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바이에른 기독교사회연합

2008년 9월 28일에는 기사련이 바이에른주의 선거에서 1966년 이래 처음으로 과반을 차지하지 못하였고, 이는 자민당과 연립정권을 세우게 되는 배경이 된다. 역사. 창당 (1945~1949년). 1945년 여름, 바이에른 주의 여러 지역에 정치에 관심이 있는 사람들이 시민을 위한 기독교 정당을 창당하기 위해 모였다. 그 정당의 이름은 기독교 사회 연합이었다. 뷔르츠부르크와 뮌헨이 기독교 사회 연합이 창당되었던 주요 거점이었다. 같은 해 9월 12일 뮌헨의 시청에서 그들은 정당의 이름을 '바이에른 기독교사회연합(Christlich-Soziale Union in Bayern)'으로 결정했다. 1945년 9월 12일은 바이에른 기독교 사회 연합당의 공식적인 창당 회의였던 것이다. 12월에 요제프 뮐러가 창당준비위원회 임시의장으로 선출됐다. 1946넌 5월 17일 열린 첫 번째 기독교사회연합 전당대회에서 뮐러가 당원들의 승인을 받아 의장으로 선출됐다. 그를 중심으로 정당의 광범위한 틀이 갖추어지기 시작했다. 5월 28일 미군정은 추기경 파울하버스의 추천으로 프리츠 셰퍼를 바이에른주의 주총리로 임명했다. 그는 바이에른 주의 총리였지만 동시에 미군정의 통제 아래에서의 총리였다. 1946년 12월 바이에른 지방선거가 자유선거와 비밀선거의 기치 아래 이루어졌다. [기독교 사회 연합]은 52.3%의 지지율로 바이에른 지방에서 가장 많은 지지를 받는 정당으로 등장했으며 한스 에르하르트가 첫 번째 바이에른 주 총리로 선출되었다.
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1947년 1월 11일과 12일에 걸쳐 바이에른 주에서 청년 연합이 창설되었다. 먼저 세 명으로 구성된 연합위원회가 결성이 되고 같은 해 7월 프리츠 회헨베르거가 지도자로 선출되었다. 아데나워 집권기 (1949~1963년). 1949년 가을에 독일의 첫 번째 연방 정부 선거가 이루어졌다. 기독교 사회 연합은 29.2%의 득표율로 연방 정부 의회에서 24개의 자리를 얻었다. 콘라드 아데나우어가 첫 번째 독일 연방 정부의 장관으로 취임했으며 3명의 기독교 사회 연합당 출신의 정치인을 연방 정부의 장관으로 임명했다. 재정의 프리츠 셰퍼, 농업과 식품의 빌헬름 니클라스, 그리고 우편과 통신의 한스 슈베르트가 당시 기독교 사회 연합 출신의 장관들이었다. 1950년 신문 „BAYERNKURIER“ 첫 번째 판이 인쇄되었다. 이전에는 요세프 뮐러가 "Der gerade Weg"라는 이름으로 출판했던 신문이다. 이전의 신문은 1948년 12월부터 1949년 4월까지 인쇄되었다. 1950년 2월 19일 프란츠 요세프 스트라우스가 빌스호펜의 볼프스테터의 지하실에서 처음으로 정치적인 잿빛 수요일에 대해 언급했다. 1953년 바이에른 주 총리였던 한스 에르하르트는 주데텐 지역에 거주하는 독일계 주민을 위한 바이에른 자유 주의 후원을 약속했다. 2차 세계 대전 이후 바이에른 지역에서 해고 비율은 전체 바이에른 인구의 25%까지 치솟았다. 1954년 지방 선거에서 기독교 사회 연합은 38.4%의 지지율로 의회에서 83석을 얻으면서 여당으로 지방 의회로 입성하였다.
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그러나 1954년 12월 9일 수 많은 논의 끝에 SPD의 빌헬름 회그너가 SPD, BP, BHE, FDP의 4개당의 연정을 이끌어내면서 기독교 사회 연합은 제 1당의 지위를 잃게 된다. SPD가 중심이 된 연합당은 1957년까지 활동했다. 1957년 4개당의 연합이 깨어진 후 바이에른 지방에서는 한스 자이델이 새로운 주 총리로 당선되었다. 당시 기독교 사회 연합은 GB/BHE, FDP와 연정을 이끌어 냈고 반대 야당으로 SPD와 BP가 형성이 되었다. 1960~1969 1960년 1월 22일 건강상의 이유로 한스 자이델이 주 총리에서 물러나게 되고 다시 한스 에르하르트가 주 총리에 임명이 되었다. 1954년까지 그는 지방 의회의 장으로 활동했었다. 새로운 지방 의회의 장으로 루돌프 하노이어가 선출되었다. 1961년 기독교 사회 연합 당 대회에서 대의 투표를 통해 프란츠 요세프 스트라우스를 94.8%의 지지율로 새로운 당수로 선출하였다. 1962년 지방 선거에서 47.5%의 지지율을 받게 된 기독교 사회 연합은 처음으로 의회 좌석의 과반수가 넘는 자리를 확보하게 된다. (204석 중 108석) 바이에른의 주 총리로 알퐁스 고펠이 당선이 되었다. 내각의 정치인들은 기독교 사회 연합당 출신과 더불어 BP 출신의 정치인도 포함되었다. 새로운 기독교 사회 연합당의 당수로 루드비히 후버가 선출이 되었다. 1962년 의회는 레겐스브루크에 바이에른 지역 대학을 설립하기로 결정했다. 새롭게 설립된 다섯개의 대학 중 첫 번째 대학이었다.
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레겐스부르크에 이어 1969년 아우스브루크, 1971년 바이로이트, 1972년 파소, 197년 밤베르크에 새로운 대학이 설립되었다. 1963년 잉골쉬타트에서 첫 번째 정유 회사가 운영을 시작했다. 바이에른의 경제 장관이었던 오토 쉐들은 높은 에너지 비용을 줄이기 위해 지중해 항구 마르세이유, 제노바 트리 에스테에서 석유 파이프 라인을 마련할 계획을 구축했다. 1965년 최초의 여성 독일 연방 하원 부의장으로 기독교 사회 연합 출신의 마리아 프롭스트가 선출되었다. 1966년 11월 7일 한스 자이델 재단이 설립이 되었고 1967년부터 활동을 시작하였다. 첫 번째 회장으로 프리츠 피어클이 부임하였고 그는 1993년 8월 19일 죽음과 함께 재단 회장의 자리에서 물러났다. 1968년 당 의회는 새로운 규정의 필요성에 대해 동감하고 6월 12일과 13일에 걸친 전당 모임을 통해 그들 조직 이름의 개편을 단행했다. 주 의회, 주 회장, 전무 이사 및 지역 집행위원회는 당 의회, 당 회장, 집행위원회 및 당위원회로 변경되었다. 1970~1979 1970년 바이에른 주는 유럽에서 처음으로 환경부를 구성하게 되고 첫 번째 장관으로 막스 스트라이벨을 임명한다. 1971년 제롤드 탄들러가 사무 총장의 자리를 역임하게 되었다. 그는 기독교 사회 연합당의 지역 주요 조직 개편에 대한 의지를 보였다. 당수였던 프란츠 요세프 스트라우스는 새로운 사무 총장인 제롤드 탄들러의 옆에 플로리안 할란더를 주 정부 관리자로 두었다. 그 이후 사무총장과 주 정부 관리자는 공식적으로 함께 일하게 되었다. 1972년 영토 개혁과 선거구 개편이 이루어졌다.
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기독교 사회 연합은 새로운 행정 구역으로 재편되었다. 1973년 프란츠 요세프 스트라우스의 발의로 바이에른 주 정부는 독일 헌법 재판소에 독일 연방정부와 동독간의 기본 조약에 관한 소송을 제기했다. 독일 헌법 재판소는 6월에 어떠한 해석에서도 해당 조약은 기본 법과 일치한다는 판결을 내렸다. 그것은 동독의 시민들도 독일의 기본 헌법의 적용을 받는 다는 것을 증명했다. 기독교 사회 연합과 바이에른 주에서 제기된 기본 조약에 대한 소송은 헌법 관련 기관들이 독일의 통일에 대한 믿음이 있었다는 것을 보여준다. 1974년 지금까지 빌스호펜에서 열렸던 정치적인 잿빛 수요일이 처음으로 파소의 니벨룽엔할레에서 개최되었다. 1974년 기독교 사회 연합은 62.1%의 표를 받고 132석의 자리를 확보했다. 이는 주 의회 선거에서 얻은 결과 중 가장 높은 성과를 낸 결과이다. 주 의회 의장으로 루돌프 하노이어와 주 정부 총리로 알퐁스 고펠이 연임하였다. 당수로 알프레드 자이델에 이어 아우구스트 랑이 선출되었다. 1974년 처음으로 내각의 여성 구성원으로 바이에른 주의 문화부 장관으로 마틸데 베그호퍼-바이히너스가 임명되었다. 기독교 사회 연합 당수인 프란츠 요세프 스트라우스가 1975년 독일 정치인으로는 처음 모택동과 만남을 가졌다. 1976년 빌드바드 크로이스에서 CDU와의 문제를 해결하기 위해 모였다. 한 차례 갈등이 있었던 CDU와의 관계는 다시 연합에의 의견을 서로 확인 후 연정 관계를 형성하게 되었다. 1978년 주 의회 선거에서 59.1%의 득표율과 129석을 확보하게 되었다.
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주 의회는 새로운 주 의회 의장으로 프란츠 호이블을 선출했다. 그는 1960년부터 재직해온 루돌프의 뒤를 이었다. 프란츠 요세프는 주 총리가 되었다. 그는 알퐁스 고펠의 뒤를 이었다. 1980년 프란츠 요세프 스트라우스가 서독의 수상 후보로 나섰다. 총 선거에서 연합 정당이 총 44.5%의 득표율을 보였지만 SPD/FDP 정부를 대신하지 못했다. FDP의 득표율이 명확해지자 SPD와 FDP의 연합이 강해졌기 때문이다. 바이에른 주에서 기독교 사회 연합당은 연방 하원 선거에서 57.6%의 득표율을 보였고 전국 평균 10.3%의 득표율과 52명의 연방 하원 의원을 배출하였다. 재집권 (1982~1998년). 1983년 프란츠 요세프 스츠라우스의 중재로 동독에 1억 마르크의 보조금이 지급되었다. 이는 서독과 동독의 관계 개선에 영향을 주었으며 동독의 시민들의 서독에 대한 인식을 개선하는 데 큰 영향을 주기도 했다. 1987년 프란츠 요세프 스트라우스는 기독교 사회 연합의 대표단과 함께 모스크바에서 당시 소련 공산당의 미하일 고르바쵸프를 만났다. 1988년 바이에른 주의 총리였던 프란츠 요세프 스트라우스가 레겐스부르크의 한 병원에서 73세의 나이로 타계하였다. 그는 주 장관, 기독교 사회 연합의 수장을 역임하였으며, 27년의 세월을 기독교 사회 연합의 당수와 바이에른의 주 총리의 역할을 하였다. 1988년 막스 스트라이벨이 새로운 주 총리로 선출되었다. 마틸데 베르그호퍼-바이히너가 최초의 여성 부총리로 임명되었다.
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1988년 테오 바이겔이 98.3%의 득표율로 새로운 기독교 사회 연합의 당수로 선출되었다. 1989년 오랜 기간 당수로 활동했던 프란츠 요세프 스트라우스의 이름을 따서 기독교 사회 연합은 뮌헨 님펜부거 거리의 건물을 „프란츠 요세프 스트라우스 건물“ 이라고 명명했다. 1990년 라이프치히에서 다수의 자유 보수주의 진영과 기독교 정당이 기독교 사회 연합의 보호 아래 DSU로 연합하였다. 초대 당수로 토마스 교회의 목사였던 한스 빌헬름 에빌링이 선출되었다. 새로이 설립된 당은 1990년 6월 17일 인민 의회에 DDR의 연방 독일 정부로의 가입을 제안했다. 1990년 독일 연방 공화국의 재무 장관이었던 테오 바이겔은 DDR과 통화, 경제, 사회 노동 조합에 관여하는 기관의 설립에 관한 국가 조약에 체결했다. 이는 독일의 통일에 큰 영향을 끼쳤다. 1990년 10월 3일 동독 지역의 멕클렌브루크-포어포메른, 브란덴부르크, 작센-안할트, 작센 자유주, 튀링엔이 독일 기본법이 적용되는 범위 안으로 들어왔다. 이는 독일이 한 국가로 완전한 통일을 이루게 된 것이었다. 1990년 8월 31일 BRD와 DDR사이에 독일의 통일을 국제 법적 근거를 가진 계약이 체결되었다. 1990년 독일 연방 공화국 재무 장관이었던 테오 바이겔은 독일 연방 공화국 내의 소련 군대를 철수하는 것에 대한 조약을 소련과 체결했다. 1990년 처음으로 이루어진 독일 연방 하원 선거에서 기독교 사회 연합은 51.9%의 득표율을 보였고 전국 평균 7.1%의 지지율을 받았다.
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총 5명의 장관을 배출했다: 테오 바이겔(재무), 이간츠 키쉘(농업), 볼프강 뵛쉬(우편, 통신), 게르다 헤셀펠트(계획, 건축 및 도시 개발), 그리고 칼-디에터 스프랑어(경제 협력). 한스 클라인은 독일 연방 공화국의 부대통령으로 임명되었다. 1992년 독일 연방 공화국 재무 장관이었던 테오 바이겔과 독일 연방 공화국 외무 장관이었던 한스-디트리히는 마스트리히트 조약을 체결했다. 1993년 에드문트 슈토이버는 은퇴하는 막스 스트리벨에의 후계자로 선출되었다. 1999년 새로운 당은 새로운 바이에른 주 총리로 에드문트 슈토이버를 93.4%의 지지율로 선출하고 이전의 바이에른 주 총리였던 테오 바이겔을 해임한다. 2000년대 이후. 2001년 바이에른 주의 높은 수준의 BSE 위기에 대처하기 위해 바이에른 정부는 건강, 영양, 그리고 소비자 보호를 위한 새로운 부서를 만들기로 결정했다. 에버하르트 지너가 새로운 부서의 장으로 임명되었고 그의 지휘 아래 건강과 식품 안전에 관한 부서가 재편되었다. 2002년 에드문트 슈토이버가 독일 연방 공화국의 수상 후보로 나섰다. 베를린 캠프에서는 „팀 40 플러스“가 결성되었다. 팀은 에드문트 슈토이버, CDU의 수장 앙겔라 메르켈, 기독교 사회 연합당의 의장 마이클 글로스, 양당의 비서 토마스 고펠과 로렌츠 마이어와 그 외 관련 사람들로 이루어졌다. 2002년 연방 하원 선거에서 기독교 사회 연합당의 최고의 결과를 이루어낸다. 58..6%의 득표율과 전국 평균 9%의 득표율을 기록하게 된다.
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연방 의회 248석 중 58석을 얻었다. 2003년 바이에른 주 선거에서 기독교 사회 연합당은 60.7%의 득표율과 180석의 의회 좌석 중 124석을 차지했다. 처음으로 의회의 3분의 2가 넘는 자리를 차지하게 된 것이다. 2005년 뮌헨의 녹켄베르크에서 기독교 사회 연합당은 그들의 창당 60주년 행사를 진행했다. 1,000명의 넘는 축하 손님들이 모였고 연방 수상인 앙겔라 메르켈도 자리를 빛내주었다. 2006년 에드문트 슈토이버는 2006년 바이에른 균형 예산을 달성했다. 이후 바이에른 주에서는 추가적인 부채가 발생하지 않았다. 2006년 기독교 사회 연합의 당수였던 에드문트 슈토이버가 주정부와 연방정부의 관계를 재정립했다. 이는 독일의 역사적인 순간으로 기록되고 있다. 연방 의회의 동의가 있은 후 상원과 연방 하원들도 연방주의 개혁에 동참하기 시작했다. 2007년 CDU와 연합하여 독일의 제 1정당인 기독교 사회 연합은 젊고 새로운 정치인들을 발굴하고 기르기 위해 아카데미를 개설했다. 전문 강사의 강의, 학계, 언론, 및 공공행정에 관한 지식을 향상시킬 수 있는 주말 프로그램 등으로 구성되었다. 2007년 바이에른 내무 장관 귄터 벡스타인이 바이에른 주 의회 총리로 당선되었다. 에드문트 슈토이버는 14년의 임기를 마치고 귄터에세 자리를 물려주었다. 2007년 바이에른 경제 장관 에르빈 후버가 72세의 나이로 새로운 기독교 사회 연합의 당수로 선출되었다.
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기독교 사회 연합당 대표단은 2008년 연방 선거의 대표 후보자로 바이에른의 내무장관이었던 귄터 벡스타인을 지명했다. 당시 에드문트 슈토이버는 2007년 1월 8년 동안의 당수자리의 사임을 발표했고 당 대표단은 만장일치로 그를 명예 이사장으로 추대했다. 2008년 기독교 사회 연합은 호르스트 제호퍼를 90.34% 득표율로 새로운 당수로 선출했다. 2008년 바이에른 의회의 구성원들에게 184표중 104표를 받은 호르스트 제호퍼는 바이에른 주의 총리로 선출이 되었다. 동시에 그는 음식, 농업, 그리고 소비자 보호를 담당하는 연방 장관으로 활동하였다. „우리는 미래를 만들어 갑니다.“ 2010년 2월부터 기독교 사회 연합은 ‚2010 Plus‘를 시작하였다. 어떤 당보다 시민들에게 더 가까이 다가가 대화를 할 것이고 지속적인 상호작용이 이루어질 수 있도록 노력하겠다는 의지를 담은 ‚2010 Plus‘는 기독교 사회 연합당을 독일에서 가장 현대적이고 개방적인 당으로 만들겠다는 그들의 의지를 보여주고 있다. 기민련(CDU)과의 관계. 기사당(CSU)은 기민련(CDU)의 자매정당이다. 두 정당을 합쳐 ‘연합 연정’이라 부른다. 기사당은 바이에른 지역에서만 활동하며 기민련은 바이에른 주를 제외한 전 지역에서 활동한다. 기사당에서는 수상이 나오고 있지 않지만, 4대 의장인 프란츠 요세프 슈트라우스와 6대 의장 에드문트 슈토이버는 1980년 선거와 2002년 선거에서 기민•기사연합 측 수상 후보로 선출되었다. (두 번 모두 사민당(SPD)에서 수상을 배출했다.) 연방 차원에서는 두 정당 모두 독립적이다.
바이에른 기독교사회연합

