“마비환자, AI활용 마음대로 로봇팔 조종”

미국 UCLA 카오 교수팀 개발
기존보다 4배나 더 향상시켜

두피에 부착한 센서로 뇌파를 측정해 사용자의 생각을 읽고, 인공지능(AI) 보조 조종사가 이를 실제 동작으로 옮겨주는 ‘차세대 뇌·컴퓨터 인터페이스’(BCI) 기술이 개발됐다. 이 기술을 이용하면 마비 환자가 컴퓨터 커서나 로봇팔을 조종하는 능력이 최대 4배까지 향상되는 것으로 나타났다.

미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 조너선 카오(사진) 교수 연구팀은 2일 국제학술지 네이처 머신 인텔리전스에 이 같은 연구 성과를 발표했다.

기존의 BCI는 뇌에 전극을 심어 신호를 직접 읽는 방식으로, 뇌 신호를 명령으로 변환할 수 있지만 비용이 크고 센서 이식 시 신경외과 수술이 필요해 일상 적용에는 한계가 있었다. 두피에 부착하는 전극을 활용한 비침습적 BCI는 비교적 안전하지만 정확하지 않거나 신뢰도가 떨어지는 문제가 있다.

연구팀은 두피 센서로 뇌파를 측정하고 이를 해독해 움직임 의도를 추출하는 맞춤형 알고리즘을 개발했다. 여기에 사용자의 의도와 방향을 실시간으로 해석하는 카메라 기반 AI 플랫폼을 결합, AI·BCI 시스템을 구현했다.이 시스템을 활용하면 마비 환자와 건강한 사람 모두 생각만으로 컴퓨터 커서를 움직이거나 로봇팔로 물체를 옮기는 과제 수행을 더 빠르게 할 수 있었다. 척수 손상으로 하반신이 마비된 환자는 컴퓨터 커서를 목표 지점으로 옮기는 속도가 기존 BCI보다 약 3.9배 빨라졌고, 책상 위 블록을 로봇팔로 집어 옮기는 과제도 성공했다. 이는 AI 도움 없이 불가능했던 과제다. 건강한 사람도 이 시스템을 활용했을 때 커서와 로봇팔 조작 능력이 2.1배 향상됐다. 연구진은 이번 성과가 비침습적 BCI의 가능성을 크게 확장했지만, 다양한 환자와 환경에 맞춘 추가 연구가 필요하다고 설명했다.

구혁 기자