BCI : Brain Computer Interface

♦ BCI의 의미

↳ 뇌-컴퓨터 인터페이스 (BCI, Brain - Computer Interface)

- 인간의 두뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 뇌파를 통해 컴퓨터를 제어하는 인터페이스 기술

즉, 뇌의 활동이 컴퓨터에 직접입력이 되어, 입력장치가 없이도 컴퓨터와 커뮤니케이션 가능

- BCI 기술은 넓게는 HCI(Human Computer Interface) 기술에 속함

- BCI 기술은 BMI(Brain Machine Interface)라고 불리기도 함

(뇌파를 통해 휠체어나 로봇과 같은 기계를 조작할 수도 있기 때문)

 

♦ BCI의 원리 (첨부 1 참고)

- 인간의 두피에서 측정 가능한 자발적 전기 활동인 뇌파는 두뇌활동의 변화를 시간적, 공간적으로 파악할 수 있는 수단 (뇌파는 1929년 Hans Berger에 의해 최초로 기록됨)

- BCI 기술의 구현은 뇌파 자극을 인식(Acquisition)하는 장치를 통해 뇌파를 받아들인 후, 신호화 과정(Signal Processing)을 거쳐 뇌파를 분석해 입출력 장치에 명령을 내리는 단계를 거치게 됨

 

♦ BCI 기술 방식

분류기준	방식	특징	사례
뇌파 측정 부위	칩습형 방식 (Invasive)	-마이크로 칩을 두피에 시술, 뇌파 측정 -정확한 특정 가능 -시술이 필요, 외과적 부작용 가능성 ⇧	-원숭이의 뇌에 뇌파 측정 마이크로 칩 시술. 뇌내에서 검출된 신경신호를 이용하여 기계 팔을 움직임 (듀크대 실험)
	비칩습형 방식 (Non-Invasive)	-헬멧, 헤드셋 형태의 장비로 뇌파 측정 -잡신호가 섞일 수 있음 -정확한 측정이 힘듬	-대학 연구기관의 실험실이나 상용 제품에서 사용 -NeuroSky 사의 헤드셋형 뇌파 측정 기계

 

♦ BCI가 상용화 되었을 때의 장점과 문제점.

장점	문제점
- 자발적인 생체신호임으로 측정 비용이 저렴함 - 비칩습형 방식의 경우 인체에 무해 - 실시간으로 뇌파 정보 제공 - 일체의 동작을 필요로 하지 않아, 가적 직관적인 인터페이스로 적합	- 비칩습형 방식의 경우 뇌 외부에서 측정하므로 잡파의 혼입이 불가피. - 침습형 방식의 경우 외과적 시술과 부작용. - 전달된 뇌파 정보에 손실이 있으며 분석어려움 - 뇌파의 평균 진폭, 파장 등이 사람마다 차이를 보여 제어를 위한 임계점을 잡기 힘듬

 

♦ BCI 현 시점

▸ 미국의 고등국방연구소(DARPA) - ‘Silent Talk’ (뇌파를 이용한 통신을 연구하는 프로그램) 프로젝트

사람이 어떤 말을 하려고 하면 성대 등에 이어진 신경에 신호를 보내기 전에 그 말에 해당되는 특정한 패턴의 뇌파가 생성된다고 한다. 그 뇌파를 분석하면 그 사람이 어떤 말을 하려고 하는지 알 수 있다. 이를 연구하여 궁극적으로는 말을 하지 않고 생각만으로 어떤 메시지를 타인에게 원격 전송하는 장치를 개발하겠다는 프로젝트 연구이다.

