“뉴럴링크, 그 너머로”…‘뇌신호로 로봇 움직이고, 사람처럼 감각...

KAIST, 차세대 뇌-로봇 인터페이스 ‘브레인 투 로봇’ 개발 착수뇌 신호로 외골격 로봇 제어, 로봇 감지한 감각 정보를 다시 뇌에 전달사지마비 환자, 척수손상 환자 등 재활과 일상생활 활용 가능성KAIST 가 개발에 나선 양방향 브레인 투 로봇 시스템을 AI로 그린 일러스트. KAIST 제공.국내 로봇 분야 연구팀이 손잡고 사람의 뇌로 로봇을 실시간 제어하고, 로봇이 감지한 감각 정보 등을 다시 뇌에 전달하는 차세대 양방향 뇌-로봇 인터페이스 플랫폼 개발에 나섰다.KAIST는 공경철·김정 기계공학과 교수 연구팀이 엔젤로보틱스와 함께 범부처 첨단 의료기기 연구개발사업 플래그십 과제로 양방향 ‘브레인 투 로봇’(Brain-to-Robot) 시스템 개발에 착수했다고 25일 밝혔다.브레인 투 로봇은 뇌 신호를 기반으로 로봇을 제어하면서 동시에 로봇의 감각 정보를 사용자에게 전달하는 차세대 뇌-로봇 인터페이스 기술이다.현재 뇌 신호로 컴퓨터나 스마트폰을 제어하는 뇌 인터페이스 기술은 미국 뉴럴링크, 싱크론 등 글로벌 기업이 인체 임상을 진행하는 등 상용화에 속도를 내고 있다.하지만 기존 기술은 실제 움직임과 감각을 동시에 연결하지 못하는 기술적 한계를 갖고 있다.연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 외골격 로봇을 직접 제어 대상으로 삼아 사용자 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 뇌-로봇 인터페이스를 2032년까지 개발할 계획이다.아직 외골격 로봇 제어와 감각 피드백을 모두 포함한 완전한 양방향 브레인 투 로봇 시스템은 세계적으로 구현한 사례가 없다.웨어러블 로봇 분야 세계적 연구자인 공경철 교수 연구팀은 웨어러블 로봇 제어와 AI 기반 동작 의도 해석 기술을 개발한다.로봇이 감지한 감각 정보를 브레인 칩(뇌 신호 처리 반도체)에 정확하게 전달하는 체성감각 인터페이스(신체 감각 전달 시스템) 설계도 맡는다.로봇피부 연구자인 김정 교수 연구팀은 장애인을 대신해 감각을 느낄 수 있는 로봇 피부와 AI 기반 체성감각 해석 기술 개발을 수행한다.연구팀은 뇌 신호를 로봇 제어 명령으로 변환하고, 로봇이 감지한 감각 정보를 다시 뇌에 전달하는 AI 기반 인코딩·디코딩(신호 변환·해석) 알고리즘도 개발한다.과제 사업화는 공 교수가 창업한 엔젤로보틱스가 맡아 연구팀과 함께 개발된 기술의 인허가부터 보급까지 전주기 상용화를 추진할 계획이다.공경철 교수는 “연구개발을 통해 사지마비 장애인이 일상 생활에서 스스로 걷고 물건을 집으며 손끝의 감각 정보까지 느낄 수 있는 새로운 재활 패러다임을 제시할 계획”이라며 “뇌 인터페이스 기술의 새로운 전환점이 될 것”이라고 말했다.이광형 KAIST 총장은 “브레인 투 로봇 플래그십 과제는 세계 최고난도 융합연구”라며 “KAIST가 보유한 원천 기술을 바탕으로 차세대 브레인 투 로봇 기술 혁신을 선도해 나가겠다”고 밝혔다.인간 운동 메커니즘을 모방한 계층적 로봇 제어 아키텍처. KAIST 제공.