KAIST, 뇌 신호로 로봇 움직이는 '뇌-로봇 플랫폼' 개발 착수

양방향 인터페이스 구현 목표…뇌 기술 전환점 기대차세대 뇌-로봇 인터페이스 플랫폼 '브레인-투-로봇' 개요(KAIST 제공) /뉴스1(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 국내 연구진이 사람의 뇌 신호로 외골격 로봇을 실시간 제어하고 로봇이 감지한 촉각·힘 정보를 다시 뇌에 전달하는 차세대 뇌-로봇 인터페이스 플랫폼 개발을 시작했다.한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 공경철·김정 교수 연구팀이 ㈜엔젤로보틱스와 함께 범부처 첨단 의료기기 연구개발사업 플래그십 과제로 세계 최초 양방향 '브레인-투-로봇(Brain-to-Robot)' 시스템 개발에 착수했다고 25일 밝혔다. 과제 기간은 2032년 12월까지다.공 교수는 보행 보조 외골격 로봇 기업 엔젤로보틱스를 창업하고 국제 사이배슬론에서 2회 연속 금메달을 이끈 웨어러블 로봇 분야의 세계적 연구자다.김 교수는 로봇 피부 기술 연구로 '이달의 과학기술인상'을 수상한 석학으로, 두 연구팀은 컨소시엄을 구성해 뇌신경 인터페이스와 외골격 로봇을 결합한 플랫폼 연구를 본격화하고 있다.뇌 신호로 커서를 움직이거나 스마트폰을 제어하는 뇌 인터페이스 기술은 이미 인체 임상 단계다. 미국 뉴럴링크, 싱크론 등 글로벌 기업들도 관련 기술 개발에 속도를 내고 있다.그러나 기존 기술은 실제 움직임과 감각을 동시에 연결하는 데에는 한계가 있었다. 뇌 신호가 실제로 무엇을 제어하고 어떤 감각을 되돌려 받는지가 명확하게 정의되지 않은 채 신호 해독 기술 자체의 발전에 집중돼 왔다.이 한계를 돌파하는 접근인 브레인-투-로봇은 외골격 로봇을 직접 제어 대상으로 삼아 사용자의 행동 의도를 뇌 신호로 읽어 로봇을 움직이고, 동시에 로봇이 감지한 지면 반력·관절 토크·촉각 정보를 다시 뇌에 전달하는 완전한 양방향 인터페이스 구현을 목표로 한다.연구팀에 따르면 외골격 로봇 제어와 감각 피드백을 모두 포함한 완전한 양방향 시스템은 아직 세계적으로 구현 사례가 보고되지 않았다. 이번 연구는 뇌 인터페이스 기술의 새로운 전환점이 될 것으로 기대된다.이 시스템에서 KAIST 연구팀은 핵심 기술 개발을 담당한다. 공 교수 연구팀은 웨어러블 로봇 제어와 인공지능(AI) 기반 동작 의도 해석 기술을 개발한다. 로봇이 감지한 감각 정보를 브레인 칩(뇌 신호 처리 반도체)으로 정확하게 전달하기 위한 체성감각 인터페이스 설계를 수행한다. 김 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 알고리즘 개발도 추진한다. 수백 개 채널에 달하는 피질 신호를 실시간으로 처리하고 극도로 짧은 지연시간의 폐루프를 안정적으로 유지하는 것이 핵심 기술 과제다.고해상도 뇌신호 측정과 인터페이스 기술에 강점이 있는 뉴럴링크에서 나아가 외골격 로봇 제어와 감각 피드백까지 통합한 실제 활용형 플랫폼 구현에 초점을 두고 있다.본 플래그십 과제의 사업화는 공 교수가 창업한 엔젤로보틱스가 맡는다. 연구팀은 식품의약품안전처 인허가부터 실제 보급까지 전주기 상용화를 추진할 계획이다.공 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.연구팀은 이번 기술이 국내외를 통틀어 시도된 적 없는 세계 최고난도 수준의 융합기술인 만큼, 장기 안전성 확보와 임상 검증 및 인허가 체계 마련이 기술 개발과 병행돼야 한다고 강조했다.한편, KAIST에서는 뇌신경계 질환 치료를 위한 웨어러블 재활 로봇 기술, AI 기간 뇌신호 해석 기술, 차세대 뇌-기계 인터페이스 연구, 고해상도 신경신호 측정 및 정밀 뇌자극 등 뇌 인터페이스 분야의 다양한 원천기술 연구가 이뤄지고 있다.