생각으로 로봇을 조종하는 원숭이
-
0:00 - 0:03저와 제 동료들이 연구하는
신경 과학 분야는 -
0:03 - 0:05일기 예보관과 비슷합니다.
-
0:05 - 0:08우리는 항상 폭풍을 쫓아갑니다.
-
0:08 - 0:13우리는 폭풍, 즉 두뇌의 폭풍(영감)을
보거나 측정하고 싶어합니다. -
0:13 - 0:16우리는 매일 두뇌의 폭풍(브레인스톰:영감)
에 대해 이야기하지만, -
0:16 - 0:19깊은 관심은 거의 기울이지 않습니다.
-
0:19 - 0:21그래서 저는강연을 항상
-
0:21 - 0:24이런 내용을 소개하면서 시작합니다.
-
0:24 - 0:28사실, 우리가 하나 이상의 뉴런
-
0:28 - 0:30즉, 동시에 백 여개의 뇌 세포를 기록했을 때,
-
0:30 - 0:32우리는 동일한 동물 안에서 백 여개의 세포가
-
0:32 - 0:35전기 스파크를 일으키는 것을 볼 수 있었습니다.
-
0:35 - 0:37이것이 우리가 찍은 기록의 첫 10초 동안의
-
0:37 - 0:39이미지입니다.
-
0:39 - 0:42우리는 생각의 한 단편을 잡아
-
0:42 - 0:45그것을 눈으로 볼 수 있었습니다.
-
0:45 - 0:46저는 항상 학생들에게
-
0:46 - 0:50신경 과학자를 천문학자로도
부를 수 있다고 말합니다. -
0:50 - 0:52왜냐하면 우리가 다루고 있는 기관 내의
-
0:52 - 0:55세포의 수가
-
0:55 - 0:58우주에 있는 은하수의 수와
비견할만 하기 때문이죠. -
0:58 - 1:01여기 보시듯, 수십억 개의 뉴런 중
-
1:01 - 1:0410년 전에는 겨우
백 여개정도 기록하던 것을, -
1:04 - 1:05이제는 천 여개를 다루고 있습니다.
-
1:05 - 1:11우리는 인간 본성의 기초적인 것을
이해하기를 원합니다. -
1:11 - 1:13왜냐하면, 아직은 모르지만,
-
1:13 - 1:18인간 본성이 무엇인지를 정의하는 모든 것은
이러한 폭풍(storms)에서 나오고, -
1:18 - 1:23즉, 우리 뇌의 언덕과 골짜기를 넘나드는
폭풍에서 오는 것이기 때문이며, -
1:23 - 1:26또 우리의 기억, 믿음,
-
1:26 - 1:29감정, 미래에 대한 계획을
정의하기 때문입니다. -
1:29 - 1:31우리가 하는 모든 것,
-
1:31 - 1:37인간이 해 온 모든 것과
지금 하고 있거나 할 예정인 것들은 -
1:37 - 1:42이러한 폭풍을 생성하는
수 많은 뉴런의 노역을 필요로 합니다. -
1:42 - 1:44만약 여러분이 '두뇌 폭풍'의
소리를 들어보셨다면 -
1:44 - 1:48그 소리는 대충 이렇습니다.
-
1:48 - 1:51여러분이 원하시면
더 크게 할 수 있습니다. -
1:51 - 1:57제 아들은 이것을 "잘못 조정된
AM 라디오를 들으면서 팝콘 만들기"라고 부릅니다. -
1:57 - 1:59이것이 뇌입니다.
-
1:59 - 2:02이 전기적 폭풍을
스피커에 연결해서 들으면 -
2:02 - 2:05백 여개의 뇌 세포가 터지는
소리를 들을 수 있을 겁니다. -
2:05 - 2:10여러분의 뇌에서 이런 소리가 납니다.
