[과학세계]생각으로 움직이는 ‘인공신체’ 언제 등장할까

사고로 신체 일부를 잃은 사람에게 의족, 의수 등의 인공신체 장비는 필수적이지만 현재 쓰이는 기술은 아직 부족한 감이 있다. 발전하고 있는 의공학 기술을 활용해 이런 문제점을 어느 정도 해소하려는 노력이 최근 이어지고 있다.

실상은 기계장치의 움직임에 사람이 익숙해지는 방법을 택하고 있다. 의족의 경우 대부분 내부에 스프링이 들어 있는데, 발을 옮길 때마다 펴졌던 발목이 스프링의 힘으로 자동으로 접힌다. 이 타이밍에 맞춰 걸음을 옮기면 얼핏 보기에 자연스럽게 걷고 있는 것처럼 보인다. 하지만 등산을 하거나 자전거를 타는 등 복잡한 운동을 하기엔 어려운 것이 현실이다. 전기모터 등을 이용한 고가의 로봇형 의족도 있지만, 이것도 항시 사용자의 의도에 따라 움직이는 것은 아니라서 근본적인 불편함은 해소하기 어렵다.

발전하고 있는 의공학 기술을 활용해 이런 문제점을 어느 정도 해소하려는 노력이 최근 이어지고 있다. 우선 관심이 쏠리는 것은 인간의 뇌파를 해석하는 방식이다. 팔이나 다리에 남아있는 신경에 직접 로봇팔의 전기회로를 연결하는 방식도 개발되고 있다. 여기에 인공지능(AI)을 더하면 더 많은 일을 할 수 있다.

일례로 미국의 의공학 분야 전문기업 ‘브레인코’는 뇌파와 동시에 팔의 근전도 신호를 분석해 움직이는 로봇 의수를 개발했는데, AI를 이용해 뇌파와 팔의 근육 신호를 분석하고 움직임을 예측한다. 즉 사용자가 연습하면 할수록 점점 더 많은 일을 할 수 있다. 이처럼 어느 정도 성공사례가 보고되고 있기에 예상외로 빠른 실용화가 가능해질 것으로 기대된다. 생각만 하면 움직이는 의족, 의수는 이미 현실에 바짝 다가와 있는 셈이다.

이것만으로는 다소 부족하다. 완전한 인공 신체 기술을 구현하려면 ‘촉각’이라는 마지막 숙제를 해결해야 한다. 사람이 운동할 때는 늘 피부감각을 활용하기 때문이다. 이렇게 하려면 인공 피부를 통해 감지한 자극을 신경으로 되돌려 보내야 하는데, 인간의 신경계 역시 전기신호를 사용하므로 불가능의 영역은 아닐 것으로 보인다. 이에 여러 연구자가 로봇이나 의수, 의족 등에 사용할 수 있는 촉각센서 개발을 위해 많은 실험적 아이디어를 연구하고 있다. 그러나 이 같은 궁극의 의족, 의수가 실용화되려면 분명 적지 않은 시간을 기다려야 할 것으로 보인다.

전승민 과학기술 전문 저술가