대학원 뇌공학과 이성환 교수

고려대학교 뇌공학과 이성환 교수팀과 베를린 공과대학교 Klaus Muller 교수팀이 공동으로 사용자의 뇌 신호만으로 하지 외골격 로봇 제어 신호를 추출하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술을 개발한 연구 논문이 세계적인 권위의 국제학술지인 Journal of Neural Engineering 논문지에 8월 18일 게재됐다.

이는 사용자가 자율적으로 다섯 개의 LED 중 하나를 응시하면서 측정되는 뇌 신호의 각 주파수 별 진폭을 분석하여 앞으로 걷기, 좌회전, 우회전, 앉기, 서기 신호로 변환하는 기술로써, 사용자가 서로 다른 주파수로 반짝이는 LED를 응시할 때 해당 주파수의 진폭이 강해지는 뇌 신호의 특징을 이용한 외골격 로봇 제어 기술이다.

지금까지 뇌 신호로부터 하지 외골격 로봇을 제어할 때 가장 큰 문제점은 로봇이 움직일 때 그로인해 사람도 같이 움직이게 됨으로써 그에 따른 다양한 잡음이 발생하여 사용자 의도 인식 성능이 저하된다는 점이었다.

이성환 교수는 “이번 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술은, 잡음을 제거하기 위해 뇌 신호를 복잡하게 따로 분리하지 않아도 핵심적인 주파수 정보만을 추출하여 정확한 사용자 의도 인식이 가능하다는 것이 큰 장점이다”고 설명했다.

이 연구는 정상인을 대상으로 10분미만의 짧은 훈련과정을 통해 성공적인 실험 결과를 보였으며, 이를 통해 장애인들도 쉽게 이 시스템에 접근하여 사용할 수 있는 가능성을 보였다.

이성환 교수는 “로봇이 보행할 때 발생하는 잡음에도 불구하고, 사용자가 쉽고 직관적으로 하지 외골격 로봇을 제어할 수 있다”며 “신체를 움직이는데 어려움을 겪고 있는 사지마비나 척수마비 환자들을 대상으로, 뇌 신호를 통해 환자의 의도를 인식하여 걸을 수 있게 된다면 환자의 삶의 질이 크게 향상 될 수 있을 것”이라고 강조했다.