제 뇌에서도, 어느 누구의 뇌에서도. -
2:10 - 2:14신경과학자로서 저희가 이 시간에 하고 싶은 것은
-
2:14 - 2:19이 교향악, 뇌에서 연주되는
이 음악을 실제로 듣고자 하는 것입니다. -
2:19 - 2:22또한 그 소리를 통해 전달되는
의미도 찾아내고 싶지요. -
2:22 - 2:25실제로 12년 전에
-
2:25 - 2:28뇌-기계 인터페이스라 불린
준비물을 만들었습니다. -
2:28 - 2:31어떻게 작동하는지 설명한
제작도가 여기 있습니다. -
2:31 - 2:36이 개념은, 몇 개의 센서를 부착해ㅅ
이런 폭풍의 소리 - 전기적 폭발음을 듣는 것이었죠. -
2:36 - 2:40가능하다면 이 폭풍이 뇌를 출발해
-
2:40 - 2:45동물의 다리나 팔에 닿는 동안 --
-
2:45 - 2:47약 0.5초 가량되죠. --
-
2:47 - 2:50이 신호를 읽어낼 수 있는지 볼까요.
-
2:50 - 2:53이 신호 안에 들어있는
운동 지시 메시지를 추출하여 -
2:53 - 2:55디지탈 명령문으로 변환한 다음,
-
2:55 - 2:57인공 기기로 보내
-
2:57 - 3:03뇌에서 실시간으로 일어나는
자발적인 움직임을 재현해보고자 했습니다. -
3:03 - 3:07그리고 신체가 하는 것에 비해
-
3:07 - 3:11얼마나 그 신호를 잘 변환할 수 있는지
측정해 보고자 했습니다. -
3:11 - 3:13또 우리가 피드백을 실제로 얻어낼 수 있다면,
-
3:13 - 3:19즉, 이런 기계적인 로봇 컴퓨터 작동 장치로부터 나와
되돌려 보내지는 감각 신호들을 얻을수 있는지 보는겁니다. -
3:19 - 3:21이 작동 장치는 뇌의 통제 아래있는데,
-
3:21 - 3:23신호가 뇌로 돌려보내지면
-
3:23 - 3:25뇌는 기계로 만든 이 인공 신호에 대해
-
3:25 - 3:30어떻게 반응하는지를 보고자 했습니다.
-
3:30 - 3:32바로 이것이 우리가 10년 전에 했던 것입니다.
-
3:32 - 3:35우리는 이 분야의 수퍼스타가 된
-
3:35 - 3:37오로라라는 원숭이를 데리고 시작했습니다.
-
3:37 - 3:40오로라는 비디오 게임을 좋아했습니다.
-
3:40 - 3:41여기서 보실 수 있듯이,
-
3:41 - 3:46오로라는 게임을 하기 위해 우리처럼, 여느 아이들처럼,
조이스틱을 사용하는 것을 좋아했습니다. -
3:46 - 3:51영장류답게 맞는 답을 얻기 위해
슬쩍 훔쳐보려고도 했지요. -
3:51 - 3:55심지어 조이스틱을 이용해
커서로 거너가야 할 -
3:55 - 3:58대상이 나타나기도 전에
-
3:58 - 4:02그것이 어디에 있든지
대상을 찾으려고 노력했습니다. -
4:02 - 4:03그렇게 하면
-
4:03 - 4:07커서로 대상을 건너갈 때마다
-
4:07 - 4:10브라질산 오렌지 주스를
한 방울씩 먹을 수 있었기 때문이죠. -
4:10 - 4:13그 오렌지 주스 한 방울이면
-
4:13 - 4:16어느 원숭이나 뭐든지 하려고 들거에요.
-
4:16 - 4:18사실 어느 영장류든 그럴겁니다.
-
4:18 - 4:20생각해보세요,
-
4:20 - 4:23자, 보셨듯이 오로라가 이 게임을 하면서
-
4:23 - 4:26하루 수 천번의 시도를 통해
-
4:26 - 4:2997%를 맞춰서 350ml의
오렌지 주스를 얻어 마시는 동안 -
4:29 - 4:33저희는 그의 뇌에서 생산되는
'두뇌 폭풍(브레인스톰)'을 기록하고 -
4:33 - 4:34그 신호를 로봇 팔에 보내
-
4:34 - 4:38오로라가 만들어내는
그 움직임을 재현해보려고 했습니다. -
4:38 - 4:42뇌-기계 인터페이스를 작동시켜
-
4:42 - 4:47오로라가 몸의 간섭을 받지 않고
-
4:47 - 4:49생각만으로 그 게임을 할 수 있는지를
알아보고자 하는 생각이었죠. -
4:49 - 4:52오로라의 '두뇌 폭풍(브레인스톰)'이
팔을 조종해서 -
4:52 - 4:55커서를 움직여 대상을 건너는
움직임을 해냈습니다. -
4:55 - 4:58놀랍게도 오로라가 하는 것과
완전히 똑같았지요. -
4:58 - 5:02이 녀석은 몸을 움직이지도 않고
게임을 했어요. -
5:02 - 5:05지금 보시는 커서의 궤적 하나하나가
-
5:05 - 5:08그가 했던 처음의 움직임과 일치합니다.
