기계/재료

홍콩중문대학, 뇌-기계 인터페이스 시스템 개발

발행일 : 2012 / 05 / 22

전신마비환자가 중문 ‘입력’으로, 외계와 의사소통 가능

최근 홍콩중문대학 전자공학부 왕스위안(王士元) 교수 연구진은 뇌-기계 인터페이스 시스템을 개발하고, 전신마비환자가 중문을 ‘입력’하여 외계와 의사소통을 할 수 있도록 일조했다.

사용자가 접촉면이 16개인 무선 뇌전파 수신기를 머리에 착용하고 컴퓨터 스크린의 중문 획수 입력 인터페이스를 마주 보면서 자신이 쓸 획수를 생각하면 수신기가 획수의 지령을 수신하고 한자를 입력할 수 있다.

이 시스템은 8,911개의 한자를 입력할 수 있으며, 정상적인 상황에서 매번의 선택에 15초의 시간이 걸린다. 그 중에서 자주 사용하는 약 125개의 글자는 기본상에서 5회 미만의 선택으로 하나의 한자를 입력할 수 있다. 건강한 성년한테 테스트 한 결과, 정확도가 기본상 70%로 나타났다.

연구진은 Hex-o-Spell로 불리는 라틴 알파벳 맞춤 시스템에서 영감이 떠올랐다. 연구결과, 고리형태의 배열방법을 적용할 경우, 매트릭스 배열방법에 비해 정확도나 속도에서 모두 비교우위를 지님을 확인했다.

따라서 연구진은 고리형태의 배열방법을 채택했다. 컴퓨터 시스템에 작은 동그라미로 구성된 고리가 있으며, 동그라미 안에는 한자에서 자주 쓰는 5개의 획수(가로, 삐침, 세로, 파임, 갈고리) 또는 사용자 여건에 부합되는 한 조의 한자들이 있다. 한자 하나를 입력하려면 사용자가 획순에 따라 상응한 획수를 입력하고 글자를 선택하면 된다.

대뇌가 활동하면서 두피에서 생기는 전압이 건전지의 100만 분의 1에 불과하여 신호가 미약하고 게다가 외계의 신호방해로 뇌파신호 수집이 까다로운 문제로 대두했다. 따라서 최적화된 신호처리 방법으로 처리해야만 서로 다른 사유활동의 뇌파신호를 정확하고 조속히 식별할 수 있으며, 나아가 실시간의 뇌-기계 상호작용과 제어를 실현할 수 있다.

뇌-기계 인터페이스 기술의 실용화를 두고 훙버(洪波) 칭화대학 의학원 생물의학공학부 교수는 개체차이가 최대의 난제로서 신속하고 효율적인 개체 매개변수 맞춤제작이 극히 중요하다고 주장했다.

그러나 해당 기술은 상당히 원초적인 것으로서 아바타(Avatar) 수준에는 크게 못 미친다는 지적이다. 가우샤오룽(高小榕) 칭화대학 의학원 생물의학공학부 교수는 미래의 큰 방향은 생물학전제(Biological agents)와 기계지능(Machine intelligence) 간 상호작용을 통해 기계가 인간을 감지할 수 있고, 인간도 기계를 감지할 수 있는데, 그 사이에서 가교역할을 하는 것이 뇌-기계 인터페이스라고 밝혔다. 그러나 기계가 인간의 사유를 완전히 대체할 수는 없다.