감성만으로도 움직일 수 있는 휠체어 개발

뇌신경 전자파 인식을 통한 사용자 중심 인터페이스

원하는 곳을 쳐다보는 것 만으로도 조작 가능

▲일본 자동차 회사 혼다에서 개발한 아시모(ASIMO) 로봇을 감성으로 원거리에서 조종하고 있다. ⓒHONDA ASIMO

'보다 안전하게 손쉽게 휠체어를 사용할 수 있는 보조공학 기술의 한계는 어디까지일까?'

얼마전 MIT에서 개발한 음성 인식 인공지능 전동휠체어는 핸드 콘트롤의 사용없이도 음성 명령만으로 휠체어의 조작이 가능하도록 설계됐다. 하지만 전신마비 혹은 감금 증후군(Locked-in-syndrome)과 같이 외관상 혼수상태로 환자의 자발적인 움직임이 없을 때에는 음성인식 휠체어 또한 무용지물일 수밖에 없을 것이다.

미국 위스콘신대학 의용공학과에서는 이런 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 인공 지능 보조공학 시스템이 개발됐다. 바로 사람의 생각 만으로 기계를 작동하고 움직일 수 있는 것이다. 인간의 뇌 신경 세포들은 일정한 시각의 움직임이나 감성 만으로 인체에 규칙적인 신호를 발생시킨다. 바로 신경 전달에서 발생되는 뇌파(EEG)를 컴퓨터 저장장치에 입력해서 사람의 마음을 직접 읽고 그에 따른 명령을 실행 할 수 있도록 프로그램화 한 것이다.

▲미국 위스콘신 대학에서 개발한 '브레인 컴퓨터 인터페이스'(Brain Computer interfaces) 프로그램. ⓒ정봉근

먼저 원하는 커서 및 문자를 대상자가 집중해서 쳐다보는 동안 컴퓨터는 이때 발생되는 뇌파를 입력해서 데이터화 한다. 이후에 대상자가 똑같은 생각을 하거나 의지를 보이면 컴퓨터는 기존에 기억되어 있던 명령과 동일한 명령을 기계에 전달할 수 있는 것이다. 기존에 동공의 움직임을 분석하여 기계 및 휠체어 등을 작동할 수 있는 시스템은 개발됐지만 이번 연구 결과는 인간의 생각 만으로도 기계의 작동이 가능하도록 한 점이 특징이다.

▲감성만으로 조작이 가능한 휠체어. ⓒ정봉근

'브레인 컴퓨터 인터페이스'(Brain-Computer Interface, BCI)라고 불리는 이 기술은 앞으로 점차 상용화 되어 게임기 뿐만아니라 가정에서 사용되는 가전기구의 조작을 인간이 원거리에서도 생각만으로 조작이 가능하도록 돕고 나아가 자동차 운전 등 이동장치 조작을 생각만으로 가능하도록 하는데 기여할 것으로 전망하고 있다.

이미 미국 뿐만아니라 영국 등 유럽 선진국에서는 BCI 기술을 이용한 감성 조작 휠체어 뿐만아니라 뇌손상 환자들에게 사용되는 치료 프로그램의 개발 역시 활발하게 이뤄지고 있다.

*정봉근 기자는 에이블뉴스 객원기자로 현재 미국 세인트루이스 워싱턴의과대학에서 작업치료학 박사과정을 밟고 있습니다.

정봉근 기자 (bongni@naver.com)