[두뇌트레이닝] 10대 유망기술 BCI, 핵심은 ‘뇌파’

[두뇌트레이닝] 10대 유망기술 BCI, 핵심은 ‘뇌파’

첨단과학기술의 융합, 뇌파 측정 수요 증가, 뇌파 관련 산업 블루오션

브레인 74호
2019년 03월 19일 (화) 17:15
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첨단과학기술의 융합, 뇌파 측정 수요 증가, 뇌파 관련 산업 블루오션

미국 MIT 대학과 세계경제포럼 등에서 10대 유망 기술로 BCI(Brain-Computer interface)가 선정되었다. BCI 기술이란 사람의 뇌 활동을 측정하여 생각, 의도, 감정 등을 분석하고 이러한 정보를 명령으로 변환하여 다양한 외부기기를 제어하거나 사용자의 의사, 의도를 외부에 전달하는 기술 말한다.

컴퓨터를 사용하기 위해서는 키보드와 마우스가 사용하여야 하지만 뇌파로 기기를 조작하는 BCI 기술을 사용하면 어떤 신체적 움직임 없이 생각하는 것만으로 명령을 내리고 기기를 움직이게 할 수 있다.

뇌의 목소리, 뇌파(EEG)

‘뇌파(EEG)’는 우리의 생체에서 직접 발생하는 신호이기 때문에 특정 동작 없이 컴퓨터나 기계를 작동시킬 수 있고 두피에 시술하지 않는 비침습형 방식을 이용하기 때문에 인체에 아무런 해가 없다. 또한 뇌파 정보를 실시간으로 제공 받아 사용할 수 있어 응답 속도의 차이를 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.

우리나라도 이러한 글로벌 흐름에 발맞추고 있다. 지난 14일 과학기술정보통신부는 2019년 융합기술개발 시행계획을 발표했다. 4차 산업혁명의 기반이 되는 바이오, 인공지능, 로봇 등 첨단기술을 융•복합하여 궁극적으로 인간의 인지적, 육체적, 사회적 능력을 강화하고 초연결•초지능의 혁신원천기술을 확보, 제품 및 서비스로도 연계할 계획이다.

뇌파를 이용한 산업도 인공지능(AL) 딥러닝 기술을 통한 다양한 산업•연구 분야와 맞물려 급속도록 발전하고 있다. 기존 뇌파 연구는 컴퓨터를 통해 뇌파신호를 디지털 신호로 분석하고 활용하는 정도에 머물렀으나 인공지능 딥러닝 기술 발전으로 그동안 정확도가 낮았던 뇌파 연구가 가속화 되고 있는 셈이다. 


BCI 기술이 어떻게 활용되고 있을까?

일본 닛산은 ‘CES 2018’에서 인공지능이 아닌 사람의 뇌를 활용해 자율주행을 할 수 있는 B2V(Brain-to-Vehicle) 뇌파운전 기술을 연구 중이다. 뇌파를 측정하는 모자를 착용하면 운전자의 의도를 분석하고 핸들을 돌리거나 브레이크를 밟는다. 닛산은 이 기술로 운전자의 반응속도(0.2~0.5초) 시간을 줄이고 운전자가 불편함이 감지될 시 자율주행에서 인공지능 주행으로 전환시키는 수 있다고 말한다.

한국의 근로복지공단은 뇌파측정을 통해 강사들의 교수 유형을 파악하고, 뇌과학 원리를 이해하고 활용을 통한 강의능력을 향상시키는 이른바 ‘스마트브레인 셀프매니지먼트’을 마련했다.승진 대상자 교육과정에 도입된 ‘스마트브레인 셀프매니지먼트’ 과정은 효과적인 리더십 발휘를 가능케 하는 뇌과학 기반의 셀프리더십 코스로 승진직위에서 요구되는 역할과 책임, 리더십, 효과적인 역량 체크를 위해 마련되었고, 뇌파측정을 통해 현재 두뇌활용능력 상태를 객관적으로 진단하고 결과지표를 기반으로 부족한 부분은 보완하고 강점은 보다 강화하는 두뇌최적화 솔루션으로 2대 핵심전략, 3대 추진동력, 8대 생활습관을 제시하고 있다.

학교 현장에서의 활용도 확대되고 있다. 최현아 브레인트레이너는 뇌파기기를 활용해 학교 밖 청소년 돌봄 프로그램, 학교 내 대안교실, 인성교육 프로그램, 진로탐색 캠프, 두뇌활용 학습코칭 방과후 수업 등 학생들의 행복 프로젝트를 위해 다양한 활동을 하고 있다.

이처럼 뇌파는 뇌신호 분석 뿐만 아니라 뇌를 활성화시키고 스스로 뇌파를 조절할 수 있는 두뇌훈련, 뇌파 기반 상담, 뇌파를 활용한 교육, 생체신호를 통한 헬스케어, 뉴로피드백 엔터테인먼트 등 다양한 분야에 적용되고 있다.

▲ 국가공인 브레인트레이너협회에서 두뇌트레이닝 교육을 실시하고 있는 모습

뇌파란? 어떻게 측정할 수 있을까?

뇌파는 두피에서 자발적으로 발생하는 전류의 전위차를 측정하는 것으로 대뇌피질의 수많은 뉴런들의 수상돌기의 시냅스가 흥분하는 동안 흐르는 전류에 의해 발생한다. 전압계와 동일한 원리이다. 한 개의 피질 뉴런이 전기적으로 기여하는 크기는 아주 극미하며 뇌파신호를 충분히 볼 수 있는 정도가 되기 위해서는 수천 개의 뉴런들이 동시에 활성화 되어야 한다.

뇌파는 보통 두피 위에 전극을 놓고 그 부위의 뇌신경세포에서 발생하는 전기활동을 검출 후 증폭하여 기록한다. 뇌파를 측정하는 부위에 따라 마이크로 칩을 두피에 시술해 측정하는 침습형과 헬멧이나 헤드셋 형태의 장비로 뇌파 측정이 가능한 비침습형으로 나누어지며, 활용되는 뇌파의 특징에 따라 특정한 뇌파의 출현을 유도해 응용하는 뇌파유도형, 뇌파를 분석해 간단한 의사•동작을 인식하는 뇌파 인식형으로 구분된다.

글. 조용환 | 자료제공= 브레인트레이너협회 www.brain-tr.org

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