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생각만으로 휠체어 제어··· 듀크대학, 뇌-기계 인터페이스 개발

2016.03.07 Katherine Noyes   |  IDG News Service
마비나 루게릭병으로 고통받는 환자들에게 브레인 임플란트(brain implants)가 새로운 희망을 제시하고 있다.


이미지 출처 : Shawn Rocco/Duke Health

뇌파 두피 전극이나 외부 컴퓨터에 선을 연결하지 않고도 생각만으로 로봇 휠체어를 작동시킬 수 있는 새로운 기술이 등장했다.
 
듀크대학 신경과학 연구진이 개발한 새로운 뇌-기계 인터페이스는 원숭이 뇌의 두 영역에 이식된 머리카락처럼 가느다란 마이크로 필라멘트를 활용하는 것이다. 이러한 미세 섬유를 사용한 무선 BMI-원숭이 머리에 고정된 장치-는 두 영역의 신경세포에서 수백 개의 신호를 동시에 기록한다.

원숭이가 목표 지점까지 움직이겠다고 생각하면, 컴퓨터는 원숭이 뇌 활동에 나타나는 생각을 휠체어 작동이라는 명령어로 바꿔준다.

생각으로 제어하는 휠체어와 관련한 다른 연구도 있었다. 하지만 대부분은 사용자의 일부 물리적인 기능과 함께 유선 모델과 EEG를 활용하는 데 그쳤었다. 이번 무선 시스템은 사지 마비와 루게릭병으로 근육을 움직일 수 없거나 이동하기 어려운 장애인에게 특히 의미있을 수 있다고 연구진은 전했다.

뉴로엔지니어링 듀크센터에서 이 연구를 공동으로 주도하며 관련 논문을 집필한 수석 저자인 미구엘 니콜레리스는 "일부 중증 장애인의 경우 눈을 깜빡이는 것조차 어렵다"라며 "때문에 뇌파 등의 비침습적 조치로 제어하는 휠체어나 기기를 사용하는 것으로는 부족할 지도 모른다. 우리는 당신이 두개의 임플란트(intracranial implants)를 가질 경우 비침습 기기보다 휠체어를 더 잘 제어할 수 있다는 것을 확실히 보여줄 수 있다"고 밝혔다.

마비 환자의 약 70%는 보조 기기를 제어할 수 있도록 하려면 뇌에 외과적인 전극 이식을 받아야 한다고 연구진은 설명했다.

이 인터페이스에 대한 논문은 온라인 과학 저널에 3일 게재됐다.

연구진은 신선한 포도가 담긴 그릇에 반응을 보였던 2마리의 붉은털 원숭이에 이 실험에 사용했다. 그 실험에서 연구진은 2마리 원숭이 각각에서 약 300 뉴런의 활동을 측정했다.

연구진은 사람이 몸 안에 장착한 기기로 실험하기 전에 영장류 BMI의 정확성과 재현성을 높이기 위해 더 많은 신경 신호를 기록해 실험을 확대할 계획이다. ciokr@idg.co.kr
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