창당 이래로 줄곧 기사당은 기민련보다 더 보수적이라고 평가받는다. 기사당과 바이에른 주는 세계 2차 대전 후에 독일이 두 개의 주로 나뉘는 것에 대해 동의하지 않았기 때문에 독일연방공화국 설립조약에 서명하지 않았다. 바이에른 주는 별도로 구별된 비연방적 경찰 및 사법시스템을 갖고 있는 주이지만, 기사당은 독일 의회, 정부, 연방하원, 의회 선거 등 모든 독일 정치에 적극적으로 참여하고 있다.
닐스 올라프

명예 연대장 닐스 올라프 경(Colonel-in-Chief Sir Nils Olav)은 스코틀랜드 에든버러 동물원에 살고 있는 임금펭귄이다. 노르웨이 왕실 근위대의 마스코트이자 명예 연대장으로 활동하고 있다. 2008년 8월 15일 노르웨이 국왕 근위대의 방문을 받고 기사 작위를 수여 받았으며, 노르웨이 국왕인 하랄 5세가 이 작위를 승인하였다. 작위 수여식은 동물원에서 수백 명의 군중과 근위대 130명이 지켜보는 가운데 진행되었으며, 함께 참석한 하랄 5세는 닐스 올라프를 "기사 작위와 명예를 수여하기에 충분한 자격을 갖춘" 펭귄이라고 선언하였다.
셰퍼드 웨스트역

셰퍼드 웨스트역(Sheppard West Station) 은 캐나다 온타리오주 토론토의 지하철 1호선 영-유니버시티의 역이다. 셰퍼드 애비뉴와 윌리엄 R. 알렌 로드 교차로의 남동쪽에 위치해있는 이 역은 1996년 3월 30일에 다운즈뷰역(Downsview Station)으로 개통하였다. 역명은 2017년 12월에 스파다이나 지하철이 요크 대학교와 본으로 연장되면서 연장 7개월 전인 2017년 5월 7일에 셰퍼드 웨스트 역으로 역명이 바뀌었다. 개통 당시, 다운즈뷰역은 영-유니버시티-스파다이나 선의 기존 종점인 윌슨역에서 셰퍼드와 알렌까지 한 정거장 연장되었으며, 이는 1980년대 이후 토론토 지하철의 첫 노선 연장이기도 하였다. 역사. 1980년대 중반, 광역 토론토 시는 토론토의 지하철 건설 우선 순위를 정립하는 '네트워크 2011' 대중교통 계획안을 발표하였다. 이 계획에 따르면 셰퍼드 지하철을 영에서 빅토리아 파크까지 1994년까지 개통하고, 다운타운 릴리프 선을 1998년까지, 이후 에글린턴 애비뉴를 따라 버스 전용 차로를 짓고 이후 셰퍼드 선을 스파다이나 선 연장 구간과 스카버러 타운 센터까지 연장하는 방안을 추진하였다. 광역시는 1985년에 주 정부에 이 계획안을 발표하고 1988년에 온타리오 자유당 주 정부는 스파다이나 선을 윌슨에서 셰퍼드까지 연장하는 방안을 승인하였다.
셰퍼드 웨스트역

스파다이나 선이 한 정거장밖에 연장이 안 된 이유에는 자유당 주 정부가 막대한 돈이 들어가는 네트워크 2011 계획안을 꺼려했기 때문인데, 스파다이나 선을 한 정거장만 연장함으로써 다른 가능성을 염두에 두고 시간을 벌려고 하였던 것으로 파악된다. 또한 그 당시, 셰퍼드 선이 먼저 지어져야 하는지 스파다이나 선 요크 대학교 연장 구간이 먼저인지 우선 순위에 논란이 점화되었다. 토론토는 1996년 하계 올림픽 유치를 위해 노력하고 있었으며 올림픽 경기장으로는 요크 대학교가 적합해보였고 이에 따라 지하철 연장이 시급해보였다. 스파다이나 선을 셰퍼드로 연장하는 것은 양쪽 다 동의하는 부분이였으며 주 정부에서는 둘 다 동의하는 곳에 먼저 삽을 들고 다른 곳의 우선 순위를 살펴보기로 하였다. 하지만 스파다이나 선 연장은 이후 생각보다 오랜 시간이 걸렸으며, 요크 대학교 연장은 2007년까지 예산을 지원받지 못했고 셰퍼드 선 연장은 무산되었다. 당시 다운즈뷰 연장은 허허벌판에서 허허벌판으로 지하철을 연장한다는 비판이 있었으며 스카버러 지역의 정치인들은 네트워크 2011의 첫 계획안이였던 셰퍼드 선 공사가 지연될 것을 우려하였다. 하지만 자유당 주 정부는 이 구간만 우선 추진하였으며 광역 토론토 시의회는 1억 6천만 달러 상당의 지하철 연장을 지지하기로 하고 1989년 4월 26일에 가결되었다. 다운즈뷰 연장은 10여년만에 처음으로 지어지는 지하철 연장 구간이 되었다. 다운즈뷰 연장에 대한 환경 영향 평가는 생각보다 길어졌다.
셰퍼드 웨스트역

이 역은 캐나다 공군 기지로 쓰였던 다운즈뷰 공항이 근처에 있어서 평가 기간이 길어졌으며, 두 개의 연장안은 공군 기지 측에서 탄약 저장 및 처분 건물과 너무 가깝다는 이유로 거부하였다. 토론토 교통국은 커브 구간을 돌아 동쪽으로 노선이 이어지기를 바랐으나 결국 공군 기지에서 떨어진 북쪽 연장으로 가닥을 잡았다. 1991년, 온타리오 환경부는 환경 영향 평가에 대해 청신호를 내렸다. 공사는 1992년 6월 22일에 본격적으로 시작되었다. 터널 공사는 대개 절개 방식이였고 연장 구간의 긴 부분에 구덩이를 파서 메우는 형식이였다. 선로는 윌슨 역에서 북쪽으로 윌슨 차량 기지를 따라 나란히 달렸고 4년간의 공사 끝에 1996년 3월 30일에 역이 개통하였다. 공사 비용은 1억 1700만 달러가 들어갔다. 역명 변경. 1990년대 초반, 토론토 교통국과 광역 토론토 시는 '셰퍼드 웨스트'라는 이름을 사용하는 데 반대해왔다. 이 역이 셰퍼드 선의 추후 서부 종착역으로서 '셰퍼드 웨스트'보다 인근 지역을 더 자세하게 설명할 수 있는 이름을 찾게 되었다. 토론토 교통국은 이후 이름 짓기 이벤트를 통해 추후 개통할 스파다이나 선의 연장 구간 역의 이름을 짓게 되었는데, 1994년에 '다운스뷰'역이 '윌슨하이츠' 등 다른 후보를 제치고 선정되었다. 다운스뷰는 역 북서쪽에 있는 동네 이름으로, 1844년에 인근 땅 주인인 존 퍼킨스 불이 그의 농지 이름을 '다운스 뷰' (Downs View) 라고 지은 것에서 유래되었다.
셰퍼드 웨스트역

2010년, 스파다이나 선이 요크 대학교와 본으로 연장되면서 토론토 교통국은 기존 역 이름에 대해 이의를 제기하게 되었다. 연장 구간에서 다운스뷰 다음 역이 다운스뷰 공원 북쪽 끝에 위치해있으며 '체스우드'라는 이름은 인근 지역을 제대로 설명하지 못하고 '셰퍼드 웨스트'는 다운스뷰 역과 혼동할 가능성이 있었다. 결국 교통국 측은 다운스뷰 공원 북쪽 끝에 있는 역 이름을 다운즈뷰파크역이라고 명명하였고 다운즈뷰 역은 셰퍼드 웨스트로 변경하기로 하였다. 2017년 4월 1일, 토론토 교통국은 5월 1일부터 기존의 다운즈뷰 역을 셰퍼드 웨스트역으로 이름을 바꾸기로 하였다. 발표 이후 노선도와 안내판 등 역명 변경 작업이 본격적으로 이루어졌다. 역 구조. 셰퍼드 웨스트역은 넓직한 섬식 승강장과 경사진 지붕으로 공항 격납고와 다를 바가 없는 디자인이다. 벽의 파란색과 회색 타일과 천장에서 수직으로 내려오는 조명이 역을 비추고 지하철 승객들의 길라잡이 역할을 한다. 윗층에 역 승강장을 나란히 따라가는 지하 통로는 셰퍼드 애비뉴 북쪽 출입구로 연결되어 있고 역 남쪽 끝의 버스 터미널과도 연결되어있다. 버스 터미널은 높은 천장과 유리 재질로 크고 통풍이 잘 되어있다. 이 역에서 갈아탈 수 있는 대부분 버스는 예전에 윌슨역 북쪽 터미널을 이용하였으며 셰퍼드 웨스트역은 '허허벌판에서 허허벌판'으로 가는 지하철이라는 비판이 있지만 윌슨역으로 가는 운행 횟수를 줄이고 일부 승객들의 출퇴근 시간을 줄이는 데 기여하였다.
셰퍼드 웨스트역

이 역의 지하철 승강장 북쪽에는 주박선 두 개가 있으며 남쪽에는 회차 선로가 있다. 스파다이나 선과 미래의 셰퍼드 선을 Y자 형태로 이을 별다른 계획은 존재하지 않으나 셰퍼드 선이 셰퍼드 웨스트역까지 연장된다면 윌슨 차량기지에 손쉽게 진입하기 위해 연결선을 지어둘 가능성도 제기된다. 2009년 11월 27일에 요크 지역으로 지하철이 연장될 때 토론토 교통국은 다운즈뷰역과 윌슨 차량기지의 새로운 연결선에 대한 착공식을 치렀다. 터널은 2010년에 완공되었지만 TTC 측은 본 연장이 끝날 때까지 이곳에 선로를 놓지 않았다. 이 역은 애덤슨 제휴 건축사 (Adamson Associates Architects) 와 스티븐스 그룹 건축사 (Stevens Group Architects)에서 디자인하였으며 지하철 승강장은 높은 곡선 천장으로 비행기 격납고와 비슷한 느낌을 주어 인근 공군 기지와 연관을 지었다. 높은 천장과 채광창은 승강장까지 자연 채광이 가능하도록 하였으며 역 전체가 탁 트여있는 느낌을 주었다. 셰퍼드 웨스트역에는 공공 미술 작품이 두 개가 설치되어있다. '슬라이딩 파이' (Sliding Pi)는 캘거리의 예술가인 알린 스탬프가 디자인하였으며, 벽에 걸린 커다란 모자이크 작품으로 승객들이 버스 승강장에서 메자닌 층으로 계단이나 에스컬레이터를 타면서 볼 수 있다. 다른 작품은 존 매키논의 '보니 버스' (Boney Bus) 로, 커다란 알루미늄 빔과 현무암이 역 앞에 추상적인 버스 모양으로 설치되어있다.
셰퍼드 웨스트역