▸ 미국의 인텔 - 뇌파로 작동하는 뇌파 컴퓨터의 개발을 시도

 

● 미래 유망 기술 BCI의 기업 활용 방안 & 느낀점

정보를 검색하면서 뇌와 컴퓨터를 연결하는 기술에 정말 놀라웠다. 문뜩 떠오르는 것은, 뇌와 컴퓨터를 연결하여 생각으로 제 2의 나, 아바타를 조정하여 다른 세상의 삶을 살아가는 영화 ‘아바타’와 이와 비슷한 내용의 영화 ‘써로게이트’가 생각이 났다. 이 기술이 비록 먼 미래의 기술은 아닐 거라는 생각을 해본다. 만약 뇌의 특정영역에서 뇌의 활동을 측절할 수 있는 기술이 개발된다면, 장애가 있는 환자들은 물론, 노인, 아동 등 특수 계층의 치료 목적과 공익을 위해 사용 가능 할 것이다. 뇌파 헤드셋을 이용하여 정상인과 같이 불편함 없이 생활 할 수 있는 시대가 올 것이다. 좀 더 구체적으로 BCI의 향후 기업 활용 방안에 대해서 생각해보고자 한다.

현재까지 개발된 로봇에다가, BCI 기술을 접목하여, 생각만으로도 로봇을 움직여 행동하는 기술이 유망할 것이다. 즉, ‘써로게이트’ 영화에서 본 것처럼 실제로 ‘제2의 나’가 되어, 장애가 있는 분이나 어린 아이, 노인 등 약자 측에 도움이 될 수 있다. 나와 똑같은 아바타가 또한 이 기술은 기업이 활용하는 방법에 따라서 혹은 목표 소비자에 따라서 무궁무진한 마케팅 전략을 사용할 수 있다. 아래의 교육, 치료목적 등에 포함되는 광범위한 범위라 하겠다.

첫 째, 집중력 향상 (교육 목적). 국립과천과학관에는 뇌파로 조종하여 경주를 벌이는 자동차 게임, 뇌파를 이용한 낚시, 골프, 사격 게임 등, 뇌파를 이용한 여러 가지 신기한 전시물이 있는데, 이를 활용하기 위해서는 뇌파를 이용한 고도의 집중력이 요구된다. 이를 어린이 집중력을 향상시키기 위한 교육의 목적으로 이용하면 엄청난 부가가치가 창출 될 것이다. 예를들어, 닌텐도 두뇌게임이 처음에 엄청난 인기를 누렸던 것만큼, 한국의 교육 시장은 언제나 블루오션이라고 해도 과언이 아니다. 거기에 기업이 현재까지 개발된 BCI 기술만으로 닌텐도에 버금가는 하드웨어를 만들면 공익차원에서도 도움되고, 기업의 수익창출에도 크나큰 업적을 세울 것이라 예상된다.

둘 째, 치료 목적. 앞으로 사회는 노령화가 세계문제로 대두되고 있는 시점이다. 실버 산업에 대해서도 유망 산업이 많은데, 실버산업의 최대 관심사는 머니머니해도 건강이 최고가 아닐까 생각한다. 이에 BCI를 이용하여 노인 치매 예방용 기계를 개발하면 어떨까? 현재는 치매가 노인 뿐만아니라 젊은 세대에도 자주 일어나는 일이라, 치료목적용으로 BCI 기술을 이용한 기계를 저렴한 가격에 만들어내면 그야말로 황금알을 낳는 오리라고 생각한다. 치매 뿐만 아니라 뇌파를 정상적으로 이끌어내면, 다른 뇌 질환 연구에 힘써, 의료분야도 무궁무진한 시장이 된다.

마지막으로, 앞서 살펴본 것과, 나아가서는, 광범위한 범위의 유비쿼터스가 실행 될 수 있다. CORNING이라는 세계적인 특수 유리, 세라믹 소재를 만드는 기업에서 짧은 6분짜리 광고영상을 본 적이 있다. 거기에서, 생활 모든 제품에 IT 기술이 깊숙이 파고들어, 유비쿼터스 실현 결코 먼 미래가 아니라는 것을 알 수있었고, 일부 스마트폰 계열에서는 이미 실현되고 있었다. 이처럼 BCI 기술분야도 현재 유리 세라믹분야라던가, 다른 하드웨어적인 측면과 결합하여 개발하면 실제로 엄청난 부가가치가 실행되고, 그야말로 유비쿼터스화가 가능하다. 기업은 이처럼 광활한 블루오션에 한발짝 나아가 적극적으로 개발하고 활용해야한다고 생각한다.