-
5:08 - 5:10바로 뇌의 의도만으로
단지 인공 장치를 조정하여 -
5:10 - 5:16영장류 몸의 육체적 영역을 떠나
-
5:16 - 5:20외부 세계에 대한 외부적 움직임을 만들어 낸
-
5:20 - 5:23첫 순간이었습니다.
-
5:23 - 5:28그리고 오로라는 게임을 계속했고
대상을 계속해서 찾았으며, -
5:28 - 5:32그래서 그가 그토록 원하는
오렌지를 계속해서 얻었습니다. -
5:32 - 5:39그 당시 이 녀석은
새로운 팔을 얻었기 때문에 그랬습니다. -
5:39 - 5:42여기 보시는 로봇 팔은
-
5:42 - 5:44제가 보여드린
첫 비디오를 찍은지 30일이 지나, -
5:44 - 5:47오로라 뇌의 조종 아래
-
5:47 - 5:50목표물에 닿기 위해 커서를 움직였지요.
-
5:50 - 5:54이제 오로라는 로봇 팔을 이용해
게임을 할 수 있다는 것을 알지만 -
5:54 - 6:00좋아하는 것을 자신의 팔로 할
능력을 잃은 것은 아닙니다. -
6:00 - 6:04자신의 등을 긁거나, 우리 중 누구도 긁어줄 수 있고,
다른 게임을 할 수도 있지요. -
6:04 - 6:05어떠한 목적이든,
-
6:05 - 6:10오로라의 뇌는
-
6:10 - 6:12인공 기기를 신체의 일부로
포함시켰습니다. -
6:12 - 6:16자아 인식의 측면에서 오로라는
-
6:16 - 6:20팔 하나를 더 갖게 된 것이지요.
-
6:20 - 6:22저희는 이걸 10년 전에 했습니다.
-
6:22 - 6:2510년 뒤로 빨리 감기를 해보죠.
-
6:25 - 6:30우리는 작년에야 비로소 로봇 기기 조차
필요하지 않다는 것을 알게 되었습니다. -
6:30 - 6:36컴퓨터로 만든 아바타, 즉
원숭이 아바타만 만들면 됩니다. -
6:36 - 6:40그리고 원숭이들이 상호 작용하도록
실제로 사용하거나 -
6:40 - 6:44가상 세계에서 원숭이가
-
6:44 - 6:47아바타의 1인칭 관점에서
생각하도록 훈련시켜 -
6:47 - 6:53뇌 활동이 아바타의 팔, 다리를
조종하도록 할 수 있었습니다. -
6:53 - 6:56기본적으로 저희가 한 일은 동물들이
-
6:56 - 6:59아바타를 조종할 수 있도록 훈련시켜
-
6:59 - 7:03가상 세계에 나타나는 사물들을
탐험하게 하는 것이었습니다. -
7:03 - 7:05이 사물들은 시각적으로 동일하지만,
-
7:05 - 7:09아바타가 이런 물체의 표면을 지나면
-
7:09 - 7:15그 물체의 미세 촉각 질감에 준하는
전기적 신호를 보내 -
7:15 - 7:19원숭이의 뇌에 바로 전달되어
-
7:19 - 7:24아바타가 무엇을 만지는지
뇌에 알려주도록 했습니다. -
7:24 - 7:294주만에 뇌는
이 새로운 감각 과정을 습득했고 -
7:29 - 7:35새로운 감각 기관을 얻게 되었습니다.