다운즈뷰역이 1996년에 개통할 때 이 역 근처는 셰퍼드 애비뉴 연선의 개발과는 멀찌감치 떨어진 허허벌판으로, 승객 대부분은 윌슨역에 종착하던 버스를 갈아타기 위한 환승객들이였다. 이후 이 역 근처에도 개발 바람이 불어 2005년 7월에는 600대가 넘는 공간의 환승 주차장이 생겼으며 요크 대학교로 가는 승객들이 늘어나면서 다운즈뷰역의 승객도 점차 늘어나게 되었다. 버스 연결편. 셰퍼드 웨스트역에서 갈아탈 수 있는 버스는 아래와 같다. 심야 버스를 제외한 모든 버스 노선은 역 내에 있는 버스 승강장에서 갈아탈 수 있다. 이 역에서는 또한 요크 지역 교통국의 105번 더퍼린 버스로 갈아탈 수 있으며, 승차시 YRT 요금을 지불해야 한다.
홍언필

홍언필(洪彦弼, 1476년 ~ 1549년)은 조선 전기의 문신으로 자는 자미(子美), 호는 묵재(默齋), 시호는 문희(文僖), 본관은 남양이다. 종묘의 인종 묘정에 배향됨으로써 종묘배향공신이 되었다. 중종과는 사위, 처가, 손녀딸을 통해 삼중 겹사돈이 된다. 1504년 갑자사화(甲子士禍)에 휘말려 진도로 유배당했다가 1506년 중종반정으로 석방되어 과거에 급제, 삼사의 요직을 거쳐 1519년에는 조광조의 당여로 몰렸으나 정광필의 변호로 풀려났다. 이후 참판, 대사헌, 이조와 형조, 병조, 호조의 판서를 거쳐 경기도관찰사와 우찬성, 우의정, 좌의정을 거쳐 1544년 영의정에 이르렀고, 익성부원군이 되었다. 1548년 다시 좌의정과 영의정을 지내 두번 좌의정과 두번 영의정을 지내게 된다. 생애. 사미시에 합격하였으나 1504년 갑자사화(甲子士禍)에 휘말려 전라도 진도로 유배당했다가 1506년 중종반정으로 풀려나와 1507년 중광문과에 을과로 급제했다.
홍언필

전경, 저작, 설경, 사경, 부수찬, 정언, 검토관, 교리, 시독관과 지평, 전부, 헌납, 시강관, 응교, 장령, 부응교, 사간을 지내다가 이후 홍문관 직제학, 동부승지, 우부승지, 병조참지를 지내고 1519년 사가독서 후 우승지가 되었으나 기묘사화(己卯士禍)에 휘말려 조광조(趙光祖)의 일파로 몰려 투옥되었으나 영의정 정광필의 변호로 풀려났다. 이후 황해도관찰사와 병조참의, 도승지, 대사헌, 대사간, 동지성균관사 등을 지낸다. 이후 형조참판, 대사헌, 공조참판, 동지사, 예조참판을 두루 거친다. 1526년 형조참판으로 성절사가 되어 명나라에 다녀왔고 대사헌을 6번이나 역임하고 각 조의 판서를 거쳐 1535년 우찬성이 되었다가 김안로(金安老)의 모함으로 파직당했다. 당시 그는 대사헌, 이조판서, 형조판서, 한성부판윤, 호조판서, 병조판서, 좌참찬, 경기도관찰사를 거쳐 우찬성이 되었던 것이다. 1537년 김안로가 실각하자 호조판서로 복관되고 우의정에 올라 좌의정을 거쳐 1544년 영의정에 이르렀다. 인종이 즉위하자 유관 등과 함께 원상이 되었다가 중추부영사로 전임하고 1545년 을사사화(乙巳士禍)를 일으키는 데 앞장서 위사공신 2등에 책록되고 익성부원군에 봉해졌다. 1548년 좌의정과 영의정에 재임되고 궤장을 하사받았으며 시서화에도 모두 능하고 문집으로는 《묵재집》이 있다.
홍언필

평소 몸가짐이 검소하고 사치스러운 것을 멀리하였고 집안의 법도가 엄격하여 주변의 칭송이 높았다고 전한다. 사후. 경기도 화성군 서신면 홍법리 산 30번지에 묘가 있으며, 주변에는 홍한의 묘와 홍형, 홍담, 홍진도의 묘소 11기 및 묘비 4기, 신도비 5기가 있어서 나중에 경기도기념물 제168호로 지정되었다. 가족 관계. 그는 중종과 이중으로 사돈관계를 형성한다. 기타. 그는 중종과 겹사돈이 되는데, 사위 윤진이 중종과 내외종사촌이 된다. 윤진은 중종의 어머니 정현왕후의 오빠 윤탕로의 아들이다. 자신의 처조카댁인 정순옹주는 중종과 숙원 이씨 소생 서녀 정순옹주이다. 아들 홍섬의 딸인 손녀딸 남양군부인은 중종의 서자 덕흥대원군 이초의 장남 하원군 이정과 결혼한다. 중종은 그의 사위 윤진의 고종사촌형이면서, 처조카댁 정순옹주의 친정아버지이고, 손녀딸 남양군부인의 시할아버지가 된다. 선조는 그의 사위 윤진의 내종질이면서 처조카댁 정순옹주의 조카이고, 손녀딸 남양군부인의 시숙이 된다. 장인 송질의 손자인 송인을 통해서 남곤과도 인척을 형성했다.
영산고등학교 (부산)

영산고등학교(靈山高等學校)는 대한민국 부산광역시 해운대구 반송동에 있는 사립 고등학교이다.
경관영양

경관영양(經管營養)이란, 위장관에 튜브를 삽입하여 영양을 공급하는 것을 뜻한다. 이를 위한 기기는 영양보급관 또는 영양관이라고 부른다. 영양보급관은 입으로 영양을 섭취할 수 없거나 안전하게 삼킬 수 없거나 영양 보충이 필요한 사람들에게 영양을 공급하기 위해 사용되는 의료 기기이다. 급성 상태의 치료를 위해 일시적으로, 만성 장애의 경우 평생 동안 배치될 수 있다. 다양한 보급관이 의료 행위에 사용된다. 일반적으로 폴리우레탄이나 실리콘으로 만들어진다. 보급관의 직경은 프렌치 단위로 측정된다. (각 프렌치 단위는 1/3mm와 같음) 삽입 부위와 용도에 따라 분류된다.
쭐랄롱꼰 대학교

쭐랄롱꼰 대학교(, )는 태국에서 가장 오래된 대학교이자, 태국을 대표하는 대학교로 여겨지고 있다. 이 대학은 19개의 학과와 부설 기관 등으로 구성되어 있다. 대학교 이름은 라마 5세(쭐랄롱꼰 대왕)을 기념하기 위해 붙여졌으며 그의 아들이자 후계자인 와치라웃(라마 6세)이 1917년에 왕립 페이지스 스쿨과 약학 대학을 병합하여 설립하였다. 캠퍼스는 방콕 도심의 대부분을 차지하고 있으며 태국의 10대들에게 인기가 높은 시암 광장과 마주하고 있다. 이 곳은 태국의 개인 전용 고급 스포츠 클럽인 로열 방콕과 인접하여 있다. 대학의 상징은 프라 키아오이다. 태국의 공주 마하 짜끄리 시린톤은 1973년부터 1977년까지 쭐랄롱꼰 대학교를 다녔는데, 그녀는 태국 왕가 출신 인사로는 처음으로 이 대학을 졸업한 인물이 되었다. 예전에는 태국의 왕족들이 주로 외국에서 교육받았다. 위상. 국제대학평가 2018년 QS 세계대학평가 종합순위 245위, 태국 1위 2016-2017년 QS Asian University Ranking 45 위, 태국 1위 2017년 QS graduate employability rankings 151-200위, 태국 1위 2016년 Center for World University Ranking 320위, 태국 1위 2017년 Round University Ranking 398위, 태국 1위 2016년 RUR Reputation Rankings 182위, 태국 1위 2016년 RUR Research Performance World University Rankings 424위, 태국 1위 2016년 CWTS Leiden Ranking 424위, 태국 1위 2016년 THE World University Rankings 601-800위
키시두구

키시두구(Kissidougou)는 기니 남부에 있는 도시로 파라나 주에 위치한다. 2008년에 인구는 119,909명이었다. 역사. 18세기에 도시가 건설됐다. 2000년 12월부터 2001년까지 일어났던 시에라리온과 라이베리아의 전쟁으로 발생한 난민이 이곳으로 많이 옮겨왔다.
제네바 대학교

제네바 대학교()는 스위스의 공립대학교이다. 제네바에 위치해 있고, 불어를 사용한다. 1559년 종교개혁자 장 칼뱅이 신학, 법학, 인문 교육 기관으로 창설한 뒤 1873년에 종합대학교가 되었다. 개요. 제네바 대학교는 장 칼뱅이 1559년에 신학교와 법학교로서 설립하였다. 1581년부터 세속 학과 교육을 위한 발전이 시작되었으며, 시정부는 세 명의 교육 행정관을 임명하였다. 계몽시대에 학과목들의 확대가 이루어지다가 1873년 제네바 급진파 의원인 앙투안 카르트레(Antoine Carteret)의 주도로 의학부가 창설됨과 동시에 대학교(université)의 명칭을 갖게 되었다. 의학부는 1876년 문을 열었다. 이외에도 카르트레는 제네바에 공립 무상의무교육제도를 도입하기도 하였다. 오늘날, 제네바 대학교는 스위스에서 두 번째로 큰 대학교이다. 다양한 분야의 프로그램이 있는데, 특히 국제 기구가 많은 제네바의 특성을 반영한 국제 관계나 법률, 과학적인 연구 성과로 유명한 행성과학, 유전학, 신학 등과 관련한 프로그램으로 유명하다. 사용 언어는 주로 불어이다. 교육, 연구, 사회봉사 등 세 가지 목표를 추구한다. 제네바 대학교는 유럽 연구 대학 연맹의 멤버이다. 2009년 450번째 기념일을 폭넓은 공개 행사와 함께 기념하였다. 졸업생 또는 교수로 노벨상을 수상한 대표적인 인물은 1957년 노벨 생리학·의학상 수상자 다니엘 보베(Daniel Bovet), 1978년 노벨 생리학·의학상 수상자 베르너 아르버(Werner Arber), 1992년 노벨 생리학·의학상 수상자 에드먼드 피셔(Edmond H. Fischer) 등이다.
제네바 대학교

제네바 아카데미. 제네바 아카데미는 제네바 대학의 전신이다. 제네바 아카데미는 1559년 6월 5일 칼뱅을 의장으로 하여 생 피에르 교회(St. Pierre Cathedral)에서 열린 집회를 통해 개교했다. 이미 칼뱅이 스트라스부르에서 돌아온 직후인 1541년에 학교를 세울 계획을 갖고 있었지만 여러 가지 이유로 1555년에 제네바에서의 정치적 상황들이 변할 때까지 이 계획은 실현되지 못했다. 대학설립을 위해 먼저 새로운 건물이 필요했다. 1558년 초 부르드푸(Bourg-de-Four) 병원 근처에 적당한 장소를 물색했다. 하지만 건축을 할 수 있는 정부의 재정이 전혀 없었기 때문에 칼뱅은 상당한 액수의 기부금을 모금하는 일을 관장했다. 칼뱅과 다른 목사들은 교육 계획안을 만들었고 승인을 받기 위해 시의회에 제출했다. 새로운 대학에서 기존에 있던 라 리브 학교는 7학급의 사립초등학교가 되었다. 처음 두 학급에서는 아이들이 불어와 라틴어 쓰기 읽기를 배웠다. 그리고 다음 학급에서는 라틴어와 그리스 작가들을 집중적으로 공부했다. 독해 영역과 자신의 생각을 분명하게 말로 표현하는 영역을 특별히 강조하였다. 수요일에는 수업이 없었다. 아침에 학생들은 교회에 갔으며, 오후에는 휴식 시간을 가졌다. 토요일에는 학습했던 내용을 복습했으며, 다가오는 주일을 위해 교리문답을 공부했다. 학습을 시작하는 날이 되면 교리문답에 있는 기도로 (특히 학교를 위해) 시작했다. 기도와 시편 찬송은 학습 시간표에 고정적으로 들어 있었다. 학생들은 또한 주기도문 암송과 사도신경, 그리고 십계명을 배웠다. 교사들은 목사들과 교수들에 지명되었으며, 시의회의 승인을 받아야 했다.
제네바 대학교

사립초등학교에 출석하던 학생들은 시립중등학교(schola publica, académie)에서 공부를 계속할 수 있었는데, 이 학교는 그다지 보편적이지 않은 형태의 기관이었다. 등록한 학생은 제네바 신앙고백서에 서명하고 교사들과 같은 방식으로 임명된 5명의 교수가 가르치는 27개의 강의 과정을 수강하였다. 히브리어 교수는 히브리어 주석을 이용한 구약성경 해석으로 학생들에게 히브리어를 가르쳤다. 그리스어 교수는 그리스 철학자(특별히 윤리학이 주목을 받았다)와 시인의 글을 학생들과 함께 읽었다. 인문학을 담당하던 교수들은 자연과학, 수학, 그리고 웅변술을 학생들에게 가르쳤는데, 특히 마지막 과목은 목사나 변호사를 준비시킨다는 생각을 가지고 가르쳤다. 토요일 오후에는 실제적인 신학 훈련에 중점을 두었다. 몇몇 목사들의 지도 아래 학생들은 설교를 발표하고 평가를 받았다. 이미 언급한 교수들 외에도 성경해석을 위한 두 명의 교수가 있었다. 대학 초창기에는 칼뱅과 베자가 이 자리를 채웠다. 교수들은 금요일에 있던 목사회에도 참석했다. 포도 수확 철에는 3주간 방학했다. 1559년 6월 5일 생 피에르 교회에서 이 도시의 비서관 미셸 로제(Michel Roset)가 대학의 규정들을 크게 낭독하고 교사들이 그 법률과 신앙고백서에 동의하기로 맹세한 뒤 목사들이 시의회에서 대학 학장으로 추대한 베자가 개막 연설을 했다. 대학이 자리 잡은 건물은 1564년에 가서야 완공되었다. 이 때에는 약 1,500명의 학생들이 있었으며 그들 대부분은 외국에서 온 학생들이었다. 이들은 신학이나 법률 중 한 과목을 공부할 수 있었다.
리비아의 국장

리비아는 현재 공식적인 국장을 갖고 있지 않다가 2021년 3월 15일 공식적인 국장이 정해졌다. 이전에는 여권 표지에는 리비아의 국기에 그려져 있는 초승달과 별을 리비아를 상징하는 문장으로 사용했다.
하띤랑구르

