뇌 신호로 로봇 제어하고 로봇이 느낀 감각 다시 뇌로…KAIST, '브...

인간 운동 메커니즘 모방 계층적 로봇 제어 아키텍처 개념도. KAIST 제공 KAIST 연구팀이 뇌 신호로 로봇을 실시간 제어하고 로봇이 감지한 감각 정보를 다시 뇌에 전달하는 차세대 뇌-로봇 인터페이스 플랫폼 개발에 나선다. KAIST는 공경철·김정 기계공학과 교수팀이 국내 기업 엔젤로보틱스와 함께 범부처 첨단 의료기기 연구개발사업 플래그십 과제로 양방향 '브레인투로봇(Brain-to-Robot)' 시스템 개발에 착수했다고 25일 밝혔다. 뇌 신호로 마우스 커서를 움직이거나 스마트폰을 제어하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은 이미 인체 임상 단계에 진입했다. 미국 뉴럴링크, 싱크론 등 글로벌 기업이 주력하고 있다. 기존 기술은 신호 해독 기술 자체에 집중돼 뇌 신호가 실제로 무엇을 제어하고 어떤 감각을 되돌려 받는지 명확하게 정의되지 않았다. 브레인투로봇은 뇌로 외골격 로봇을 직접 제어해 사용자의 행동 의도를 뇌 신호로 읽어 로봇을 움직인다. 동시에 로봇이 감지하는 바닥이 발을 밀어내는 힘(지면 반력), 관전 회전력(토크) 등의 정보를 다시 뇌에 전달하는 양방향 인터페이스 구현이 목표다. 아직 구현 사례가 없는 최고난도 융합기술 영역으로 평가된다. 공 교수팀은 웨어러블 로봇 제어와 인공지능(AI) 기반 동작 의도 해석 기술을 개발한다. 로봇이 감지한 감각 정보를 뇌 신호 처리 반도체로 정확하게 전달하는 신체 감각 전달 시스템을 설계한다. 김 교수팀은 애인을 대신해 감각을 느낄 수 있는 로봇 피부와 AI 기반 신체 감각 해석 기술 개발을 맡는다. 공동연구팀은 뇌 신호를 로봇 제어 명령으로 변환하고 로봇이 감지한 감각 정보를 다시 뇌에 전달하는 AI 기반 신호 변환·해석 알고리즘 개발도 추진한다. 대뇌피질에서 발생하는 신경신호를 실시간으로 처리하고 지연시간을 짧게 유지하는 것이 핵심 과제다. 과제 사업화는 공 교수가 창업한 엔젤로보틱스가 맡는다. 개발 기간은 2026년 4월부터 2032년 12월까지로 식품의약품안전처 인허가부터 실제 보급까지 전주기 상용화를 추진한다. 공 교수는 "이번 기술 개발이 성공하면 사지마비 장애인이 병원을 넘어 실제 일상생활에서 스스로 걷고 물건을 집으며 손끝의 감촉까지 느낄 수 있는 새로운 재활 패러다임이 열릴 것"이라고 말했다. 연구팀은 "장기 안전성 확보와 임상 검증, 인허가 체계 마련이 기술 개발과 병행돼야 한다"며 "글로벌 시장 진입을 위해 안전성·유효성 검증, 임상 근거 축적, 위험관리 체계 구축, 뇌신호 데이터 보호 및 사이버보안, 윤리적 수용성 검토도 유기적으로 설계돼야 한다"고 강조했다. 플래그십 과제와 별도로 KAIST에서는 여러 종류의 신경신호를 동시에 측정·자극할 수 있는 초소형 전극, 차세대 신경 인터페이스를 위한 AI 기반 반도체 집적회로 등 다양한 원천기술 연구가 진행 중이다. 이광형 KAIST 총장은 "브레인투로봇 플래그십 과제는 세계 최고난도 융합연구"라며 "KAIST에는 뇌 인터페이스, AI, 반도체, 로봇 분야의 다양한 연구진이 관련 원천기술을 연구하고 있는 만큼 이를 바탕으로 차세대 브레인투로봇 기술 혁신을 선도해 나갈 것"이라고 밝혔다.