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[특집 ③] 생각대로 움직이는 세상을 만드는 기술 뇌 컴퓨터 인터페이스

우리가 보고 듣고 느끼고 생각하고 행동하는 것은 모두 뇌가 내린 명령과 해석의 결과다. 그렇다면 신체에 명령을 내리듯 뇌의 신호를 이용해 기계나 다른 물건에 명령을 내릴 수는 없을까? 상상 속에서만 가능할 것 같았던 이 기술은 현재 뇌 컴퓨터 인터페이스를 통해 점차 구현되고 있다. 인간의 삶을 혁신적으로 바꿔놓을 기술, BCI에 대해 알아보자.

 

인간의 삶을 혁신적으로 변화시킬 기술

뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI: Brain Computer Interface, 이하 BCI)는 생각만으로 기계를 마음대로 조작할 수 있도록 하는 기술이다. 게임을 할 때 조이스틱이나 키보드 등을 통해 기계를 조작하는 것처럼 뇌의 신호를 이용해 기계를 작동시키는 것이다. BCI를 통해 기계를 움직이기 위해서는 두피나 뇌에 직접 생체 신호를 감지할 수 있는 기기를 부착하고, 뇌에서 발생하는 신경생리신호를 컴퓨터로 전달한다. 컴퓨터는 뉴로 디코딩 알고리즘(뇌에서 발생한 생체신호를 분석해 사용자의 의도를 파악하고, 이를 기계에 명령을 내릴 수 있는 언어로 풀어내는 것)을 통해 기계에 명령을 내리고, 기계는 이에 따라 사용자의 명령을 수행한다.

뇌에서 일어나는 신호를 기계에 전달해 사용자의 의도대로 기계를 움직이기 위해서는 가장 먼저 생각을 잘 읽어내는 것이 중요하다. 하지만 생각은 다층적으로, 동시다발적으로 이뤄지기 때문에 이를 정확하게 짚기는 쉽지 않다. 그렇기 때문에 생체 신호 중 기계에 명령을 내리는 데 필요한 정보와 필요하지 않은 정보를 판별하고 사용자의 의도를 파악해내는 데 인공지능, 특히 딥러닝(인간의 인지 체계를 기계에 가르치는 기계 학습의 한 분야) 기술이 필요하다. 딥러닝을 통해 보다 견고하고 정확도 높은 뉴로 디코딩 알고리즘을 만들면 지금보다 빠르고 정확한 속도로 뇌의 신호를 읽고 해석할 수 있으며, 이로써 생각만으로 기계를 자유자재로 움직일 수 있는 기술을 구현할 수 있기 때문이다.

현재 국내외에서는 선천적인 이유나 외상 등의 이유로 신체를 자유롭게 움직이는 데 어려움을 겪는 사람들의 불편함을 해소하고, 원활한 의사소통을 돕는 BCI 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 머지않은 미래에 이러한 BCI 기술을 일상생활에서도 사용할 수 있게 되면, 스마트폰이 우리 일상생활과 커뮤니케이션 방식을 바꾼 것과 마찬가지로 인간의 삶에 큰 변화를 일으킬 것으로 보인다.

 

글 김현홍 ●사진 게티이미지뱅크

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