사용자 뇌 신호 따라 움직이는 로봇…촉각·힘 정보는 다시 뇌로 전달
"사지마비 장애인이 스스로 걷고 물건 집으며 손끝 감촉까지 느낄 것"
연구이미지(AI 생성) [한국과학기술원(KAIST) 제공. 재판매 및 DB 금지]
(대전＝연합뉴스) 김준호 기자 = 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 사람의 뇌 신호로 외골격 로봇(보행·움직임 보조 착용형 로봇)을 실시간 제어하고, 로봇이 감지한 촉각·힘 정보를 다시 뇌에 전달하는 차세대 뇌-로봇 인터페이스 플랫폼 개발에 나섰다.
25일 KAIST에 따르면 기계공학과 공경철·김정 교수 연구팀이 엔젤로보틱스와 함께 범부처 첨단 의료기기 연구개발사업 플래그십 과제로 세계 최초 양방향 '브레인 투 로봇'(Brain-to-Robot) 시스템 개발에 착수했다.
이 시스템은 뇌 신호를 기반으로 로봇을 제어하고, 동시에 로봇의 감각 정보를 사용자에게 전달하는 차세대 뇌-로봇 인터페이스 기술이다.
이 과제는 2032년 12월까지다.
뇌 신호로 커서를 움직이거나 스마트폰을 제어하는 뇌 인터페이스 기술은 이미 인체 임상 단계에 진입해 있다. 그러나 기존 기술은 실제 움직임과 감각을 동시에 연결하는 데에는 한계가 있었다.
이 한계를 돌파하는 접근인 Brain-to-Robot은 외골격 로봇을 직접 제어 대상으로 삼아 사용자의 행동 의도를 뇌 신호로 읽어 로봇을 움직이고, 동시에 로봇이 감지한 지면 반력(바닥이 발을 밀어내는 힘)·관절 토크(관절 회전력)·촉각 정보를 다시 뇌에 전달하는 완전한 양방향 인터페이스 구현을 목표로 한다.
연구 모식도 [한국과학기술원(KAIST) 제공. 재판매 및 DB 금지]
공경철 교수 연구팀은 웨어러블 로봇 제어와 인공지능(AI) 기반 동작 의도 해석 기술을 개발하고, 로봇이 감지한 감각 정보를 브레인 칩(Brain Chip·뇌 신호 처리 반도체)으로 정확하게 전달하기 위한 체성감각(촉각과 압력을 감지하는 능력) 인터페이스(신체 감각 전달 시스템) 설계를 수행한다.
김정 교수 연구팀은 장애인을 대신해 감각을 느낄 수 있는 로봇 피부와 AI 기반 체성감각 해석 기술 개발을 맡는다.
연구팀은 뇌 신호를 로봇 제어 명령으로 변환하고, 로봇이 감지한 감각 정보를 다시 뇌에 전달하는 AI 기반 인코딩·디코딩(신호 변환·해석) 알고리즘 개발도 추진한다.
수백 개 채널에 달하는 피질 신호(대뇌피질에서 발생하는 신경신호)를 실시간으로 처리하고 극도로 짧은 지연시간의 폐루프(closed-loop·신호를 실시간으로 주고받는 순환 제어 구조)를 안정적으로 유지하는 것이 핵심 기술 과제다.
공경철 교수는 "이번 기술이 성공하면 사지마비 장애인이 병원을 넘어 실제 일상생활에서 스스로 걷고 물건을 집으며 손끝의 감촉까지 느낄 수 있는 새로운 재활 패러다임이 열릴 것"이라고 말했다.
최용대 발행인/ 주필
기자
헤드라인 뉴스
한국매일뉴스 © 한국매일뉴스 All rights reserved.
한국매일뉴스의 모든 콘텐츠(기사 등)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재, 복사, 배포 등을 금합니다.
RSS