인간두뇌와 컴퓨터의 만남.. 국내 "BCI연구" 서막

인간의 생각을 컴퓨터에 전달하는 기술,이른바 「BCI(Brain Computer Interface)」에 대한 연구가 국내에서도 본격 착수돼 관심을 모으고 있다.

90년대 들어 미국,일본,호주 등을 중심으로 연구가 시작된 BCI 기술은 오는 2025년경에야 상용화 제품이 나올 것으로 예측될 만큼 최첨단의 기술분야.

세계적으로도 걸음마 수준인 이같은 「뇌와 컴퓨터의 만남」에 상명대학교 뇌정보통신연구소(소장 박흥국)가 승부를 걸었다.이 연구소의 목표는 인간의 뇌에서 발생하는 아날로그 시그널을 정보시스템화하는 기술(저장, 전송, 처리 등)을 연구해 정보통신 산업에 그 기술을 응용하는 것.이 연구소는 인간의 뇌세포에서발생하는 미세한 전기신호를 측정,분석해 인간의 동작이나 사고를 알아내는 BCI의 첫 응용제품을 올 연말 선보일 예정이다.

인간의 뇌는 약 1조개의 뇌세포로 구성돼 있고 사고과정에서 이들 뇌세포에서 미세한 전기신호가 발생한다.BCI는 이 뇌파를 채집해 증폭한 후 이를 디지털 신호로 변환, 다시 패턴별로 분석해내는 과정이다.얼핏 단순해 보이는 이 작업은 그러나 엄청난 양의 뇌파를 정확히 측정하고 이를 분석해내는 알고리듬 개발이 그야말로 고도의 기술과 기간을 요하는 첨단의분야다.

그러나 황당해 보이는 이 기술은 외국 선진연구팀들에 의해 이미 그 가능성을 인정받은 바있다.90년에 미국 콜로라도 주립대학의 케인(Keirn)과 오논(Aunon)은 사람들에게서로 다른 다섯가지 생각을 하게 하고 뇌파를 분석해 생각을 알아맞추는 실험에서 95%의 정확도를 보여줬고 일본에서도 90년 일본 전신전화회사의 휴먼인터페이스 연구실 히라이와 연구팀에서 일본어 다섯자음을 발음할 때 발생하는 뇌파를 인공신경망 모델을 이용 분류해 냈다.

91년에는 미국 뉴욕주립대학의 월포(Wolpaw)교수 연구팀이 뇌파를 이용해 컴퓨터화면의 커서를 움직이는 실험에 성공했고 이후 94년에는 커서를 상하좌우로 움직이는 데까지 이르기도 했다.

이들 국가에 비해 늦기는 했지만 상명대 뇌정보통신연구소는 올여름초 응용모델이 나올 수 있을 것으로 보고,연구에 박차를 가하고 있다.초기 모델인 운전시뮬레이터 개발은 마무리 단계에 와있다.이는 인간이 단순 동작만으로 컴퓨터 화면을 움직여가며 운전을 하게 하는 것.현재 하드웨어인 뇌파측정기의 제작은 마무리 단계에 들어갔으며 핵심 기술인 소프트웨어 알고리듬 개발이 한창 진행중이다.

뇌정보통신연구소에서 BCI연구를 맡고 있는 황민철 교수와 임좌상 교수는 현재까지의 연구결과에 대해 『예,아니오의 이분법 정도의 생각은 분석이 가능한 수준』이라며 『운전 시뮬레이터는 모델작업 수준이며 오히려 올 연말에 선보일 인터넷과 관련된 BCI 첫 응용제품에 기대를 걸고 있다』고 소개했다.

황교수와 임교수는 『BCI는 세계적으로도 이제 연구 초기단계인 만큼 개발 성과에 따라 세계적인 기술 보유국이 될 수도 있다』며 『외국에서 만들어진 학문을 아만 갈 것이 아니라 우리의 능력으로 세계와 어깨를 나란히 할 수 있는 분야를 개척하자』는 목표에 공통된 인식을 갖고 있다.

95년부터 G7프로젝트 감성공학기술개발과제에도 참여해 오고 있는 황교수팀은 3년여의 1단계 연구가 끝난 현재,인간의 오감을 데이터베이스로 구축하는 감성공학연구의 2단계 과제작업도 준비하고 있다.

<김상범 기자>