하띤랑구르("Trachypithecus hatinhensis")는 구세계원숭이의 일종이다. 베트남의 석회암 숲에서 발견되는 멸종 위기종으로, 꽝빈 성에 주로 서식한다. 최근의 연구에 의하면 꽝찌 성에서도 일부 사는 것으로 밝혀졌다. 이름 때문에, 하띤 성에 사는 것으로 잘못 알려져 있다. 현지의 소수 민족인 반 키예우 족은 이 루뚱원숭이를 '꼰 꿍'이라고 부르는 데, 이는 "긴꼬리의 절벽에서 사는 검은 원숭이"라는 뜻이다. 근연종인 프랑수아랑구르 ("T. francoisi")와 닮았지만, 흰 뺨-줄 무늬가 목덜미를 타고 귀 뒤로 이어져 있다. 주행성 동물이자 나무 위에서 사는 수목형 랑구르로, 2-15마리씩 집단을 형성하여 생활하는 것이 목격되지만, 때로는 30마리 이상 큰 집단을 이루기도 한다. 종종, 프랑스와랑구르의 아종으로 여겨지기도 하지만, 1995년 브라돈-존스에 의해 완전한 종으로 알려졌으며 2005년 그로브스(Groves)도 이를 따랐다. 그러나 2004년에는 두 종 모두 아종으로 분류되었으며 유전학적 연구는 이 원숭이를 라오스랑구르("T. laotum")의 아종으로 봐야한다고 제안하고 있다.
이장곤

이장곤(李長坤, 1474년 ~ ?)은 조선 전기의 문신이자 학자로 자는 희강, 호는 학고와 금헌, 금재, 우만, 시호는 정도이며 본관은 벽진이다. 생애. 참군 이승언의 아들이자 김굉필(金宏弼)의 문인으로 1495년 사마시에 장원으로 합격하여 1502년 알성문과에 을과로 급제했다. 1504년 교리로 있던 중 갑자사화(甲子士禍)에 휘말려 거제로 귀양갔으나 함흥으로 도주하여 양수척(楊水尺)의 무리에 끼어 살면서 목숨을 부지했다. 1506년 중종반정 이후 박원종(朴元宗)의 추천으로 다시 관직에 임명되어 교리와, 장령, 동부승지 등을 역임했으며 학문과 무예 모두 겸해 중종의 큰 신임을 받았다. 1512년 여진족의 침략을 무찌르고 1513년에 이조참판이 되었으며 1514년에는 예조참판으로 정조사가 되어 명나라에 다녀왔다. 이후 대사헌, 이조판서, 좌찬성 등을 역임했다. 1519년 병조참판으로 재임시 남곤(南袞), 심정(沈貞) 등이 주도한 기묘사화(己卯士禍)에는 사림의 처벌 논의에는 참여했으나 체포된 조광조(趙光祖)와 그의 신진 세력들의 처형에는 반대하다가 삭직당했다. 1522년 복관되어 여강과 창녕 등지에서 은거 생활을 하였다. 사후. 사후 창녕의 연암서원에 제향되었으며 문집에는 《금헌집》이 있다.
병렬 컴퓨팅

병렬 컴퓨팅() 또는 병렬 연산은 동시에 많은 계산을 하는 연산의 한 방법이다. 크고 복잡한 문제를 작게 나눠 동시에 병렬적으로 해결하는 데에 주로 사용되며, 병렬 컴퓨팅에는 여러 방법과 종류가 존재한다. 그 예로, 비트 수준, 명령어 수준, 데이터, 작업 병렬 처리 방식 등이 있다. 병렬 컴퓨팅은 오래전부터 주로 고성능 연산에 이용되어 왔으며, 프로세서 주파수의 물리적인 한계에 다가가면서 문제 의식이 높아진 이후에 더욱 주목받게 되었다. 최근 컴퓨터 이용에서 발열과 전력 소모에 대한 관심이 높아지는 것과 더불어 멀티 코어 프로세서를 핵심으로 컴퓨터 구조에서 강력한 패러다임으로 주목받게 되었다. 병렬 컴퓨터들은 대체적으로 하드웨어의 병렬화 방법에 따라 분류된다. 클러스터, MPP, 그리드는 여러 컴퓨터에서 한 가지 작업을 하도록 설계되었다. 멀티 코어나 멀티 프로세서 컴퓨터들은 여러 개의 처리 요소(CPU 등)을 한 기기에 탑재하고 작업한다. 특수화된 병렬 컴퓨터 구조들은 가끔씩 고전적인 프로세서들과 함께 특정한 작업을 가속화 시키는 목적으로도 사용된다. 병렬 컴퓨터 프로그램들은 순차적 프로그램보다 난해하다. 왜냐하면 동시처리는 여러 종류의 새로운 잠재적 소프트웨어 버그를 가지고 있기 때문이다. (경쟁 상태가 가장 흔하다) 통신과 동기화를 요구하는 다른 하위 작업들은 병렬 프로그램 성능의 전형적인 방해요소다. 병렬화된 프로그램의 속도 향상은 암달의 법칙에 의해서 그 결과가 결정된다. 배경. 전통적으로 컴퓨터 소프트웨어는 직렬 컴퓨팅 방식을 기본으로 작성되어 왔다. 문제를 해결하는 데 있어서 알고리즘은 직렬형 명령들로 이루어졌고 그 명령들은 하나의 CPU에 의해서 실행되었다. 한 명령이 한 번에 하나씩 실행된다.
병렬 컴퓨팅

하나가 끝나면 그 다음 명령이 실행된다. 병렬 컴퓨팅은 여러 개의 처리 요소(프로세서 등)를 이용하여 한 번에 문제를 해결한다. 이것은 그 문제를 독립적인 부분들로 나눠서 각 처리 요소가 그 부분의 알고리즘들을 한 번에 다른 요소들과 처리를 할 수 있게 하는 것을 가능하게 했다. 그 처리요소들은 여러 자원들을 포함한다. 예를 들면 한 컴퓨터에 있는 멀티프로세서, 여러 네트워크 컴퓨터들, 특수 하드웨어, 아니면 그런 것들을 섞어 쓸 수도 있다. 컴퓨터의 클럭 속도는 1980년도 중반부터 2004년까지 컴퓨터 성능을 향상시키는 데 가장 영향력 있는 요소였다. 프로그램 실행시간은 명령어 수를 명령어 당 평균시간을 곱한 것과 같았는데 클럭수를 늘리면 명령을 실행하는 평균시간은 짧아진다. 그러나 칩의 전력소모량은P = C × V2 × F의 공식에 따른다. 여기서, P는 전력, C는 한 클럭 주기 당 스위칭된 전기용량(입력이 변화하는 트랜지스터의 개수에 비례), V는 전압(voltage)이고 F는 주파수(프로세서 속도)를 의미한다. 주파수 수(프로세서 속도)를 높이면 전력 사용량이 늘어난다는 뜻이다. 전력 사용량이 계속 높아가자 결국 인텔은 2004년 5월에 테자스와 제이호크(Tejas and Jayhawk)를 취소시키기에 이른다. 그 사건은 주파수 척도에 의한 컴퓨터 구조 패러다임이 끝나는 것을 의미하게 된다. 무어의 법칙은 매 18에서 24개월 동안 집적도가 두 배씩 늘어난다는 것을 예측하는데, 전력소모량 사건에 계속됐던 예측은 끝이나고 말지만 무어의 법칙은 여전히 유효하다.
병렬 컴퓨팅

주파수 척도는 끝이 났지만 추가적인 트랜지스터들은 추가적인 병렬 컴퓨팅에 쓰이게 된다. 암달의 법칙과 구스타프슨의 법칙. 병렬화로 인한 속도 향상중 제일 좋은 것은 역시 선형적 결과다. 프로세서 수를 두 배로 늘리면 두 배 역할을 해서 실행시간을 절반으로 줄이고 프로세서 수를 또 두 배로 늘리면 또 실행시간이 절반으로 줄어든다. 그런데 아주 적은수의 병렬 알고리즘만이 최적의 속도 향상을 달성했다. 대부분은 그저 비슷한 선형적 속도 향상을 적은 수의 처리요소(프로세서)로 달성했을 뿐이다. 그것들은 처리 요소들의 숫자가 많아질수록 효과가 적어진다. 병렬 컴퓨팅 기반에서 잠재적인 속도 향상 알고리즘인 암달의 법칙은 1960년대에 진 암달에 의해서 만들어졌다. 병렬화할 수 없는 작은 부분의 프로그램은 전체적인 병렬화에 영향(제한)을 가져온다는 것이었다. 수학적이나 공학적 문제들은 전통적으로 몇 가지 병렬화된 부분과 병렬화되지 않은 부분으로 구성되게 된다. 이 관계는 아래와 같은 공식으로 나타나게 된다. 여기서 "S"는 프로그램의 속도 향상을, "P"는 병렬화 가능한 분수를 의미한다. 만약 프로그램의 10%가 순차적 부분이라면 우리는 몇 개의 프로세서를 추가하든 간에 10배 이상 속도를 높일 수가 없다. 이것이 실용적으로 병렬실행 유닛들을 추가할 수 있는 한계이다. 순차적 부분의 제한으로 작업을 더 이상 나눌 수 없게 될 때 응용 프로그램들은 그 이상 빠른 결과를 만들 수 없게 된다.
병렬 컴퓨팅

