“생각만으로 외골격 로봇 제어” KAIST, 세계 최초 ‘뇌-로봇 인터...

- 기계공학과 공경철·김정 교수 연구팀 - 양방향 Brain-to-Robot 개발 나서양방향 뇌-로봇 인터페이스 모식도.[KAIST 제공][헤럴드경제=구본혁 기자] 사람의 생각만으로 외골격 로봇을 제어하고, 동시에 로봇이 감지한 촉각·힘 정보를 다시 뇌에 전달하는 양방향 뇌-로봇 인터페이스 기술 개발이 시작된다.KAIST 기계공학과 공경철·김정 교수 연구팀이 ㈜엔젤로보틱스와 함께 범부처 첨단 의료기기 연구개발사업 플래그십 과제로 세계 최초 양방향 ‘Brain-to-Robot’ 시스템 개발에 착수했다고 25일 밝혔다.뇌 신호로 커서를 움직이거나 스마트폰을 제어하는 뇌 인터페이스 기술은 이미 인체 임상 단계에 진입해 있다. 미국 뉴럴링크, 싱크론 등 글로벌 기업들도 관련 기술 개발에 속도를 내고 있다. 하지만 기존 기술은 실제 움직임과 감각을 동시에 연결하는 데에는 한계가 있었다. 대상 목표, 즉 뇌 신호가 실제로 무엇을 제어하고 어떤 감각을 되돌려 받는지가 명확하게 정의되지 않은 채 신호 해독 기술 자체의 발전에 집중되어 왔다는 점이다.Brain-to-Robot은 AI가 사용자의 뇌 신호에서 행동 의도를 해석해 로봇 제어 명령으로 변환하면 동시에 로봇 피부와 센서가 감지한 촉각·압력·힘 정보를 다시 뇌 자극 신호 형태로 변환해 사용자에게 전달한다.하지마비 장애인 기능 복원을 위한 양방향 뇌-로봇 인터페이스 통합 아키텍처.[KAIST 제공]공경철 교수 연구팀은 웨어러블 로봇 제어와 AI 기반 동작 의도 해석 기술을 개발, 로봇이 감지한 감각 정보를 Brain Chip(뇌 신호 처리 반도체)으로 정확하게 전달하기 위한 체성감각 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.또한 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.사업화는 공경철 교수가 창업한 엔젤로보틱스가 맡는다. 식품의약품안전처 인허가부터 실제 보급까지 전주기 상용화를 추진할 계획이다.공경철 교수는 “사지마비 환자, 척수손상 환자, 중증 운동장애 환자 등의 재활과 일상생활 지원에 활용될 가능성이 있다”면서 “장기적으로 환자가 스스로 걷고 물건을 집으며 감촉까지 느낄 수 있는 수준의 재활 플랫폼 구현을 목표로 하고 있다”고 말했다.