-
7:35 - 7:38즉 정말 뇌를 해방시킨 것입니다.
-
7:38 - 7:42뇌가 이 아바타를 움직이기 위한
동작 명령을 내리고 -
7:42 - 7:47아바타로부터 오는 피드백을
피부의 간섭 없이 -
7:47 - 7:50뇌에서 바로 처리할 수 있게 했기 때문이죠.
-
7:50 - 7:52여기 보시는 것이 이 작업의 디자인입니다.
-
7:52 - 7:57이제 세 개의 대상을 건드리는
원숭이를 보실겁니다. -
7:57 - 8:01그 중에 하나를 고를 건데,
단 하나에만 보상이, -
8:01 - 8:03즉, 그가 원하는
오렌지 주스가 걸려있습니다. -
8:03 - 8:08실제로는 존재하지 않는 가상의 팔을 이용해
그것을 골라야 합니다. -
8:08 - 8:10정확하게 이 원숭이가 하는 일입니다.
-
8:10 - 8:14이것이 바로 인지적 임무에서
-
8:14 - 8:18뇌가 신체의 물리적 제한으로부터
완전히 자유로워지는 것입니다. -
8:18 - 8:22이 원숭이는 대상을 만지기 위해
아바타를 조종하고 있습니다. -
8:22 - 8:28이 녀석은 뇌로 바로 전달되는
전기 신호를 받아 질감을 느끼고 -
8:28 - 8:32뇌는 보상과 관련된 질감이
어떤 것인지 판단합니다. -
8:32 - 8:36여러분이 영화에서 보셨던 전설은
원숭이에게 나타나지 않아요. -
8:36 - 8:38그나저나 원숭이들은
영어를 읽을 줄 모릅니다. -
8:38 - 8:43여러분이 정확한 대상의 위치가 바뀌는 것을
알도록 하였습니다. -
8:43 - 8:47그런데 촉감의 차이로 그것을 구별해서
-
8:47 - 8:50정확한 대상을 눌러 선택합니다.
-
8:50 - 8:53그래서 이런 동물들의 뇌를 보면,
-
8:53 - 8:57맨 위의 패널에서 125개 세포의
배열을 보실 수 있을텐데요, -
8:57 - 9:01원숭이가 조이스틱을 사용할 때
-
9:01 - 9:03뇌 내 뉴론에서 뇌의 활동에,
즉 전기적 폭풍(storm)과 관련하여 -
9:03 - 9:05뇌에 어떤 일이 일어나는지
보여줍니다. -
9:05 - 9:08이것은 모든 신경생리학자들이
알고 있는 사진입니다. -
9:08 - 9:13기본 배열들에 의해 이 세포들이 모든 가능한 방향으로
암호화 되는 것을 알 수 있습니다. -
9:13 - 9:19아래 사진은 원숭이가
몸의 움직임을 멈추고 -
9:19 - 9:25로봇 기기나 컴퓨터 상의 아바타를 조종할 때
뇌에 어떤 일이 일어나는지 보여줍니다. -
9:25 - 9:28컴퓨터를 다시 시작하면
-
9:28 - 9:34뇌 활동은 바로 이들 새로운 도구를
대변하기 시작합니다. -
9:34 - 9:39마치 영장류의 몸의 일부분인 것처럼 말이지요.
-
9:39 - 9:44뇌는 측정할 수 있을 만큼 빨리
이것을 소화해냅니다. -
9:44 - 9:47이는 신체의 감각 기관이
-
9:47 - 9:51피부 상피의 최말단 조직이 아니라
-
9:51 - 9:57우리 뇌에서 명령을 내리는 도구의
말단 전자층까지 닿는 것을 의미합니다. -
9:57 - 10:02바이올린, 자동차, 자전거, 축구공, 옷 등
-
10:02 - 10:09모든 것들이 왕성하고 놀라운
활동적인 뇌에 동화됩니다. -
10:09 - 10:10어디까지 가능할까요?
-
10:10 - 10:15몇 년 전 실험에서 이 한계를 시험해봤습니다.