인월미신의 예를 인용하자면 “임산부가 아무리 많아도 아이를 낳는 데에는 9개월이 걸린다.” 구스타프슨의 법칙은 컴퓨터 공학의 또 다른 법칙인데, 암달의 법칙과는 밀접한 관계가 있다. 이 공식은 다음과 같다: "P"는 프로세서 수고 "S"는 속도 향상. "α"는 비 병렬 부분이다. 암달의 법칙은 문제가 고정된 크기라는 것과 순차적 부분을 독립적인 프로세서들이라고 가정한다. 구스타프슨의 법칙은 그런 가정을 하지 않는다. 종속성. 병렬 알고리즘은 자료 종속성을 이해하는 것이 기본이 된다. 어떤 프로그램도 가장 길게 연결되어 있는 종속적(비독립) 계산보다 빠르게 실행될 수 없다. (크리티컬 패스라고도 함) 이는 계산들이 이전 계산에 종속되어 있으면 계산은 그 차례를 지켜야 한다는 것을 뜻한다. 그러나 대부분 알고리즘들은 그런 긴 종속의 연결을 포함하지 않는다. 일반적인 병렬에서는 비종속적인(독립적인) 계산을 실행할 가능성이 많다. Pi 와 Pj 두 프로그램 조각들이 있다고 하자. 번스타인 상태는 두 개의 독립적이고 병렬적으로 실행될 수 있을 때를 설명한다. Ii는 Pi의 입력 변수고 Oi는 출력 변수라고 하고 Pj 도 같이 그렇다고 하자. 만약 다음을 만족시키면 Pi와 Pj는 독립적이다. 첫 번째 상태의 위반은 종속성 흐름(flow dependency) 을 야기한다. 첫 번째 문(文)을 일치시키는 것은 두 번째 문이 작성한 결과를 만든다. 두 번째 상태는 대 종속성(anti-dependency) 상태를 의미한다. 첫 번째 문이 두 번째 문에 의해 필요가 된 변수를 덮어쓸 때 세 번째와 마지막 상태는 출력의 독립을 의미하게 된다. 두 개의 문들이 같은 장소에서 작성할 때 마지막 결과는 논리적으로 반드시 마지막으로 실행됐던 명령이 되어야 한다.
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아래 함수는 몇가지 종속성을 보여준다. function Dep(a, b) c := a*b d := 2*c end function Dep 함수 세 번째 줄은 두 번째 줄이 실행되기 전에는 실행될 수 없다. 왜냐하면 세 번째 줄은 두 번째줄의 결과에 의해서 실행되어야 하기 때문이다. 이것은 첫 번째 상태를 위반한 것이다. 즉, 종속성 흐름을 야기시킨다. function NoDep(a, b) c := a*b d := 2*b e := a+b end function 이 예에서 명령어 간에 종속성은 없다, 따라서 이것들은 병렬로 처리할 수 있다. 번스타인의 상태는 다른 프로세스들 간에 메모리 공유를 허용하지 않는다. 그 때문에 서로 접근할 수 있게 만드는 방법이 필요할지도 모른다. 예를 들면 세마포어나 배리어나 아니면 다른 동기화 방법들 말이다. 경쟁상태, 상호배제, 동조화, 병렬감속. 병렬 프로그램에서 하위 작업들은 스레드라고 불리기도 한다. 몇몇 병렬 컴퓨터 구조는 작고 경량화된 버전의 스레드인 파이버를 이용하기도 하고 큰 버전으로는 프로세스 라고도 한다. 그러나 “스레드”는 일반적으로 하위 작업을 가리키는 단어로 해석된다. 스레드들은 자기들끼리 공유되는 몇몇 변수들을 갱신할 필요가 있다. 두 프로그램들 사이의 명령어들은 아마 끼워넣을 지도 모른다. 예를 들자면 아래 프로그램을 보자. 만약 명령어 1B가 1A과 3A 사이에서 실행되었다거나 1A가 1B나 3B 사이에서 실행되었다면 프로그램은 잘못된 정보를 만들게 된다. 이것을 바로 “경쟁 상태” 라고 한다. 프로그래머는 반드시 락을 사용해서 상호 배제를 해야 한다. 락은 한 개의 스레드가 락이 풀리기 전까지 변수를 제어하고 다른 스레드가 읽거나 쓰는 것을 막는 프로그래밍 언어 구조체다.
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스레드는 락을 임계 구역 (몇몇 변수를 접근할 수 있게 허용해 주는 프로그램 구역) 내에서 자유롭게 실행할 수 있게 만든다. 그리고 다 끝나면 잠금을 해제한다. 따라서 올바른 프로그램 실행을 보장시켜준다. 위의 프로그램을 락을 사용해서 다시 작성하면 다음과 같다. 다른 스레드가 락 아웃( V가 다시 풀릴 때까지 진행하지 못하게 함)될 때 한 스레드는 변수V를 성공적으로 잠갔다. 이것은 프로그램이 정상적으로 실행되는 것을 보장한다. 잠금은 프로그램이 정상적으로 실행되는 것을 반드시 보장하지만 프로그램 속도를 느리게 할 수도 있다. 여러 개의 변수들을 비원자성을 사용해서 잠그면 교착 상태에 빠질 수도 있다. 원자성 락은 한꺼번에 여러 개의 변수를 잠근다. 만약 전부다 잠글수 없다면 아무것도 잠그지 않는다. 만약 두 개의 스레드들이 서로 같은 두 변수들을 비원자성을 사용해서 잠가야 한다면 한 개의 스레드는 하나를 잠글지도 모르고 그러면 두 번째 스레드는 두 번째 변수를 잠가야 한다. 이 경우 두 스레드 다 잠그지 않을것이다. 그리고 교착 상태로 이어진다. 많은 병렬 프로그램들이 하위작업으로 동기화를 필수로 한다. 배리어는 그 작업에 필요한데, 배리어는 원래 소프트웨어 락에 포함 (implement) 되어 사용된다. 한 클래스의 알고리즘들인 비차단 동기화 (lock-free와 wait-free 알고리즘)는 모두 락과 배리어의 사용을 피한다. 그러나 이 접근은 일반적으로 포함시키기 어렵고 정확한 디자인의 자료구조를 요구하게 된다. 모든 병렬화가 속도 향상을 시키진 않는다. 일반적으로 스레드들을 나누면 나눌수록 그 스레드들은 서로 의사소통 하는 데 시간을 더 증가시킨다.
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결국 의사소통에 의한 문제를 해결하기 위해서 간접적인 시간소모를 해야하고 그 이상의 병렬화는(부하를 나누기 위해 스레드들을 나눌 때) 실행시간을 단축시키기는커녕 늘리게 된다. 이것을 병렬 감속이라고 한다. 잘게 나눔(fine-grained), 크게 나눔(coarse-grained), 처치 곤란 병렬(embarrassingly parallel). 응용 프로그램들은 가끔 얼마나 자주 하위 작업들이 동기화 되나 혹은 서로 통신해야 하냐에 따라서 분류가 나뉘기도 한다. 만약 병렬 응용 프로그램의 하위 작업들이 초당 통신을 많이 해야 하면 잘게 나뉘었다고 하고 초당 통신을 많이 안해도 되면 크게 나뉘었다고 한다. 그리고 만약 아주 가끔 통신하거나 아예 하지 않는다면 처치 곤란 병렬 이라고 한다. 처치 곤란 병렬 응용 프로그램은 가장 쉬운 병렬화로 알려져 있다. 일관성 모델들. 병렬 프로그래밍 언어와 병렬 컴퓨터들은 반드시 일관성 모델 (메모리 모델이라고도 불린다) 을 가지고 있어야 한다. 일관성 모델이란 컴퓨터 메모리 위에서 어떻게 연산들을 할 것인지와 어떻게 결과들을 만들것인지 규칙을 정의하는 것이다. 일관성 모델 중에는 레슬리 램포트의 순차 일관성 모델 (sequential consistency)이라는 것이 있다. 순차 일관성이란 병렬 프로그램 실행시 순차적 프로그램에서 나오는 결과와 똑같이 만드는 병렬 프로그램의 특성이다. 특히 만약에 “…어떤 실행에서의 결과가 모든 프로세서들의 연산이 어떤 순차적인 차례로 실행되거나 그 연산들의 각 독립적인 프로세서가 그 프로그램에 의해 보여주는 순서가 똑같다면” 프로그램은 순차적으로 모순이 없다. 소프트웨어 트랜잭셔널 메모리 (Software transactional memory (이하 STM))는 흔한 방식의 일관성 모델이다.
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STM은 데이터베이스 이론에서 원자 트랜잭션의 컨셉과 그것을 메모리 접근에 적용한걸 가져온 것이다. 수학적으로 이런 모델들은 여러 가지 방법으로 표현될 수 있다. 1962년 칼 아담 페트리의 박사 논문으로 소 개된 페트리 넷은 일찍이 일관성 모델들을 체계적으로 분류하는걸 시도했던 사례다. 자료흐름 이론(dataflow theory) 은 그것을 기반으로 만들어졌고 자료흐름 구조 (Dataflow architectures)는 자료흐름 이론의 아이디어들을 물리적인 방법에 의해 만들어졌다. 1970년도 후반에 시작된 통신 시스템 미적분 (Calculus of Communicating System) 이나 소통 순차적 프로세스 (Communicating Sequential Processes)들 같은 프로세스 미적분 (process calculi)들이 구성요소들의 상호 통합이라는 대수적 논리에 의해서 개발될 수 있었다. 좀 더 최근에는 파이-미적분 같은 미적분 들이 동적 기하학에 대한 성능 향상을 위해 그 프로세스에 추가되었다. 램포트의 TLA+ 같은 논리들과 대각합 (traces)이나 액터 이벤트 다이어그램 (Actor event diagrams) 같은 수학적 모델들이 동시 행위 시스템의 행동을 설명하기 위해서 개발됐다. 플린의 분류학. 마이클 J. 플린은 가장 쉬운 컴퓨터와 프로그램 병렬(과 순차) 분류 시스템 중에 하나를 만들었다. 이것은 플린의 분류학()이라고도 알려져 있다. 플린은 프로그램들과 컴퓨터들을 그것이 단일, 아니면 복수의 명령어 셋을 사용하느냐 아니냐 그리고 그 명령으로 단일 아니면 복수의 데이터 들을 연산하는지 여부에 따라서 분류를 했다. SISD(단일명령-단일자료)는 완전히 순차적 프로그램과 같다. SIMD(단일명령-복수자료)는 반복되는 큰 자료에 대한 연산을 한다. SIMD는 일반적으로 신호처리 응용 프로그램들에서 실행된다.
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MISD(복수명령-단일자료)는 거의 쓰이지 않는 분류인데, 컴퓨터 구조들이 이것을 고민하고 있을 때(시스톨릭 배열같은 것들) 몇몇 응용 프로그램들이 이 분류를 구현시켜냈다. MIMD(복수명령-복수자료) 프로그램들은 제일 흔한 종류의 병렬 프로그램들이다. 데이비드 A. 패터슨과 존 L. 헤네시에 따르면 “몇 머신들은 이 카테고리를 여러 개 가질수도 있다, 당연히, 그런데 이 오래된 모델은 살아남는다. 왜냐하면 간단하고 이해하기 쉽기도 하고 처음 배울 때 좋다. 그리고 또 아마 어떤 조직을 넓게 이해하는 데 가장 많이 쓰였기 때문이다.” 병렬처리의 종류. 비트수준 병렬처리. 초고밀도 집적회로(VLSI)의 등장으로 1970년대부터 1986년까지 컴퓨터 칩 제조 기술은 두 배의 워드 크기를 가진 컴퓨터 구조를 만들어 내서 속도 향상을 달성했다. 프로세서의 정보량은 사이클 단위의 조작이 가능했는데, 워드 크기를 늘리게 되면 워드 길이보다 큰 변수 위에서 실행되어야 했던 명령어 개수가 줄어들게 됐다. 예를 들자면, 8비트 프로세서는 반드시 16비트 정수형 두 개를 추가시켜야 한다. 프로세서는 반드시 먼저 8 하위 비트를 각 표준 추가 명령어를 정수형으로부터 추가시켜야 하고 그 다음에 하위에서 추가로 ADC 명령과 캐리를 사용하는 8 상위 비트를 추가시킨다. 8비트 프로세서는 한 개의 연산을 완료하기 위해서 2개의 명령어들을 필요로 하게 되고, 16비트 프로세서는 1개의 연산을 1개의 명령어로 끝낼수 있게 된다. 역사적으로 4비트 마이크로 프로세서들은 8비트, 16비트 그리고 32비트 마이크로 프로세서들에 의해서 교체됐다.
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이 유행은 일반적으로 두 세대를 범용 컴퓨터 표준이 된32비트 프로세서의 등장과 함께 끝나는데, 최근 (2003-2004)엔 64비트 프로세서들을 가진x86-64 구조들이 등장하면서 표준이 된다. 명령어 수준 병렬 처리. 컴퓨터 프로그램은 명령어들의 흐름이 프로세서에 의해서 실행되는걸 바탕으로 한다. 이 명령어들은 재 순차와 결과의 변경 없이 한꺼번에 그룹단위로 병렬실행이 가능했다. 이것을 명령어 수준 병렬화라고도 한다. 이 명령어 수준 병렬화는 80년대 중반부터 90년대 중반까지 컴퓨터 구조를 주름잡았다. 현대의 프로세서들은 다단계 명령어 파이프라인을 가졌다. 파이프라인에서 각 단계는 다른 행동을 하는 같은 단계의 명령어를 실행하는 프로세서와 일치시킨다. N 스테이지 파이프라인은 N 개 만큼의 다른 명령어들을 다른 완료된 단계에서 가질수 있다. 파이프라인된 프로세서의 정석은 RISC 프로세서다. (다섯 개의 단계 – 명령어 패치, 디코드, 실행, 메모리 접근, 다시 써넣기 (write back) 가 정석이다.) 펜티엄 4 프로세서는 31단계의 파이프라인을 가지고 있다. 파이프라인을 할 때 명령어 수준 병렬화에서 몇 프로세서들은 한 개 이상의 명령어를 한 번에 만들 수 있었다. 이것을 슈퍼스칼라 프로세서라고도 한다. 만약에 자료종속성만 없다면 명령어들은 한꺼번에 합쳐질수 있다. 스코어보딩 (Scoreboarding)과 토마줄로 알고리즘 (스코어보딩과 비슷하지만 레지스터 리네이밍 (Register renaming)을 사용한다) 이 두 가지가 가장 흔한 비 순차적 실행과 명령어 수준 병렬화 기술들이다. 자료 병렬 처리. 자료 병렬화는 프로그램 루프에 내재된 병렬화다.
병렬 컴퓨팅

프로그램 루프는 병렬로 처리된 다른 컴퓨팅 노드들의 자료를 분산시키는데 초점을 맞춘다. “루프를 병렬시키는 것은 가끔 비슷한 (완전 같을 필요는 없이) 순차 연산이나 큰 자료구조의 요소에서 실행되는 함수들을 실행시키게 한다.” 많은 과학적, 공학적인 응용물들이 자료 병렬화를 보여준다. 루프가 가지고 있는 종속성은 이전 반복의 하나 이상의 결과에 종속된다. 루프의 종속성은 병렬화 루프에 의해 막힌다. 예를 들면 아래의 피보나치 수 의사코드를 보자. PREV1 := 0 PREV2 := 1 do: CUR := PREV1 + PREV2 PREV1 := PREV2 PREV2 := CUR while (CUR < 10) 이 루프는 병렬화할 수 없다. 왜냐하면 CUR 이 각 루프를 도는 동안 그 자신(PREV2)과 PREV1에 종속되기 때문이다. 각 반복이 그 이전 결과에 종속되므로 병렬화할 수 없다. 문제의 크기가 크면 클수록 자료의 병렬화의 유효성은 일반적으로 커진다. 작업 병렬처리. 작업 병렬화는 병렬 프로그램 “전체적으로 다른 계산들은 같거나 다른 자료들에서 실행될 수 있다.” 라는 성질을 가지고 있다. 이것을 자료 병렬화와 상반시키면 계산이 같거나 다른 자료들에서 실행될 수 있다. 작업 병렬화는 일반적인 규모의 문제와 함께 측정되지 않는다.
뇌-컴퓨터 인터페이스

뇌-컴퓨터 인터페이스()는 뇌와 외부 장치간의 직접적인 상호작용 방식이다. 양방향 정보 전달을 가능케 한다는 점에서 신경제어기술neuromodulation과 차이가 있다. 인간의 인지능력이나 감각-운동기능을 탐구하고, 뇌의 각 부위에 대한 기능을 지도로 만들며, 보조, 증진, 치유하는데에도 관련이 있다. BCI에 대한 연구는 1970년대에 미국 국립과학재단의 승인을 받아 UCLA에서 처음 시작되었는데, 곧 DARPA도 연구를 지원하기 시작했다. 이 연구 이후에 출판된 논문들에서 뇌-컴퓨터 인터페이스라는 표현이 처음으로 사용되었다. 처음에는 신경보철물에 응용되어 시청각 장애나 운동장애를 회복시키는데 초점을 두었다. 두뇌피질의 신경가소성 덕분에 사용자의 의지에 한번 적응하기만 하면, 마치 원래 가지고 있었던 감각기관이나 운동기관인 것처럼 뇌에서 신호를 처리할 수 있다. 동물을 대상으로 한 임상시험을 수년간 실시하여 1990년 중반부터 신경보철물이 사람에게 직접 적용되는 사례가 나타나고 있다. 신경제어 인터페이스(NCI), 정신-기계 인터페이스(MMI), 직접 신경 인터페이스(DNI), 뇌-기계 인터페이스(BMI) 등 다양한 이름이 있다. 미게우 니콜렐리스 교수는 침습적인 경우 BMI라 하고 비침습적인 경우 BCI라 한다고 했는데, 현재 학계에서는 침습적인 경우 iBCI(intracortical-)라고 하는 추세이다. 역사. 한스 베르거가 뇌의 전기적 활동을 발견하며 뇌전도(EEG)를 개발함으로써 BCI가 시작되었다. 1924년에 베르거는 뇌전도를 사용해 두뇌 활동을 최초로 기록하였고, 이를 분석하여 베르거파나 알파파(8–13 Hz)와 같은 진동 신호를 식별하였다.
뇌-컴퓨터 인터페이스

