'상상' 만으로 움직인 '로봇팔'…美 연구팀 "사지마비 환자, 7개월간 작동 성공"

'상상'이 로봇팔을 움직였다.

카레루시 갠글리 미국 샌프란시스코 캘리포니아대(UCSF) 교수팀은 7일 과학 저널 셀(Cell)에서 사지마비 환자가 인공지능(AI) 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 장치를 이용해 상상하는 것만으로 로봇팔을 제어하게 하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구팀은 이번에 개발한 BCI 장치가 1~2일 작동에 그쳤던 과거 장치들과 달리 조정 필요 없이 7개월간 작동했다고 전했다.

연구팀은 말을 하거나 움직일 수 없었던 참가자의 뇌 표면에 작은 센서들을 이식하고 동작을 상상할 때 시간 흐름에 따라 뇌 신호 패턴 등이 어떻게 변화하는지 알아보기 위해 손, 발, 머리 등 신체의 다양한 부위를 움직이는 상상을 하도록 요청했다. 그 결과 참가자가 움직인다고 상상할 때 뇌에서는 그 움직임에 상응하는 신호가 생성되는 것으로 나타났으며, AI 기반 BCI는 센서에 포착된 이들 신호의 변화와 위치 등을 기록했다. 또 특정 동작을 할 때 뇌에서 나타나는 신호는 형태는 동일하게 유지됐지만 그 위치는 날마다 조금씩 변하는 것으로 분석됐다.

이를 토대로 연구팀은 참가자에게 2주 동안 손가락, 손, 엄지손가락 등으로 특정 신체 부위를 움직이는 간단한 동작을 상상하게 하면서 센서로 뇌 활동을 기록해 AI를 훈련했다. 참가자는 훈련 과정을 거쳐 자신이 원하는 대로 로봇팔을 작동하는 데 성공했다. 블록을 집어 들고, 돌리고, 다른 위치로 옮길 수 있었고, 캐비닛을 열고 컵을 꺼낸 다음 정수기에서 물을 받을 수도 있었다.

갠글리 교수는 "사지마비 장애인이 스스로 음식을 먹거나 물을 마실 수 있게 해주는 이 기술이 그들의 삶을 변화시킬 것"이라고 전했다.

김소형기자 compact@sportschosun.com