뇌 신호로 움직여…사지마비 환자 돕는 로봇 개발, 세계 최초 추진

2032년까지 국고 202억 등 총 300억 투입
뇌-AI-로봇 실시간 연동될 시스템 상용화

연세대 세브란스병원은 나동욱 재활의학과 교수(왼쪽)와 최원아 강남세브란스병원 호흡재활센터 교수 등이 뇌 신호로 로봇을 제어하고 로봇의 감각을 다시 뇌로 전달하는 기술 개발에 착수한다고 16일 밝혔다.(연세대 세브란스병원 제공)

세브란스병원 의료진이 뇌 신호로 움직여 목 부위 척수 손상이나 루게릭병 등 사지마비 환자의 신체 활동을 돕는 로봇 개발에 나선다. 세계 최초로 시도되는 연구로서 2032년까지 7년간 국고 202억 500만 원이 투입된다.

연세대 세브란스병원은 나동욱 재활의학과 교수와 최원아 강남세브란스병원 호흡재활센터 교수 등이 뇌 신호로 로봇을 제어하고 로봇의 감각을 다시 뇌로 전달하는 기술 개발에 착수한다고 16일 밝혔다.

이는 정부의 ‘범부처 첨단 의료기기 연구개발 사업’으로 추진돼 로봇 기업 엔젤로보틱스, 대구경북과학기술원(DGIST), 한국과학기술원(KAIST), 서울대병원, 삼성서울병원, 부산대병원 등 9개 기관이 참여한다.

과제에는 7년간 국비 202억 500만 원, 민간 부담금을 포함하면 약 300억 원이 포함된다. 사지마비 환자의 운동 의도를 AI가 뇌에서 직접 읽어 로봇을 움직이고, 로봇이 감지한 촉각·압력·자세 정보를 뇌로 되돌려주는 ‘양방향 뇌-AI-로봇 연동’ 의료기기 개발이 목표다.

사지 마비 환자는 운동 기능뿐 아니라 감각 기능까지 크게 제한된다. 현재 재활치료는 남아 있는 기능을 최대한 활용하고, 보조기기로 일상 기능을 보완하는 데 중점을 둬 왔다. 운동과 감각을 연결하는 생물학적 회로 자체를 임상적으로 회복시키는 일은 오랫동안 난제로 남아 있었다.

이에 따라 엔젤로보틱스는 과제 주관 기관으로 사지마비 환자를 위한 전신형 외골격 로봇, 이른바 ‘웨어러블 휴머노이드’ 개발을 총괄한다. 뇌 연결 기술 개발은 DGIST 등이, AI 기반 뇌 신호 처리는 KAIST가 담당한다. 뇌 전극 삽입은 서울대병원 신경외과가 수행한다.

세브란스병원과 강남세브란스병원 재활의학과는 삼성서울병원, 부산대병원 등과 임상 연구의 핵심 축으로 참여해 외골격 로봇의 임상 적합성 검증, 임상시험 설계, 환자 평가 프로토콜 수립 등을 담당한다.

나 교수와 최 교수팀은 국내 최고 수준의 로봇 재활 임상 경험을 바탕으로 이번 연구의 임상 적용 가능성을 검증하는 데 주도적인 역할을 맡는다. 세브란스병원은 그간 로봇 재활 분야에서 환자 치료 경험과 임상 데이터를 축적하며 국내 로봇 재활 임상 발전을 이끌어 왔다.

강남세브란스병원 호흡 재활센터도 이번 연구에 참여해 고위험군 환자의 임상 안전성을 높인다. 연구 대상자의 호흡 기능을 면밀히 평가하고 관리함으로써, 뇌-로봇 통합 시스템이 실제 임상 환경에서 안전하게 적용될 수 있도록 지원할 예정이다.

연구는 올해부터 2032년까지 3단계에 걸쳐 진행되며 뇌 인터페이스, 인공지능 기반 인코딩·디코딩 기술, 전신형 외골격 로봇을 초저지연 통신으로 연결한 조합형 의료기기를 완성하고, 식품의약품안전처 인허가와 상용화를 추진한다.

세브란스병원 재활의학과는 공학 연구실에서 구현된 기술이 실제 환자에게 적용될 수 있는지 확인하는 임상 번역의 역할을 수행한다. 연구팀은 “로봇 재활 임상 경험과 데이터를 바탕으로, 뇌-로봇 통합 시스템의 안전성과 유효성을 체계적으로 검증할 계획”이라고 강조했다.

한편, 로봇 재활은 재활 로봇을 활용한 전문 재활 의료서비스 중 하나로 기존의 재활치료보다 더 많은 양과 높은 강도의 재활 훈련을 제공해 기능향상을 도모한다. 적정 대상 선정, 전·후 기능평가, 활용한 치료 등을 통해 이뤄지고 있다.

(서울=뉴스1)