베르거가 처음으로 사용한 기록장치는 환자의 두피 밑에 은 도선을 삽입한 굉장히 초보적인 단계에 불과했다. 이는 후에 고무밴드로 은박을 머리에 고정한 형태로 대체되었다. 베르거는 이 센서들을 리프만 전기계에 연결하였지만, 실망스러운 결과밖에 얻지 못했다. 그러나 0.00001V까지 나타낼 수 있는 지멘스사의 이중고리 검류계와 같이 더욱 정교한 측정장치들을 사용함으로써 성공적인 결과를 얻게 되었다. 베르거는 뇌 질환과 뇌파의 상관관계를 분석하였다. 뇌전도는 뇌의 활동에 대한 완전히 새로운 연구 방법을 가능케 함으로써 뇌 연구를 위한 완전히 새로운 가능성을 열었다. BCI라는 단어가 아직 등장하지는 않았지만, 뇌-기계 인터페이스의 가장 빠른 예시중 하나는 1965년에 미국의 작곡가인 앨빈 루시어의 《독주자를 위한 음악》에서 등장한다. 연주자는 알파파를 만들어내고, 뇌전도를 필터, 증폭기, 오디오 믹서와 같은 아날로그 신호처리기계를 통과시킴으로써 다양한 타악기를 연주한다. BCI라는 용어를 처음으로 제안한 사람은 UCLA의 교수인 자크 바이달Jacques Vidal이다. 바이달은 BCI 분야에서 수많은 피어 리뷰 논문을 작성했고, BCI 커뮤니티에서도 이를 반영하여 바이달을 BCI의 창시자로 인정하고 있다. 그는 BCI를 1973년 논문에서 "뇌파를 통해 사물을 조종하는 것"으로 정의하였는데, 특히 불확정 음전위 편차 전위Contingent Negative Variation; CNV를 사용하였다. 이어서 1977년에는 시각 유발 전위Visual Evoked Potentials; VEP를 사용해 컴퓨터 화면의 커서를 움직여 미로를 탈출하는 실험을 함으로써 BCI를 처음으로 응용하였다.
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그러나 그 이후 바이달은 2011년 오스트리아의 그라츠에서 Future BNCI 프로젝트의 후원을 받아 최초의 BCI에 대해 발표한 것 외에는 이 분야에서 다른 활동을 하지 않았다. 1988년에는 뇌전도를 통해 로봇에게 시작-정지-재시작 명령을 내려 바닥에 그어진 선을 따라 움직이도록 하는 연구가 이루어졌다. 1990년에는 행동보다 먼저 나타나는 활성전위인 CNV를 사용해 맞춤형 양방향성 BCI를 제작하여 버저를 조절하는 실험이 보고되었다. CNV로 얻어진 예측 정보들을 Electroexpectogram(EXG)이라 한다. 신경보철학과의 비교. 신경보철학은 인공물을 통해 손상된 신경계나 뇌와 관련된 문제들, 또는 감각기관을 대체하고자 하는 신경과학의 한 분야를 말한다. 2010년 12월 기준 22만명의 사람이 사용하고 있는 인공와우가 가장 대표적인 신경보철물이다. 이 외에도 인공망막이 개발중이다. 신경보철학은 주로 신경계와 장치를 연결하는 것을 의미하는 반면, BCI는 신경계(주로 뇌)와 컴퓨터 시스템을 연결하는 것을 의미한다. 현재 응용중인 신경보철물들은 말초신경계통에도 연결되는 반면, BCI라는 단어는 주로 중추신경계통과 연관되어 있다는 차이도 있다. 그러나 이 용어들은 서로 바뀌어 사용되기도 한다. 신경보철학과 BCI는 둘 다 시·청각, 운동기능과 소통기능, 심지어는 인지능력까지 복구하는데 목적을 두고 있기 때문이다. 또한 둘 모두 비슷한 실험과 수술을 필요로 한다. 동물에서의 BCI 연구. 원숭이나 쥐 등 동물의 대뇌피질로부터 신호를 기록해 움직임을 디코딩하기 위한 노력이 이루어지고 있다.
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원숭이를 대상으로 한 실험에서는 화면에 있는 커서를 움직여 로봇 팔로 간단한 작업을 하는 수준에 이르렀다. 2008년 5월에는 여러 유명 과학 저널과 잡지에 피츠버그대 의료센터의 원숭이가 생각을 통해 로봇팔을 작동시키고 있는 사진이 올라왔다. 초기 연구. 1969년에 이루어진 워싱턴 생리학 및 생물물리학과와 지방 기초연구센터Regional Primate Research Center의 페츠Fetz와 그의 동료들의 조작적 조건화에 대한 연구에서는, 원숭이가 지속적인 신경 비활성화 자극에 대해 신경 활성을 증가시킬 수 있음을 밝혔다. 1970년대에는 적절한 신경 활성 패턴을 지속적으로 보상해준 원숭이가 굉장히 빠르게 학습하여 운동피질에 있는 수 개의 뉴런을 자발적으로 조종하게 되었다는 연구가 이루어졌다. 운동피질 뉴런의 활성패턴을 운동으로 복원하는 연구는 1980년대에 시작되었다. 1980년대 존스 홉킨스 대학의 아포스톨로스 게오르고폴로스Apostolos Georgopouleos는 붉은털원숭이의 운동피질에서 한 뉴런의 전기신호와, 그 원숭이가 팔을 움직이는 방향에 수학적 상관관계가 있음을 밝혀냈다. 그는 또한 원숭이의 뇌의 여러군데 퍼져있는 신경 그룹들이 운동을 조절하는데 종합적으로 작용함을 밝혔는데, 기술적인 문제로 인해 동시에 여러군데에서의 신호를 기록할 수는 없었다. 1990년대 중반에는 BCI 분야에서 급속한 발전이 이루어진다. 현재에도 운동피질의 신경 앙상블로부터 복잡한 신호를 기록하여 외부 장비들을 조종하는 연구는 계속되고 있다. 대표적인 연구 결과. 케네디와 양 댄. 필립 케네디Phillip Kennedy와 그의 동료들은 최초로 신경영양전극을 사용해 BCI를 구현했다.
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필립 케네디는 이후 1987년에 Neural Signal을 설립하였다. 1999년에는 버클리대학의 양 단Yang Dan이 고양이의 시상에 전극배열을 삽입해 기록한 신경 신호를 해독하여 고양이가 보고있는 이미지를 생성하는데 성공했다. 연구는 8개의 짧은 영상을 고양이에게 보여준 뒤 망막의 신호를 처리하는 기관인 외측슬상핵의 뉴런 177개로부터 신호를 기록하여, 수학적으로 이를 복원함으로써 영상을 성공적으로 해독하였다. 후에 일본에서는 fMRI를 통해 사람에서 비슷한 결과를 얻었다. 니코렐리스. 듀크대학의 교수 는 여러개의 전극으로 넓은 부위에서 동시에 신경신호를 기록하는 방식의 BCI을 시도했는데, 1990년대에 쥐에서 시작하여 후에는 올빼미원숭이의 뇌 신호를 해독하여 로봇 팔을 움직이도록 하는 데에 성공했다. 원숭이는 뻗치기나 잡기 등 손의 여러 움직임을 아주 잘 사용하기 때문에 이와 같은 연구에 자주 사용된다. 2000년에는 인터넷 프로토콜을 통해 실시간으로 로봇팔을 조종하는 연구가 이루어졌는데, 로봇팔의 움직임을 원숭이에게 보여주지 않음으로써 어떠한 피드백도 제공하지 않았다. 이처럼 피드백을 제공하지 않는 방식의 BCI를 개방루프 BCIopen-loop BCI라고 한다. 이후 니코렐리스는 올빼미원숭이에 비해 인간과 더욱 유사한 대뇌피질을 갖고 있는 붉은털원숭이에서 폐쇄루프 BCIclosed-loop BCI를 통해 팔을 뻗는것과 물체를 잡는 행동을 로봇팔로 구현하는데 성공했다.
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이 원숭이들에게는 로봇팔의 움직임을 보여주지 않으며 훈련시킨 뒤, 로봇 팔의 움직임을 보여줌으로써 시각 피드백을 통해 다시 폐쇄루프 BCI를 훈련시켰다. 이 실험에서는 BCI에 팔을 뻗는 속도와 손을 쥐는 힘을 매개변수로 사용했다. 2011년에는 오도허티O'Doherty와 그의 동료들이 붉은털원숭이에게 대뇌피질자극을 통해 팔 부위의 촉각 피드백을 제공함으로써 BCI를 구현하는데에 성공했다. 도너휴, 슈워츠, 앤더슨. BCI 기술과 신경 해독 알고리즘 연구에 기여해온 다른 연구자들로는 브라운대학의 존 도너휴John Donoghue, 피츠버그대학의 앤드루 슈워츠Andrew Schwartz, 그리고 칼텍의 리처드 앤더슨Richard Andersen이 있다. 니콜렐리스는 50에서 200개의 뉴런을 가지고 연구를 했는데, 이 연구자들은 15개에서 30개의 뉴런으로 BCI를 구현하는 등 더욱 발전된 연구를 해왔다. 니콜렐리스 교수는 붉은털원숭이가 조이스틱을 통해 실제 움직임을 어느 정도 허용하였는데, 도너휴의 연구팀은 조이스틱 없이도 컴퓨터 스크린의 대상을 추적할 수 있도록 훈련시키는데 성공했다. 슈바르츠의 팀은 BCI를 통해 가상현실에서의 3차원 물체 추적을 구현했고, 원숭이들이 이를 통해 로봇팔로 과일이나 마시멜로를 입으로 가져오는 정교한 동작을 구현했음을 밝혔다. 앤더슨의 팀은 후두정엽피질에서 나오는 움직임 이전 신호와, 동물들이 행동에 대한 보상을 예측할 때 나타나는 신호를 가지고 BCI를 구현하였다.
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다른 연구들. 팔 운동의 위치관계와 작용하는 힘을 예측한 연구들에 이어 근전도를 예측하는 BCI연구 역시 이루어졌다. 이러한 BCI는 사지마비 환자가 움직이기 위해선 어떤 근육에 어떻게 전기자극을 주어야 하는지 알려준다. 미게우 니콜렐리스와 그의 동료들은 커다란 신경그룹들의 활동을 가지고 팔의 위치를 예측할 수 있음을 보여주었는데, 팔의 위치를 예측한다는 것은 곧 팔의 운동을 기구에 그대로 적용시킬 수 있다는 것을 의미한다. 카르메나Carmena와 그의 동료들은 원숭이들이 로봇팔을 뻗고 물체를 잡을 수 있도록 신경신호를 프로그래밍 하여 BCI에 적용시키는데 성공했다. 또한 레베데프Lebedev와 그의 동료들은 기존에 있던 사지에 더해 인공적으로 달아준 로봇팔에 대응하는 새로운 두뇌 회로가 재조직된다는 것을 논증하였다. 2019년에는 UCSF의 연구진들이 신경장애로 인해 대화를 잘 하지 못하는 사람들을 위한 BCI를 구현했다. 이 연구에서는 고도로 집적된 ECoG를 통해 환자의 뇌 신호를 기록한 뒤, 딥러닝을 통해 대화를 복원하였다. 현재 BCI 기술에 있어 가장 큰 장애물은 두뇌에서의 감각정보sensor modality에 대해 정밀하고 안전하게 접근할 수 있는 방법이 부족하다는 것이다. 만일 이러한 기술이 등장한다면 뇌와 상호작용할 수 있는 방법이 크게 증진될 것이다. BCI는 매우 많은 시간을 투자해야하는 아주 복잡한 문제다. 따라서 거윈 샬크Gerwin Schalk는 장기 프로젝트로 2000년부터 뉴욕주 보건부의 R&D 프로그램으로 BCI2000이라고 불리는 일반적인 BCI 시스템을 개발해오고 있다.
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최근에는 유전자를 조작한 신경세포에서 채널로돕신과 같은 빛-개폐 이온채널을 사용해 생체내("in vivo")에 있는 신경을 자극하는 방식으로 BCI에 접근하고 있다. 감각피질의 신경세포를 형질주입하여 유전자를 조작한 뒤 빛을 비추어 쥐의 운동결정단계에 영향을 주는 방식의 간단한 학습 연구가 이루어지고 있다. 연구의 부산물로 신경회로와 중추신경계에 대한 이해 역시 깊어진다. 연구자들은 여러개의 신경을 모니터링하는 것이 가장 효율적일 것이라는 신경과학자들의 이론에도 불구하고, 단일 뉴런을 모니터링하는 것만으로도 원숭이가 외부의 운동기관을 잘 조종할 수 있다는 것을 보였다. 그러나 단일 뉴런은 소량의 정보만 보여주기 때문에, 가장 정밀한 수준의 BCI를 위해서는 종합적인 신경의 양상을 측정해야한다는 사실은 변함이 없다. 이외에도 다음의 사실들이 밝혀졌다. 장애가 없는 사람들에게도 BCI를 적용시키려는 움직임이 있다. 토르스텐 찬더Thorsten O. Zander와 크리스티안 코테Christian Kothe는 사용자 중심의 BCI 접근방식을 사용하며 수동적 BCIpassive-라는 용어를 도입한다. 행동과 반응을 통해 직접조종하는 방식이었던 기존의 BCI랑 비교했을 때, 수동적 BCI는 인간-컴퓨터 상호작용HCI 중에 사용자의 상태 변화에 접근하여 이를 해석하는 방식으로 이루어진다. 그리고 이차적으로는 암시적 제어루프implicit control loop를 통해 컴퓨터 시스템이 사용자에게 적응함으로써 편의를 향상시킨다. 신경신호를 해독해 외부의 장치를 구동시키는 방식을 넘어, 말초신경계의 신호를 해독하는 방식으로 적용될 수도 있다. 이처럼 체성감각을 해독하여 더욱 향상된 폐쇄루프 BCI를 구현할 수 있다.
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BCI 수상. BCI분야에서 독보적이고 혁신적인 연구를 한 팀들에게 BCI 연구 대상(Annual BCI Research Award)이 주어진다. 매년 접수된 과제들을 명성있는 연구실에 평가해 줄 수 있는지 문의하고, 이렇게 12명의 심사위원들을 정한다. 이들은 1, 2, 3위의 연구를 정해 각각 3천불, 2천불, 1천불의 상금을 수여하게 된다. 역대 1위 연구들의 목록은 다음과 같다. 사람에서의 BCI 연구. 침습적 BCI. 침습적 BCI에서는 신호를 받기 위해 두개골 밑에 전극을 삽입한다. 더 정확하게 신호를 받아들일 수 있다는 이점이 있지만, 수술로 인한 부작용들이 존재한다는 단점도 존재한다. 수술로 인해 대뇌에 생긴 흉터는 신호를 약하게 만들 수 있다. 또한 압둘카터Abdurkader의 2015년 연구에 의하면, 신체가 전극을 받아들이지 못해 의료적인 문제를 야기할 수 있다고도 한다. 시각. 침습적 BCI 연구는 시각을 잃은 사람이나 마비 환자에게 새로운 기능을 제공하는데에 초점을 두어왔다. 회백질에 직접 전극이 들어가있기 때문에 굉장히 질 좋은 신호를 받아들일 수 있지만, 흉터조직이 들어섬으로써 신호가 줄어들거나 심지어 아예 사라지는 경향이 관찰되기도 한다. 시각 과학vision science 분야에서는 후천적 시각장애인들을 위해 직접 두뇌 삽입물을 사용해오고 있다. 최초의 연구자들 중 한명이자 개인연구자인 윌리엄 도벨William Dobelle은 BCI를 통해 시각을 회복시키는 데에 성공했다. 도벨의 첫번째 실험 대상은 1978년에 후천적 시각장애인이 된 제리였다.
