생각만 해도 로봇다리가 성큼성큼… 국내 첫 개발

고려대 이성환-獨 뮐러 교수팀… LED 보면 뇌파 해석해 명령
오류 줄어 장애인용 등 개발 기대

이성환 고려대 교수팀 소속 연구원이 뇌전도측정기를 착용하고 외골격 로봇에 올라탄 모습. 외골격 위에 부착된 LED 전구를 응시하면 뇌파를 해석한 신호를 받아 외골격이 움직인다. 고려대 제공

이성환 교수

“루게릭병 환자나 하체가 약한 노인들이 생각만으로 이동할 수 있게 도와주는 로봇을 만들 수 있을 겁니다.”

이성환 고려대 뇌공학과 교수팀과 클라우스 뮐러 독일 베를린공대 컴퓨터과학과 교수팀은 뇌파를 해석해서 다리에 착용한 외골격 로봇을 움직이는 기술을 국내 최초로 개발했다고 18일 밝혔다.

지금까지 뇌파를 이용해 외골격을 움직이는 연구는 국제적으로 여러 차례 진행됐다. 하지만 몸이 움직일 때 발생하는 다양한 ‘잡음’ 속에서 명령을 내리는 데 필요한 신호만을 정밀하게 추출해 내기가 쉽지 않았다. 이 때문에 앞으로 움직이는 신호를 보내도 움직이지 않거나 뒤로 가는 등 오류를 일으키는 경우가 많았다.

한국과 독일 공동 연구진은 사람이 서로 다른 시각신호를 바라볼 때 나오는 뇌파를 정밀하게 분류하는 소프트웨어와 이를 이용해 외골격을 조종하는 시스템을 고안했다.

이를 위해 하체 보조 외골격 로봇 위에 서로 다른 주기로 깜빡이는 발광다이오드(LED)를 5개 설치했다. 또 사용자가 LED를 응시할 때 소프트웨어가 LED 주기에 따라 달라지는 뇌파를 해석해 명령을 내리게 했다.

이 시스템을 활용하면 앞으로 걷기와 좌회전, 우회전, 제자리에서 앉기와 서기가 가능하다. 또 실험 결과 신뢰도가 90% 이상일 정도로 정확하게 뇌파를 해석해서 작동했다. 이 교수는 “뇌파를 전송해서 분석하고 명령을 내리는 모든 과정이 무선으로 이뤄진다”며 “눈으로 LED 전구를 쳐다본 뒤 외골격이 움직이기까지 2초밖에 걸리지 않는다”고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘신경공학저널’ 17일자 온라인판에 실렸다.

최영준 동아사이언스 기자 jxabbey@donga.com