-
10:15 - 10:17미국 동부 연안의 듀크 대학에서
-
10:17 - 10:19동물 한 마리를 러닝머신에서 뛰게 하여
-
10:19 - 10:22움직여야 하는 '브레인스톰(두뇌 폭풍)'을
만들었습니다. -
10:22 - 10:26그리고 일본 교토 ATR 연구소에는
-
10:26 - 10:29사람이나 영장류의 뇌로
-
10:29 - 10:35로봇 전체를 완전하게 조종하기 위해
-
10:35 - 10:38만들어 둔 로봇 기기가 하나 있습니다.
-
10:38 - 10:43원숭이의 움직임을 일으키는 뇌 활동을
-
10:43 - 10:46일본으로 전송하여 그 로봇을 걷게 하고,
-
10:46 - 10:50걷는 장면을 다시 듀크 대학으로 보내
-
10:50 - 10:55원숭이가 그 로봇의 걷는 모습을
볼 수 있게 했습니다. -
10:55 - 10:59그래서 원숭이는 뇌 활동으로 조종하는
-
10:59 - 11:04자신의 몸을 움직여서가 아니라
지구 반대편에서 로봇의 -
11:04 - 11:07정확한 움직임으로 보상을 받았습니다.
-
11:07 - 11:14재밌는 것은, 원숭이의 뇌에서
'두뇌 폭풍(브레인스톰)'이 뇌를 떠나 -
11:14 - 11:18지구 둘레를 한 바퀴 돌아서 오는 속도가
-
11:18 - 11:22원숭이의 뇌에서 실제 근육에 닿는 것보다
20ms가 빨랐다는 것입니다. -
11:22 - 11:28원숭이는 자신보다 여섯 배가 큰 로봇을
지구 반대편에서 움직이고 있었지요. -
11:28 - 11:35이 것은 로봇이 자동으로 움직일 수 있게 한
실험 중 하나였습니다. -
11:35 - 11:40바로 이것이 영장류의 뇌 활동에 의해
-
11:40 - 11:43조종하려는 일본의 꿈을 실현한 CB1입니다.
-
11:43 - 11:45이 모든 것은 우리를 어디로 이끌까요?
-
11:45 - 11:48이러한 연구를 통해 우리 두 귀 사이에 있는
동적 세계에 대해 연구하는 것 말고 -
11:48 - 11:53우리가 하고자 하는 것이 무엇일까요?
-
11:53 - 11:58저희는 이 모든 지식과 기술을 가지고
-
11:58 - 12:04가장 심각한 신경학적 문제 중 하나를
복구하기 위해 노력하고 있습니다. -
12:04 - 12:08수백만의 사람들이 이 '두뇌 폭풍(브레인스톰)'을
-
12:08 - 12:11행동과 움직임으로 변화시키는 능력을 잃었습니다.
-
12:11 - 12:16뇌가 이런 '두뇌 폭풍'을 만들고
움직임에 대한 암호를 만들어내지만, -
12:16 - 12:21척수의 손상으로 만들어진 장애를
비껴 지나가지는 못합니다. -
12:21 - 12:23그래서 저희의 생각은
이걸 우회하는 길을 만드는 것이었어요. -
12:23 - 12:27이 뇌-기계 인터페이스를 사용하여
이런 신호를 읽는 겁니다. -
12:27 - 12:31이 신호는 다시 움직이려는 욕구를 내재한
더 가대한 '두뇌 폭풍(브레인스톰)'이지요. -
12:31 - 12:35마이크로공학 컴퓨터를 이용해
손상된 부위를 우회하고 -
12:35 - 12:43외골격이라 불리는 새로운 신체,
-
12:43 - 12:48즉, 이러한 환자를 위한 새로운 몸이 될
온전히 입는 로봇에게로 보내는 것입니다. -
12:48 - 12:52이렇게 만들어진 합작 기업의 모습입니다.