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68개의 전극들로 이루어진 배열을 제리의 시각피질에 삽입하고, 안경에 카메라를 달아 전극에 신호를 전달하여 안내섬광을 느끼게 하는데 성공했는데, 처음에는 굉장히 낮은 프레임의 어두운 그림자로만 사물을 인식할 수 있었다. 이를 위해 당시에는 메인프레임 컴퓨터와의 연결이 필요했었지만, 전자기술의 발달로 인해 이제는 휴대가능한 정도의 기구로도 다른 사람의 도움 없이 간단한 작업을 수행할 수 있게 되었다. 2002년에는 도벨에게 지원한 16명의 환자들중 젠스 나우만이라는 후천적 시각장애인이 처음으로 2세대 삽입술의 피험자가 되었다. 이 2세대 장치에서는 안내섬광을 가지고 시각을 구현하는 능력이 더욱 향상되었다. 안내섬광은 시야를 가로질러 연구자들이 "별이 빛나는 밤"이라고 부르는 곳으로 퍼져간다. 이 삽입물을 삽입한 직후 젠스는 자동차로 주차장을 천천히 돌 정도로 시각이 회복되었다. 그러나 불행하게도, 도벨은 2004년에 사망하여 그의 이전 연구들을 문서화하지 못했다. 연이어 실험에 참여한 환자들은 시각을 다시 잃어갔다. 나우만은 도벨과의 경험을 《낙원을 찾아서: 인공 시각 피험자의 증언Search for Paradise: A Patient's Account of the Artificial Vision Experiment》라는 제목으로 출판한 뒤, 현재는 캐나다의 온타리오 남동부에 있는 그의 농장에 돌아가 정상적인 생활을 하고 있다. 운동기능. 원숭이가 로봇팔을 조종한 것처럼 마비 환자들의 운동을 회복시켜주기 위한 BCI 연구도 이루어져왔다. 애틀랜타의 에모리 대학교에 있는 필립 케네디와 로이 배케이Roy Bakay의 연구팀은 인간의 뇌에 전극을 꽂아 행동을 높은 수준으로 복제하는데 성공했다.
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피험자인 조니 레이(Johnny Ray; 1944-2002)는 1997년에 뇌간에 뇌졸중이 온 후로 으로 고통받아왔다. 연구팀은 레이의 두뇌에 1998년에 전극을 삽입했고, 오랜 기간의 훈련 끝에 컴퓨터 커서를 움직이는데까지 성공했다. 레이는 2002년에 뇌동맥류로 사망하였다. 사지마비 환자인 맷 네이글Matt Nagle은 2005년에 사이버키네틱스의 BrainGate의 임상을 수행했다. 팔운동을 담당하는 중심전이랑에 96개의 전극이 삽입되었는데, 네이글은 이를 통해 생각만으로 로봇팔, 컴퓨터 커서, 전등과 TV를 조종할 수 있게 되었다. 1년 후 조나단 월포Jonathan Wolpaw 교수는 뇌가 아닌 두개골에 부착된 전극으로 BCI를 구현함으로써 Altran 재단으로부터 상을 수여받았다. 최근에는 브라운 대학교의 Braingate 연구팀과 피츠버그 의료센터의 연구팀이 미국 보훈부와 협력하여, 사지마비환자의 운동피질의 신경배열을 통해 자유도가 높은 로봇팔을 조종하는데 성공했다. 부분침습적 BCI. 두개골과 뇌 사이에 장치를 삽입하는 경우 부분침습적 BCI라 한다. 두개골이 신호를 왜곡하고 약하게 만드는 비침습적 BCI보다는 좋은 해상도를 가지고 있고, 뇌에 흉터조직을 만들 염려가 없기 때문에 침습적 BCI보다는 위험부담이 더 적다. 현재 뇌졸중 병변 발생부위의 주변부를 대상으로 임상적으로 시행된다. 두뇌 이 아닌 경막 하부나 경막 외부에서 뇌파를 측정하는 방식을 ECoG(Electrocorticography, 피질파)라고 한다.
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피질파는 2004년에 워싱턴 대학교 세인트루이스의 에릭 로이트하트Eric Leuthardt와 대니얼 머랜Daniel Moran에 의해 사람을 대상으로 처음 측정되었고, 이후 스페이스 인베이더를 하는 것이 가능할 정도로 기술이 발달되었다. 훈련에 필요한 시간이 기존의 연구들보다 월등히 적었으며, 또 즉각적인 제어 역시 가능했다는 점에서 ECoG가 신호의 유용성과 침습정도를 절충한 좋은 대안이 될 수 있다고 논문에서 명시했다. 피험자가 굉장히 한정되어 있기 때문에 이에 대한 연구는 아직 충분히 많이 이루어지지 않았다. 현재로서는 침습적인 치료를 요하는 심각한 뇌전증 발작 환자들을 대상으로만 이와 같은 연구를 할 수밖에 없다. 피질파는 뇌파에 비해선 좋은 해상도와 신호-노이즈 비, 넓은 진동수 대역을 가지고 있고, 동시에 침습적 측정기술에 비해선 기술적인 어려움, 의료적 문제, 장기적 관찰 가능성이 있다는 점에서 좋은 절충안이 된다. 이러한 이점과 적은 훈련을 필요로 한다는 점에서 운동장애를 가진 사람들에게 실제 적용될 가능성이 가장 높다고 여겨진다. 빛을 이용한 BCI장치는 아직 이론의 범주에서 벗어나지 못했다. 비침습적 BCI. 비침습적 신경영상법으로 BCI를 구현하려는 연구도 이루어진다. 현재 BCI 논문의 상당수는 뇌전도(EEG)에 기반한 것들이다. 비침습적인 EEG는 수술이 불필요하며 착용이 굉장히 간편함에도 불구하고, 침습적 BCI보다 공간 해상도가 낮으며 두개골이 고주파를 흡수하기 때문에 신호가 퍼지고 뭉개진다는 단점이 있다. 또한 다른 방법들에 비해 EEG 기반 BCI는 적용하기 전에 충분한 훈련을 거쳐야 한다는 단점도 있다.
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결국 어느 종류의 BCI를 사용할지에는 고려할 사항이 매우 많은데, 사용자의 현 상황에 따라 가장 적합한 BCI가 달라진다 뇌전도에 기반하지 않은 BCI기술. 안전도(EOG). 안전도를 통한 사물의 조종은 BCI라는 용어를 처음으로 사용한 바이달의 1973년 논문에서 처음 발견할 수 있다. 실 적용은 1989년에 안전도를 사용해 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 정지의 다섯 종류의 명령을 구현해 로봇을 조종하면서 처음 이루어졌다. 동공 진동. 2016년에 발표된 가상 키보드를 통한 문자 입력에 대한 논문에서는, 각 문자의 배경색의 밝기 진동수를 다르게 해서 문자를 직접 바라보지 않고서도 문자를 입력할 수 있게 하였다. 기능성 근적외선 분광기법(fNIRS). 2014년과 2017년에는 근위축성 측색 경화증(ALS)으로 인해 락트인 증후군에 에 걸린 환자에게 fNIRS를 사용해 다른 사람들과 기본적인 의사소통을 가능케 한 연구가 보고되었다. 뇌전도 기반 BCI. 개괄. 뇌전도(EEG)는 좋은 시간분해능, 사용의 간편성, 그리고 휴대용과 저렴하다는 장점때문에 비침습적 BCI 연구에서 가장 큰 부분을 차지한다. 초기에는 사용자의 훈련이 많이 필요하다는 점이 뇌전도의 한계로 여겨졌다. 일례로, 1990년대 중반에 독일 튀빙겐 대학교의 닐스 비르바우머Niels Birbaumer는 마비환자들로 하여금 느린피질전위Slow Cortical Potential; SCP를 조절하게하고, 이 뇌파를 이진신호로 사용하여 컴퓨터 커서를 움직이도록 하는 실험을 했다.
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이 실험에서 10명의 환자들이 뇌파를 조절함으로써 컴퓨터 커서를 움직이는데 성공했고, 한달 이상의 훈련을 거친 결과 한시간에 100글자 이상을 입력할 수 있게 되었다. 그러나 훈련량이나 정확도, 범용성 면에서 다른 더 좋은 접근방법들이 존재하기 때문에 SCP를 통한 BCI는 수년간 연구되지 않는 현실이다. 을 이용한 BCI도 있다. 게르트 푸르트셸러Gert Pfurtscheller는 1991년에 BCI 연구실을 열고 운동상상을 통한 BCI를 구현한 적이 있다. 비르바우머도 후에 뉴욕 주립 대학교의 조너선 월포와 함께 어떤 뇌파가 BCI에 가장 적합한지 연구했는데, 이 연구에서는 뮤파와 베타파의 신경진동을 사용했다. P300을 피드백으로 사용할 수도 있다. P300은 사람이 무언가를 볼 때에 이에 대한 피드백으로 비자발적으로 나타나는데, 위에 소개했던 바이오피드백 방법들이 훈련을 통해 뇌파를 제어하는 방법을 익혀야 한다는 것과는 대조적이다. 2005년에는 CNV flip-flop이라는 새로운 BCI 디지털 제어 회로가 제안되어, 2009년에는 이를 통해 실제로 로봇팔을 움직이게 되었고 2011년에는 하노이탑을 움직이는 실험도 이루어졌다. 2015년에는 EEG로 슈미트 트리거, 플립플롭, 디멀티플렉서, 모뎀을 구현하는 방법이 제안되었다. 미네소타 대학교의 빈 허Bin He 교수 연구팀은 EEG로 침습적 BCI와 비슷한 성능을 낼 수 있음을 보였다. BOLD fMRI와 EEG source imaging 등 최신식 기능성 신경영상법을 통해, 빈 허 연구팀은 운동을 상상할 때의 전기생리학적 신호와 혈류역학적 신호간에 공동변수가 존재하고, 그 영역에서도 공통점이 있다는 사실을 발견했다.
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신경영상과 훈련 방식을 다듬은 결과, 빈 허와 동료들은 비침습적 EEG 기반 BCI를 통해 운동을 상상하는 것만으로도 3차원에서의 가상 헬기를 조종하는데 성공했고, 2013년 6월에는 장애물이 많은 코스에서도 헬기를 조종할 정도로 기술을 향상시켰다. 이후 빈 허는 EEG 역문제를 풀어서 만들어진 가상의 뇌파를 가지고 BCI를 구현하는데에도 성공했다. 이와 같은 연구는 신호의 원천을 분석하여 BCI를 하는 것에 대한 이점을 보여주고 있다. 2014년에는 운동능력이 심각하게 손상된 환자가 어떤 신경기반 소통채널보다도 EEG BCI를 통해 더 빠르고 정확하게 소통할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 무수성 활성전극 배열. 1990년대 초에 캘리포니아 대학교 데이비스의 바박 타헤리Babak Taheri는 미세가공기술을 이용하여 단일/다채널 무수성(젤을 사용하지 않는것) 전극배열을 시연하는데 처음으로 성공했다. 1994년에는 이를 실제로 적용했을 때 은/염화은 전극에 비해 준수한 성능을 보였다. 센서를 네 부분으로 나누어 임피던스 매칭을 통해 노이즈를 줄이기 위한 전자기구를 각 부분에 집적시켰다. 이러한 전극은 (1) 전해물이 남지 않고, (2) 피부에 별도의 준비를 할 필요가 없으며, (3) 센서의 사이즈를 크게 줄일 수 있고, (4) EEG 모니터링 시스템과 매우 잘 호환된다는 장점을 가진다. 활성전극active -은 배터리가 포함된 집적회로와 축전기들의 배열을 집적시켜둔 것이다. 전극을 통해 근본적인 신호를 얻기 위해서는 이와 같은 수준의 집적이 요구된다.
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인간의 뇌에서 측정한 4종류의 EEG 신호, (1) 자발적 EEG, (2) 감각 사건관련전위(ERP), (3) 뇌간 전위, (4) 인지적 ERP와 전기 테스트 벤치를 통해 실험한 결과, 무수성 전극은 피부에 별도의 준비가 필요하지 않고, 젤을 요구하지 않으며, 높은 신호-노이즈 비를 가지고 있다는 점에서 높이 평가받는다. 1999년에는 클리블랜드의 케이스 웨스턴 리저브 대학교에서 헌터 페컴(Hunter Peckham)이 이끄는 팀이, 64개의 전극으로 머리에 씌우는 EEG 기구를 만들어 사지마비환자 짐 자티치(Jim Jatich)에게 적용하였다. 자티치가 위/아래와 같이 단순하지만 상반된 개념에 집중하는 동안 생성되는 뇌파에서 베타파를 분리하여 패턴을 관측하였다. 간단한 패턴을 통해 기준점 이상인 경우 스위치를 키고, 아래인 경우 끄도록 실험을 디자인했다. 자티치는 컴퓨터의 커서를 움직였을 뿐만 아니라, 손에 삽입된 신경 조절기구에 신호를 보내어 운동을 일부 회복시킬수도 있었다. SSVEP 모바일 EEG BCI. 2009년 국립 자오퉁 대학 연구팀은 BCI 머리띠를 개발했는데, 실리콘 기반의 MEMS 무수성 전극이 털을 제거한 부위에서 뇌파를 측정하는 방식으로 작동한다. 신호처리 모듈에서 알파파를 특정하면 사용자의 인지능력과 민첩성에 해당하는 정보가 블루투스를 통해 핸드폰으로 전송되었다. 만일 사용자가 졸음을 느끼면 휴대폰은 각성 신호를 주어 환자를 깨우는 식으로 작동하였다. 2011년에는 미 육군 산하의 아브락시스 생명과학의 지원 하에 이루어진 연구에서, EEG를 통해 핸드폰을 울리게 하는 방식의 휴대폰 기반 BCI가 보고되었다.
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이 웨어러블 시스템은 생체신호를 받아 증폭하는 4채널 모듈, 무선전달 모듈, 블루투스 휴대폰으로 구성되었다. 전극은 SSVEP(정류상태 시각유발전위)를 포착하였는데, SSVEP란 6Hz 정도로 깜빡거리는 시각자극에 대해 시각피질이 위치한 두정엽과 후두엽 부위에서 측정할 수 있는 전기신호를 말한다. 시험 결과 모든 피험자들이 연습을 거의 하지 않고도 전화를 거는데 성공했다. 단일채널 고속 푸리에 변환과 다채널 시스템 정준상관분석(CCA) 알고리즘에 대한 연구가 이루어짐에 따라 모바일 BCI의 범용성이 넓어졌다는 평가를 받는다. CCA 알고리즘은 여러 BCI 연구에서 높은 정확성과 빠르기를 꾸준히 보여주고 있다. SSVEP를 통해 전화를 거는 연구에 대해 연구자들은 감각 및 운동과 관련된 뮤파/베타파를 집어내면 운동 상상을 통한 BCI에도 똑같이 적용할 수 있을 것이라고 주장했다. 2013년에는 EEG SSVEP를 사용하는 BCI에서 안드로이드 폰, 태블릿, 컴퓨터 각각에 대해 의 파워 스펙트럼 밀도를 분석해 비교하는 실험이 이루어졌다. 미 육군 연구소의 과학자들을 포함한 연구팀이 이 실험을 맡았는데, SSVEP기반 BCI를 일상생활에서도 사용할 수 있을 정도로 실용성, 휴대성, 범용성을 높이는 것을 목표로 했다. 연구 결과 모든 기구에서 주파수를 정밀하게 잡아냈지만, 핸드폰은 약간 불안정한 모습을 보였다. SSVEP 진폭 역시 휴대폰보다 노트북과 태블릿에서 더 강한 값이 관측되었다. 주파수와 진폭의 두 양적 요소들이 모바일 자극 BCI를 평가하는 요소가 된다.
