생각대로 움직이는 기계 뇌에서 발생하는 전기신호를 직접 읽어내

생각대로 움직이는 기계 뇌에서 발생하는 전기신호를 직접 읽어내 2009년 06월 25일(목)

사이언스타임즈는 교육과학기술부 과학기술정보과에서 제공하는 ‘S&T FOCUS’를 매주 2∼3회 게재한다. S&T FOCUS는 국내외 과학기술 관련 정책 및 연구개발 동향 분석결과를 제공하고, 다양한 과학담론을 이끌어 내어 과학문화 확산을 유도하기 위해 매월 3천부씩 발행되고 있다. [편집자 註]

S&T FOCUS 인간의 뇌는 무엇이든지 상상이 가능하지만 상상한 것을 현실로 실현시키기 위해서는 행동이 필요하다. 그러나 비약적인 뇌 연구에 힘입어 이제는 상상하는 것만으로 모든 것이 가능한 세상을 꿈꿀 수 있게 됐다. 2009년 3월 ATR(Advanced Telecommunications Research Institute International)과 일본의 혼다 사(社)는 사람이 머릿속으로 생각하는 것만으로 로봇의 제어가 가능한 기술을 개발했다. 뇌파를 감지할 수 있는 특수 헬멧을 쓰고 신체 각 부분의 운동 이미지를 7~9초 정도 생각하기만 하면, 머리에 착용한 기기는 뇌 활동 데이터를 실시간으로 분석해 로봇으로 전송하고, 처리 결과를 전송받은 로봇은 손과 다리를 들어 올리는 동작을 취한다. 브레인 머신 인터페이스(Brain Machine Interface, BMI), 또는 브레인 컴퓨터 인터페이스(Brain Computer Interface, BCI)라 불리는 이 기술은 뇌와 정보통신기기를 직접 연결하는 기술이다. 이것은 뇌에서 발생하는 전기신호를 직접 읽어냄으로써 신체를 매개로 하지 않고도 컴퓨터나 기계를 작동시킬 수 있는 신기술이다. ▲ BMI 기술을 사용한 장치 및 그 지시에 따라 움직이는 혼다의 2족 보행로봇 ‘아시모'. BMI 기술로 아시모의 오른손, 왼손, 다리, 혀를 조종한다. 출처 http://www.afpbb.co.kr/article/life-culture/hi-tech/2037370/865714  이 기술을 활용하면 없어진 감각이나 운동기능을 인공적으로 재생하거나 인공기관을 활용해 이러한 기능을 재구축할 수 있다. 2008년 5월에는 미국 피츠버그대 연구진이 BMI 기술을 활용해 실험용 원숭이가 뇌와 직접 연결된 로봇의 팔을 움직여 간식을 집어먹도록 하는 실험에 성공했고, 12월에는 우리나라 한림대학교 의과대학 연구진이 BMI 기술을 활용해 사람과 대화를 나눌 수 있는 애견을 현실화하는 데 성공하기도 했다. 한림의대 생리학과 신형철 교수는 닥스훈트종 강아지 ‘아라’의 뇌에 BMI 장치를 이식함으로써 사람과 대화는 물론 기계도 조작할 수 있는 강아지를 탄생시켰는데, 아라는 4개의 뇌 활성전기신호를 인식할 수 있는 미세전극 4개를 달고 있어 총 16개 명령에 반응할 수 있으며 뇌파를 통한 대화뿐만 아니라 TV를 켜고 끄는 등의 간단한 기기조작도 할 수 있다고 한다. 최근 이 연구팀은 교육과학기술부의 21세기 프론티어 연구개발사업의 하나인 ‘뇌기능 활용 및 뇌질환치료기술개발연구사업’에서 22억 원의 연구비를 지원받아 BMI 기술 상용화에 주력할 계획이다. 인간이 뇌를 더 잘 이해할 수 있게 해준다 1970년대 미국에서부터 시작된 BCI 기술은 광범위한 분야로 응용되고 있다. 현재 BCI 기술이 가장 먼저 상용화된 곳은 의료 분야로, 이 기술을 각종 신경, 정신 계통 질병 치료 및 언어 장애 치료의 보완 수단으로 활용하고 있다. 신체가 마비된 환자가 뇌로 키보드를 조작할 수 있는 뇌파 타자기는 2006년도에 이미 시제품이 출시된 상태다. 미국의 경우 BCI 기술을 의료 분야뿐만 아니라 미디어 및 엔터테인먼트와 같은 새로운 분야에도 적용하고 있는데, 2009년 3월 산호세의 뉴로스카이(Neurosky)는 뇌파활동을 모니터링해 의사소통을 할 수 있는 블루투스 방식의 게임 헤드셋을 선보이기도 했다. 현재 광범위한 분야에 응용되고 있는 이 BMI 기술개발로 10년 후에는 장애인이 생각하는 대로 움직이는 로봇, 의수, 의족 등의 상품화와 전신마비 환자들을 위한 인공장비 개발 등이 가능할 것으로 예측되고 있다. 궁극적으로 BMI 기술은 인간이 뇌를 더 잘 이해할 수 길을 열어줄 것으로 기대된다.

교육과학기술부 과학기술정보과 | 글 강혜자(한국과학기술정보연구원 연구원) 저작권자 2009.06.25 ⓒ ScienceTimes