로봇과 탁구 하면 머리 좋아지나? [달콤한 사이언스]

뇌 측정 장비를 장착하고 탁구선수가 기계와 탁구 경기를 하는 모습. 과학자들에 따르면 사람과 경기할 때와 기계와 경기할 때 선수의 뇌 활동은 다르다. 기계와 경기할 때 집중력과 주의력이 더 높아진다는 것이다. 미국 플로리다대 제공

탁구는 빠른 움직임과 순간적인 판단이 중요한 스포츠이다. 로봇을 상대로 탁구를 한다면 어떨까.

미국 플로리다대 의생명공학과 연구팀은 탁구 경기할 때 사람을 상대로 할 때와 기계나 로봇을 상대로 할 때 뇌의 움직임은 달라진다고 14일 밝혔다. 특히 사람보다 로봇을 상대로 경기할 때 뇌는 더 많이 긴장하고 빠르게 움직인다는 사실을 확인했다. 이런 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘e뉴로’ 4월 11일자에 실렸다.

많은 스포츠 과학자는 엘리트 운동선수들의 뇌 활동이 실제 경기 중에 어떻게 작동하는지 연구하기 위해 다양한 뇌 영상 기술을 사용했지만 격렬한 움직임으로 인해 활동 데이터를 수집하기가 쉽지 않았고 모인 데이터들에도 신호 잡음이 많아 분석하기가 어려웠다.

이에 연구팀은 다른 운동보다는 격렬한 움직임이 적은 탁구를 분석 대상으로 하고 선수들에게는 기존의 16, 32, 64개 전극을 가진 뇌전도(EEG) 측정 장치 대신 전극을 120개로 늘린 장치를 씌웠다. 선수에게 수영 모자처럼 생긴 고밀도 EEG 모자를 씌우고 영상 및 전자신호를 감지하고 기록하는 휴대용 배낭 장치를 메게 한 다음 사람과 로봇을 상대로 경기를 하도록 한 뒤 뇌 신호 변화를 측정한 것이다.

이번 연구를 위해 과학자들은 120개의 전극을 가진 EEG 측정 장비를 개발했다. 잡음 없이 비교적 깨끗한 뇌 신호를 측정할 수 있는 것으로 알려져 퇴행성 뇌 질환자의 뇌신경 모니터링에도 이용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 미국 플로리다대 제공

그 결과 선수들은 서브를 받기 직전에 시각 신호와 움직임을 계획하고 통합하는 데 관여하는 뇌 영역이 활발해진다는 것이 확인됐다. 사람을 상대로 경기할 때는 이들 신경계가 동시에 활발해지는 것이 관찰됐지만 로봇이나 기계를 상대로 할 때는 뇌 활동에 시차가 발생한다는 것이 관찰됐다. 사람과 달리 기계를 상대할 때는 공이 언제 어떤 방향으로 들어올지 파악하기 위해 뇌 활동이 더 활발한 것으로 나타났다. 특히 주의력은 사람을 상대로 할 때보다 더 높게 유지되는 것으로 조사됐다.

연구팀에 따르면 뇌가 사람과 로봇, 기계에 다르게 반응하는 이유가 기계의 경우는 몸으로 파악할 수 있는 신호, 일명 보디랭귀지가 부족하기 때문으로 추정하고 있다.

연구를 이끈 다니엘 페리스 플로리다대 교수(기계공학)는 “이번 연구는 선수들의 기량 증가를 위한 기술을 개발하는 데 도움이 될 것”이라며 “이번 연구에 활용된 고밀도 EEG 캡은 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환을 앓는 환자의 뇌 활동을 모니터링하는데 유용하게 쓰일 것으로 보인다”라고 설명했다.

유용하 기자

▶ 밀리터리 인사이드 - 저작권자 ⓒ 서울신문사 -