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한계점. 2011년에는 사용의 편의, 일관된 성능, 하드웨어와 소프트웨어의 비용을 줄일 필요가 있다는 지적을 받았다. 또한 현재 EEG의 한계로는 측정기구의 움직임에 신호가 크게 영향받는다는 점이 있다. 위의 연구들에서는 피험자에게 곧게 앉아 머리와 눈을 움직이지 않도록 통제되었다. 그러나 실용성을 위해서는 움직임이 동반된 상황에 대한 테스트가 많이 이루어져야 할 필요가 있다. 이에 따라 2013년에는 런닝머신에서 다양한 속도로 걷는 피험자에서 SSVEP를 측정해 BCI를 구현한 연구가 미 해군연구청과 육군 연구소의 지원을 받아 이루어졌다. 실험 결과 걷는 속도가 빨라질수록 CCA를 통해 SSVEP를 감지하기가 어려워진다는 사실이 밝혀졌다. 독립 성분 분석(ICA)이 노이즈에서 EEG 신호를 분리하는데 유용하다는 사실이 밝혀짐에 따라, CCA로 추출한 EEG 데이터에 ICA를 적용한 연구가 이루어졌다. 그러나 ICA를 적용한 것과 적용하지 않은 결과가 거의 비슷했다. 연구자들은 의도치 않은 움직임에 대해 ICA와 독립적으로 CCA가 충분한 내성을 가지고 있다는 뜻으로 받아들였고, 따라서 현실에 응용하는데 적합하다고 결론지었다. 2020년에는 캘리포니아 대학교의 연구팀이 뇌파를 문장으로 번역하는 시험을 했는데, 오차율은 3% 미만으로 준수하나 3~50개의 문장을 해독하는데 그쳤다. 보철물과 환경제어. 마비환자들이 보철물을 뇌로 제어할 수 있도록 비침습적 BCI를 적용하는 방향으로도 연구되고 있다. 그라츠 대학교 게르트 푸르트셸러 연구팀은 척추부상으로 팔을 못쓰는 환자들에게 BCI를 통해 전기자극을 하여 운동을 회복시킬 수 있는 연구를 하였다.
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2012년에서 2013년에는 캘리포니아 대학교 어바인의 연구팀이 BCI를 통해 척수 손상으로 걷지 못하는 환자들을 걸을 수 있도록 회복시킬 수 있다는 연구를 보였는데, 하반신 마비 환자에게 BCI를 응용해서 보행보조기구를 통해 어느 정도 걸음을 회복할 수 있다는 사실도 밝혀졌다. 2009년에는 영국의 개인 연구자인 알렉스 블레이니가 Emotiv사의 EPOC 제품을 가지고 5개의 축이 있는 로봇팔을 조종하는데에 성공했다. 그리고 그는 정신으로 조종하는 휠체어나, 마비환자들을 위한 가정 자동화 기구들을 시연하였다. 군사용 BCI는 DARPA의 지원 하에 1970년대부터 이루어지고 있다. 현재는 신경신호를 통한 사용자간 의사소통에 중점을 두고있다. DIY와 오픈소스 BCI. 2001년에 DIY 신경과학자들과 공학자들에 의해 OpenEEG 프로젝트가 발족되었다. 이들에 의해 처음으로 만들어진 장치가 바로 200~400달러로 제작된 6채널 측정기구인 모듈러EEG가 이 때 발명되었다. OpenEEG 프로젝트는 DIY BCI의 출현을 알렸다. 2010년에 뉴욕 대학교의 프론티어 너드Frontier Nerds들의 ITP프로그램은 "장난감 EEG를 해킹하는 방법(How To Hack Toy EEGs)"라는 제목의 튜토리얼을 발행했다. 많은 DIY BCI 팬들의 마음을 휘저은 이 튜토리얼에서는, 아두이노와 마텔사의 마인드플렉스Mindflex를 사용해 저렴한 가격으로 가정용 EEG 측정기구를 만드는 방법을 공개했다. 이 튜토리얼을 통해 DIY BCI가 더욱 활기를 띠게 되었다. 2013년에는, DARPA의 요청에 따른 킥스타터 캠페인을 통해 OpenBCI가 대두되었다.
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고성능의 오픈소스 8채널 EEG 측정기구를 만들었는데, 32비트 보드로 알려져있으며 500달러보다 저렴한 가격에 만들 수 있다. 이년 후에 그들은 3D 프린트된 EEG 헤드셋을 만들어 Ultracortex라 명명하였는데, 신경절 보드라고 불리는 4채널의 EEG 측정 보드를 달고 있어 100달러 미만의 가격이다. MEG와 MRI. 뇌자도(MEG)와 fMRI는 모두 비침습적 BCI의 매개체로 응용 가능하다. MRI를 통해 두명의 사람이 탁구를 치는 동안 실시간으로 뇌혈류 반응을 측정해내는데 성공했으며, 72초의 딜레이를 가지고 로봇팔을 제어하는데 성공했다. 2008년에는 일본 교토에 위치한 전기 통신 기초 연구소(ATR)의 계산신경과학 연구팀들이 뇌 영상을 통해 10x10픽셀의 흑백 영상을 복원해내는데 성공했다. 이 논문은 2008년 12월 10일, 뉴런지(紙)의 표지를 장식했다. 2011년에 캘리포니아 대학교 버클리의 연구자들은 MRI 데이터를 통해 매 초마다 피험자가 어떤 영상을 보는지 복원하는 데 성공한다. 이 연구는 영상의 패턴에 대응되는 두뇌의 활성에 대한 통계적 모델을 만드는 방식으로 이루어졌다. 총 18만초의 유튜브 영상에서 100개의 1초 영상을 뽑아서 사용했는데, 실제 피험자의 두뇌 영상 패턴과 상당히 일치하는 영상을 골라낼 수 있었다. 이 100개의 영상들은 나중에 합쳐져 피험자가 보는 영상을 유추하는데 사용되었다. 신경영상에서의 BCI 제어전략. 운동상상법. 운동을 상상하는 것만으로도 운동피질의 뉴런들은 신호를 발생시킨다. BCI는 이 변화를 측정하여 사용자의 의도를 유추할 수 있다.
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운동상상법으로 BCI를 사용하기 위해서는 일반적으로 많은 단계의 훈련이 필요한데, 일관적으로 충분한 성능을 내기 위해서는 며칠동안 매일 수시간을 훈련해야 한다. 그러나 아무리 길게 훈련받더라도, 사용자들은 어떻게 자신이 움직임을 통제하는지 알기가 힘들다. 실제로 운동상상을 통해 게임을 할 경우 그 속도가 느릴 수 밖에 없었다. 최근에 운동상상을 감지하는데 특화된 계산을 하는 기계학습이 개발되었다. 싱가포르 과학기술청은 Filter Bank Common Spatial Pattern(FBCSP)라는 알고리즘을 개발하여, BCI Comptetition IV의 2번째 데이터셋에서 운동상상을 검출해내는데 최고의 성능을 보였다. 수동적 BCI에서의 바이오/신경피드백. 대상의 정신적 안정을 모니터링하기 위해 EEG 대신 EMG(근전도), GSR(피부전도도), HRV(심박변위도) 등 신체에서 오는 신호들을 사용 바이오피드백으로 사용하기도 한다. 바이오피드백 시스템은 현재 ADHD나 유아기의 수면장애, 이갈이, 만성통증 등을 치료하는데 사용되고 있다. EEG 바이오피드백 시스템은 일반적으로 네 개의 주파수대역(세타파: 4–7 Hz, 알파파: 8–12 Hz, SMR: 12–15 Hz, 베타파: 15–18 Hz)을 감지하고 이를 사용하는데 초점을 두고 있다. 수동적 BCI는 사용자의 상태에 대한 함축적 정보를 통한 돌발상황에서 자동차 브레이크를 밟는 등의 인간-기계 상호작용에 적용될 수 있다. 같은 자극이라도 반복하면서 사용자의 인지상태가 바뀐다는 점이 고려할 사항으로 남아있다. 일례로, 게임 속에 깜짝 놀랄만한 이벤트가 있는 경우, 두 번째 플레이하는 사람은 이를 예상하고 이에 따른 반응 역시도 달라지게 된다. 시각 유발 전위(VEP).
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VEP는 대상의 시각자극이 주어진 이후에 뇌에서 측정되는 전위이다. 여러종류의 VEP가 존재한다. 정류상태 시각유발전위(SSVEPs)는 특정 진동수로 망막에 시각자극을 주며 측정할 수 있는 VEP를 의미한다. 자극으로는 단순하게 깜빡이는 이미지를 사용하기도 하고, 체스판 무늬를 번갈아가면서 보여주기도 한다. SSVEP의 장점은 사용된 자극의 주파수가 EEG 스펙트럼 상에서 잘 구분된다는 점이다. SSVEP는 눈을 깜빡일 때에나 일시적인 VEP에서도 검출할 수 있는 만큼 측정할 기회가 많고, 진동수를 측정하기 때문에 측정기구들의 에러로부터도 비교적 자유로우므로, 많은 BCI 시스템에서 효과적으로 동작하고 있다. 뿐만 아니라 SSVEP의 진폭이 다른 뇌파들보다 세다는 점에서 특히 유용하다. 그러나 SSVEP를 BCI를 사용하기 위해 깜빡이는 특정 신호에 더욱 집중해야만 한다. 이는 사용자에게 피로감을 줄 수 있지만, 실제로는 한 시간 이상 사용한 후에야 유의미한 피로가 측정되며, 실제로는 한 시간 이상 사용할 경우가 별로 없다는 점 역시 고려해야 한다. 또 다른 VEP로는 P300 전위가 있다. P300 사건관련전위는 신호가 주어진 대략 300ms 후에 측정되는 피크를 의미하는데, 이 신호는 사용자가 예상하고 있거나 매우 별난 신호여야 한다. 목표한 자극과 그렇지 않은 자극 사이의 차이가 클 수록 P300의 세기가 크다는 사실이 알려져 있다. P300은 고위단계 집중 작업과 관련되어있다고 생각된다. 사용자에게 주어진 훈련시간이 짧은 경우 P300은 매우 효과적인 BCI 작동 방안이 된다. 처음에는 P300을 사용하기 위해 P300 행렬을 만들었었다.
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이 시스템 속에서, 사용자는 6x6 글자표에서 글자나 숫자 하나를 고른다. 표의 행과 열은 매 순간 순차적으로 깜박여, 선택된 글자를 보고 있는 사용자의 두뇌에서 P300을 유도해낸다. 그러나 이 과정은 매우 느려서, 1분에 17개의 글자를 입력하는 것이 한계치이다. P300은 연속적인 기능보다는 불연속적인 기능을 제공한다고 보는 편이 맞을 것이다. P300의 이점은, 사용자가 제어 방법을 전혀 몰라도 된다는 점이다. 텔레파시. 2010년에 DARPA에서는 "조용한 대화Silent Talk"라는 이름의 프로그램을 위해 4백만달러의 예산을 편성했다. 이 프로그램의 목적은 전장에서 군인끼리 목소리를 사용하지 않고, 신경신호를 통해 상호작용하는 방법을 개발하는 것이다. 이를 위해 세 가지의 중간 목표가 있는데, 첫째로 각 단어에만 대응되는 EEG 패턴을 구분해내는 것이고, 둘째로 각 단어에 대해 사용자들간에 커다란 차이가 없는 EEG 패턴을 발견하는 것이고, 셋째로는 이 EEG 신호를 해석해 한정된 거리 내로 전달할 수 있는 기구를 실전에 투입 가능한 프로토타입으로 만드는 것이다. 육군은 630만달러로 이 텔레파시 프로젝트를 시작했는데, 거윈 샬크는 220만달러를 지원받아 ECoG 신호를 통해 실제로 말하거나 상상한 자/모음들을 구분하는 결과를 냈다. 이로써 자/모음을 구분하는 독창적인 메카니즘을 조명하는 동시에, 대화상상을 통한 뇌 기반의 의사소통의 기초를 제공해 주었다. 2002년에는 켈빈 워릭은 100개의 전극 배열을 가지고 자신의 신경계를 자극하여 인터넷에 연결하는 시도를 했다. 실제로 워릭은 몇 가지 실험에 성공했다.
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그는 이후 아내에게도 전극을 삽입함으로써, 신경계끼리 직접 의사소통을 한 첫 번째 사례가 되었다. 말하는 것을 상상subvocalization하여 인조 텔레파시를 구현하는 것에 대한 연구는 캘리포니아대학 어바인 캠퍼스의 마이크 즈무라(Mike D'Zmura)의 지도 하에 이루어지고 있다. 첫 번째 의사소통은 1960년대에 EEG의 알파파를 사용해 모스부호를 만들어내는 것으로 이루어졌었다. 이후 뇌와 두개골 사이에 전극을 삽입한 침습적을 통해 더 좋은 결과를 보였다. 듀크대학의 미겔 니코렐리스와 브라질 신경과학연구소IINN-ELS는 2013년에 두 쥐의 뇌를 연결하여 정보를 공유하는데 성공하여, 첫 번째로 직접 뇌-뇌 인터페이스를 구현하는데에 성공했다. 세포 배양 BCI. 연구자들은 개체 외부에서 배양된 신경 네트워크와 상호작용 하기 위한 방법을 개발해왔다. 배양된 신경조직을 가지고 간단한 문제를 해결하거나 로봇팔을 조종하는 등의 응용방안이 제시되었고, 이를 구현하기 위한 연구들이 이루어지고 있다. 반도체 칩 위에서 배양된 각각의 신경세포를 자극하거나 신호를 측정하는 기술에 대한 연구들은 신경전자공학neuroelectronics이나 뉴로칩neurochip이라는 이름으로 불린다. 첫 번째 신경칩은 1997년 칼텍의 제롬 파인Jerome Pine과 마이클 마Michael Maher의 연구팀이 개발한 것으로 인정된다. 이 칼텍 칩은 16개의 뉴런을 위한 공간을 가지고 있었다. 2003년에는 서던캘리포니아 대학교의 시어도어 버거Theodore Berger가 인공 해마를 목표로 신경칩을 연구하기 시작했다.
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이 신경칩은 쥐의 해마에서 시작해서, 더 고등한 뇌의 보철물로 기동하는 것을 목적으로 하였다. 여러 뇌 부위들 중에 해마가 선택된 이유는, 해마가 뚜렷한 구조를 가지고, 연구가 가장 많이 된 부위였기 때문이었다. 해마의 기능은 경험을 암호화하여 뇌의 여러 부분의 장기기억을 저장하는 것이다. 2004년, 플로리다 대학교의 토머스 더마스Thomas DeMarse는 쥐의 뇌에서 25,000개의 뉴런을 가져와 F-22 전투기의 비행 시뮬레이션을 실행하였다. 피질의 뉴런들은 샬레에서 배양되면서 살아있는 신경 네트워크를 형성하였다. 세포들은 60개의 전극 격자 위에서 배열되어 비행 시뮬레이션에서 P/Y를 조종하는 데 사용되었다. 이 연구는 인간의 뇌가 세포수준에서의 계산작업을 어떻게 시행하고 또 학습하는지 이해하는 것에 목적을 두었다. 윤리적 이슈. BCI와 관련이 있는 윤리적, 법적, 사회적인 이슈는 다음과 같다. 현재는 대부분의 BCI가 교정치료에 사용되고 있고, 위의 윤리적 이슈들과는 멀리 떨어져있다. 클라우센Clausen은 2009년에 "BCI는 윤리적 도전과제를 제시하지만, 다른 종류의 치료법들에게도 비슷한 생명윤리적 문제가 있다"고 말했다. 더 나아가서, 그는 BCI로 인해 불거질 문제점들에 대해 생명윤리가 잘 준비되어있다고 말했다. 하젤라거Haselager와 그의 동료들은 BCI의 효능과 가치에 대한 예측들은 윤리적 문제를 매우 잘 분석하고 있고, 또한 과학자들이 미디어에 어떻게 접근해야 할지에 대해서도 가르쳐주고 있다고 밝혔다. 게다가, 감금증후군 환자들의 사전동의를 윤리적으로 얻는데 표준 프로토콜로 사용될 수 있을 것이라고도 밝혔다.