 앞선 대화를 기억하고 자신들의 어휘를 연결하고 확장할 수 있다. 예를 들어 구글의 음성인식 디지털 비서는 인공지능의 도움으로 맥락에서 질문을 추론할 수 있다. 챗봇은 더 많이 이해할수록 더 잘 응답할 수 있으며, 사람과 사람 사이에서 이루어지는 의사소통에 더 가까워진다. 여기서 빅 데이터도 중요한 역할을 한다. 챗봇이 사용할 수 있는 정보가 많아지면 더 적합한 방식으로 더 적절한 대답을 할 수 있기 때문이다.
챗봇과 디지털 비서의 중요성이 크게 증가할 것이다. 시장조사업체 IHS에 따르면 아마존의 스마트 스피커 에코와 같은 디지털 비서 부문에서만 앞으로 46퍼센트 성장이 예측된다.

정교한 음성 제어로 가는 길

사용자는 알렉사, 구글 어시스턴트, 구글 홈 또는 마이크로소프트의 코타나와 같은 시스템을 음성으로 제어한다. 이제 더 이상 사용자는 디스플레이를 터치할 필요가 없다. 디지털 비서를 작동시키는 "알렉사"와 같은 코드워드를 말한 다음,  "볼륨을 줄여줘" 또는 "방안 온도를 낮춰줘"라고 말하면 된다. 사용자는 노력을 줄일 수 있고 더욱 직관적이다. 마이크로소프트 CEO 사티아 나델라 (Satya Nadella)는 이미 2014년에 "인간의 음성이 새로운 인터페이스"라고 예언했다.
하지만 음성 인식이 아직 완전하지는 않습니다. 디지털 비서는 배경 잡음의 방해로 인해 모든 요청을 이해하지는 못한다. 또 종종 사람의 목소리와 TV 소리를 구분하지 못한다. 미국 소비자 기술 협회 (CTA)에 따르면 2013년에 음성인식 오류비율은 23퍼센트였다. 2016년에 마이크로소프트의 연구원들이 처음으로 이를 6퍼센트 미만으로 낮추었지만, 아직 충분하지는 않다.
인피니언은 음성 제어를 크게 향상시키기 위해서 영국의 반도체 제조업체 XMOS와 협력하고 있다. XMOS는 사물 인터넷 기기를 위한 음성 처리 모듈을 공급한다. 인피니언과 XMOS가 2017년 초 선보인 새로운 솔루션은 스마트 마이크로폰을 사용한다. 이 기술은 디지털 비서가 다른 소음들 가운데서 사람의 목소리를 구별해낼 수 있도록 한다. 인피니언의 XENSIV™ 레이더와 실리콘 마이크로폰 센서가 결합해 마이크로폰으로부터 스피커의 위치와 거리를 식별하며, XMOS의 원거리 음성 처리 기술이 음성을 포착하는 데 사용된다.
인피니언의 전력 관리 및 멀티마켓 사업부 안드레아스 우르쉬츠 (Andreas Urschitz) 사장은 “우리는 주변 잡음을 더욱 잘  억제해, 음성 인식과 정확도를 크게 향상시켰습니다"라고 말했다. 음성 제어를 "새로운 수준으로" 끌어올렸다. 음성을 이용한 스마트 TV 제어는 미래에 점점 더 중요해 질 것으로 우르쉬츠 사장은 확신했다. 2022년에는 음성 제어 기능을 내장한 TV 세트가 5배 성장한 6천만 대로 증가할 것으로 예측된다...(중략)