눈 움직임만으로 글자 자유자재로

한양대 연구진 ‘안구 마우스’ 개발… 카메라 없이 눈동자 움직임 추적
‘루게릭병’등 신체마비 환자에 희소식

임창환 한양대 생체공학과 교수팀이 개발한 ‘안구 마우스’로 알파벳 소문자 ‘e’를 쓴 모습. 안구 마우스는 눈동자를 움직일 때 발생하는 전기신호를 인식해 글씨를 쓰도록 설계됐다. 한양대 생체공학과 제공

카메라 없이도 눈동자의 움직임을 추적해 사지 마비 환자도 자유자재로 글자를 쓸 수 있도록 돕는 ‘안구 마우스’가 개발됐다.

임창환 한양대 생체공학과 교수(사진)팀은 눈 주위 피부에서 측정되는 전기신호인 ‘안구 전도’를 이용해 눈동자의 움직임으로 글자를 쓸 수 있도록 하는 안구 마우스를 세계 최초로 개발했다고 14일 밝혔다. 이 내용은 지난달 15일 ‘미국전기전자공학회(IEEE) 신경시스템 및 재활공학’ 학술지 온라인판에 공개됐다.

온몸이 서서히 마비되는 ‘루게릭병(근위축성 측삭경화증)’ 환자를 포함해 사지를 움직일 수 없는 환자들이 마지막까지 움직일 수 있는 유일한 신체 부위가 눈이다. 2008년 개봉한 영화 ‘잠수종과 나비’의 주인공은 갑자기 찾아온 뇌중풍(뇌졸중)으로 전신이 마비되자 도우미가 원하는 알파벳을 가리킬 때마다 눈을 깜빡거리며 의사소통한다.

현재 눈동자의 움직임을 카메라로 인식하는 ‘눈동자 마우스’는 이미 개발돼 있다. 하지만 어두운 곳에서는 눈동자의 움직임을 읽기가 어렵고 가격이 비싸다는 한계가 있다. 이 때문에 눈동자가 움직일 때 발생하는 전기신호를 이용해 마우스를 만들려는 연구가 꾸준히 진행돼 왔지만 눈동자의 상하좌우 움직임만 인식하는 초기 단계에 머물렀다.

임 교수팀은 양쪽 눈의 위와 아래, 눈꼬리에 각각 전극을 붙여 신경전기신호를 얻었다. 또 눈동자를 대각선으로 움직이거나 연속적으로 움직일 때 발생하는 간섭신호를 제거하는 알고리즘도 개발했다.

그리고 눈 주변 전극에 스마트폰이나 태블릿PC에서 사용하는 손 글씨 인식 소프트웨어를 연결해 눈으로 그린 궤적을 글씨로 바꿨다. 칸을 띄우거나 줄을 바꾸고 글자를 지우는 기능 등은 각각 눈동자로 특정 패턴을 그리면 작동하도록 했다. 한 글자를 입력하는 데 걸리는 시간은 5∼10초다.

임 교수는 “헤드마운트디스플레이(HMD)에 접목할 경우 사지 마비 환자들이 더욱 편리하게 의사소통할 수 있을 것”이라며 “카메라를 이용한 안구 마우스보다 가격도 저렴하다”고 말했다.
　
이우상 동아사이언스 기자 idol@donga.com