미 조지아 공대 연구진, ‘뉴럴링크에 비해 극소형 BCI 개발’
‘생각’만으로 웨어러블 기기, 컴퓨터 조작, ‘의료기기에도 매우 유용’
[애플경제 엄정원 기자] ‘생각’만으로 웨어러블 기기나 컴퓨터를 움직이는 초소형 뇌 센서가 등장, 눈길을 끈다. 특히 기존 뇌 임플란트 방식의 동전 5개를 포개놓은 뉴럴링크와는 비교가 안 되는 1mm 이하의 크기에다, 96% 정확도를 갖추고 있다. 또 뇌 속에 전극을 심는 현재의 침습 방식의 뉴럴링크와 달리, 머리칼 뿌리에 접착시키는 정도여서 더욱 안전하고 성능도 뛰어난 것으로 알려졌다.
미 국립과학원(National Academy of Sciences)에 따르면 미국 조지아 공과대학교(조지아 텍) 연구진은 이처럼 사용자의 뇌 신호를 놀라운 정확도로 감지하는 새로운 뇌 센서를 개발했다. 이 센서는 머리카락 뿌리에 삽입할 수 있을 정도로 작다. 기존 전극 연결 방식보다는 약간 더 침습적이지만, 뉴럴링크 방식의 임플란트보다는 훨씬 침습의 정도가 덜하다. 이에 “입력과 피드백 모두에 뇌 신호를 점점 더 많이 사용하는 ‘웨어러블 기기’나 보조 기기에 새로운 길을 제시하고 있다”는 평가다.
현재의 스마트 안경 등 AR 기기는 흔히 음성으로 제어할 수 있다. 그 때문에 공공장소나 조용한 환경에선 불편하다. 이에 ‘생각’만으로 핸즈프리 사진을 찍거나, 그저 사용자의 머릿속으로만 검색을 할 수 있으면, 한층 원활하고 편리하게 AR 기능을 사용할 수 있다.
심지어는 “뇌졸중 환자의 뇌 신호를 음성으로 변환하는 이 BCI(뇌-컴퓨터 인터페이스)처럼 실험적인 의료 기기나, 신경 건강에 초점을 맞춘 웨어러블 기기에도 안성 맞춤”이란 설명이다.
미국 국립과학원은 이를 자체 ‘회보’에 게재된 논문에서도 이 센서에 대해 자세히 설명하고 있다. 이에 따르면 역시 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)의 일종으로 간주되는 이 센서는 뇌의 전기적 변화를 포착하는 ‘전도성 폴리머 미세바늘’로 구성되어 있다. 미세바늘은 폴리이미드와 구리선을 따라 신호를 전달한다. 이 두 가지 요소가 합쳐져 폭 1mm 미만, 즉 ‘쌀알’ 하나 정도의 길이를 가진 센서가 만들어졌다.
이처럼 작은 센서는 이미 각광을 받고 있는 BCI인 뉴럴링크보다 훨씬 작다. 뉴럴링크는 미화 25센트 동전 다섯 개를 겹쳐 놓은 것과 같은 두께와 지름을 가지고 있다. 이에 비해 조지아텍의 센서는 뉴럴링크처럼 깊이 들어갈 필요도 없다. 그저 두피 피부 바로 아래, 모낭 사이에 부착하면 된다. 그래서 “크기가 작아 일상생활 중에도 편안하게 착용할 수 있다”는 것이다.
연구진은 평소 (기존 뉴럴링크보다) 향상된 BCI 센서 기술의 필요성을 절감하고 있었다. 이에 “센서를 극소형화하고, 피부를 살짝 관통하면서 머리카락을 피할 수 있다면 컴퓨터나 웨어러블 기기에 더 가까이 접근할 수 있을 것”으로 판단했다. 그러면 “신호 품질을 획기적으로 높이고 불필요한 잡음을 줄일 수 있다”고 생각, 개발해낸 것이다.
연구진은 해당 논문에서 “일단 센서의 초기 테스트 결과는 고무적이었다”고 언급했다. 이는 최대 12시간 동안 매우 충실도 높은 신경 신호 포착 기능을 유지했다. 또한 “사용자가 걷고, 달리고, 서 있는 동안 신호의 96.4%를 정확하게 분류해냈다”는 설명이다. 또한 “테스트에 참여한 사람들은 모두 이 센서를 통해 휴대폰 연락처를 탐색하고, 증강 현실(AR) 통화를 시작할 수도 있었다”는 것이다.