KAIST "움직임 없이 생각만으로 로봇팔 원하는 방향 제어"

'뇌·기계 인터페이스 시스템'…다양한 의료보조기기 활용 기대

한국과학기술원(KAIST)은 뇌인지과학과 정재승 교수 연구팀이 인간 뇌 신호를 해독해 생각만으로 로봇 팔을 원하는 방향으로 제어하는 '뇌·기계 인터페이스 시스템'을 개발했다고 24일 밝혔다.

사람이 생각만으로 기계를 제어할 수 있는 뇌·기계 인터페이스는 팔에 장애가 있는 환자 등이 로봇 팔을 제어해 일상에 필요한 동작을 할 수 있는 보조기술로 주목받고 있다.

뇌·기계 인터페이스를 구현하려면 인간이 팔을 움직일 때 뇌에서 발생하는 전기신호를 측정하고, 기계학습 등 다양한 인공지능(AI) 분석기법으로 뇌 신호를 해독해 의도한 움직임을 뇌 신호로부터 예측할 수 있는 디코딩 기술이 필요하다.

연구팀은 서울대병원 정천기 교수팀과 함께 뇌전증 환자를 대상으로 팔을 뻗는 동작을 상상할 때 관측되는 대뇌피질 신호를 분석, 환자가 의도한 팔 움직임을 예측하는 '팔 동작 방향 상상 뇌 신호 디코딩' 기술을 개발했다.

연구팀은 이 기술을 통해 환자가 상상한 팔 뻗기 방향을 최대 80% 이상 정확도로 예측할 수 있었다.

실제로 로봇 팔을 구동하고 의도한 방향으로 로봇 팔이 이동하는지 테스트를 진행했고, 네 가지 방향에 대한 의도를 읽어 정확하게 목표물에 도달하는 데 성공했다.

연구팀은 사지마비를 비롯해 운동장애를 겪는 환자를 대상으로 로봇 팔을 제어할 수 있는 뇌·기계 인터페이스 정확도 향상, 효율성 개선 등에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

정재승 교수는 "장애인마다 다른 뇌 신호를 맞춤형으로 분석해 장기간 훈련을 받지 않더라도 로봇 팔을 제어할 수 있는 혁신적인 기술"이라며 "앞으로 의수를 대신할 로봇 팔을 상용화하는 데에도 크게 이바지할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 지난달 뇌공학 분야 국제 학술지인 '저널 오브 뉴럴 엔지니어링'에 실렸다.

/연합뉴스