-
12:52 - 12:56"다시 걷기 프로젝트"라 불리는 비영리 협회로
-
12:56 - 12:59유럽과 미국, 그리고 브라질의
-
12:59 - 13:01과학자들이 함께
-
13:01 - 13:05이런 새로운 신체를
실제로 만들기 위해 모였습니다. -
13:05 - 13:09그리고 이 몸은
오로라나 다른 원숭이들이 -
13:09 - 13:15뇌-기계 인터페이스를 통해 사용했던 도구와 같은,
변형이 용이한 기구를 이용하여 -
13:15 - 13:20일상 생활에서 만들고 사용하는
기구와 결합될 수 있을 것입니다. -
13:20 - 13:24그리고 같은 장치를 이용해
-
13:24 - 13:28환자들이 하고 싶은 동작을 상상하고
-
13:28 - 13:31이 새로운 몸을 통해 동작으로 변형해낼 수 있게 함으로써,
-
13:31 - 13:38몸은 뇌가 조종하는 새로운 신체에 동화하게 됩니다.
-
13:38 - 13:4110년 전쯤에는 이런 일이
-
13:41 - 13:47절대 일어나지 못할거고,
불가능에 가깝다는 말을 들었습니다. -
13:47 - 13:49제가 과학자로서 드릴 수 있는 말씀은
-
13:49 - 13:52저는 60년 대 중반 남부 브라질에서 자라면서
-
13:52 - 13:57달에 갈거라고 말하는
몇몇 정신나간 사람들을 보았습니다. -
13:57 - 13:58당시 저는 다섯 살이었는데,
-
13:58 - 14:03왜 나사 (NASA)가 커크 선장과 스포크가 그런 일을 하도록
하지 않는지 이해하지 못했습니다. -
14:03 - 14:05무엇보다 이 사람들은 매우 능숙했거든요.
-
14:05 - 14:09하지만 아이었을 때 본 이 일로 인해서
-
14:09 - 14:12저는 할머니가 제게 해주시던 말씀을 믿게 되었습니다.
-
14:12 - 14:13"불가능은 단지 그 일이 이루어지기 위해
-
14:13 - 14:17누군가 충분한 노력을 하지 않는
가능에 불과하단다." -
14:17 - 14:21그래서 많은 이들이 누군가를 걷게하는 것이
불가능하다고 말했을 때, -
14:21 - 14:24할머니의 말씀을 따르기로 생각했었습니다.
-
14:24 - 14:26감사합니다.
-
14:26 - 14:34(박수)
- Title:
- 생각으로 로봇을 조종하는 원숭이
- Speaker:
- 미겔 니코렐리스 (Miguel Nicolelis)
- Description:
-
우리의 두뇌를 사용해서, 몸을 사용하지 않은 채, 직접 기계를 조종할 수 있을까요? 미겔 니코렐리스가 미국의 한 영리한 원숭이가 생각만으로 일본에 있는 원숭이 아바타를 조종하고 로봇의 팔을 조종하는 법을 배우는 놀라운 실험을 소개합니다. 본 연구는 전신마비 환자들, 그리고 어쩌면 우리 모두에게 큰 의미을 줄 수도 있습니다. (TEDMED 2012에서 촬영)
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 14:55
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K Bang approved Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 23, 2013, 6:09 AM |
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K Bang commented on Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 23, 2013, 6:09 AM |
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K Bang edited Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 23, 2013, 6:08 AM |
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K Bang edited Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 23, 2013, 6:08 AM |
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K Bang edited Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 23, 2013, 4:58 AM |
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민석 최 accepted Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 18, 2013, 3:51 PM |
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민석 최 commented on Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 18, 2013, 3:50 PM |
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민석 최 edited Korean subtitles for A monkey that controls a robot with its thoughts. No, really. | Aug 18, 2013, 3:50 PM |
민석 최
못 보신 것 같습니다.
Aug 18, 2013, 3:50 PM"순간"으로 수정하였습니다.
"first-person"은 "1인칭"으로 수정하였습니다.
K Bang
안녕하세요? 긴 번역인데 아주 잘 되었습니다. 표현을 매끄럽게 하려고 여러 군데 수정했지만 중요 내용이 바뀐 곳은 거의 없습니다. 예를 들어, 12:31.938 부근은 문장이 너무 긴 탓에 의미 전달이 어려워 보여서 몇개로 나누었습니다. 단 한군데 39.496 부근은 번역을 달리 했습니다. 일단 이대로 publish 하겠습니다. 수고하셨습니다.
Aug 23, 2013, 6:09 AM