요즘 핫한 BCI에 대한 이야기

안녕하세요.
오늘은 BCI(Brain-Computer-Interface, 뇌-컴퓨터 인터페이스)에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
컴퓨터가 발달함에 있어 다양한 입력장치들이 발달을 하고있으며, 인간이 편리함을 원하는 방향으로 기술들이 발전하고있습니다.

초기 컴퓨터에는 키보드와 마우스로 컴퓨터를 제어하였다면, 지금은 터치스크린을 이용한 터치기술과 사람의 행동을 보고 그행동을 파악하여 대신 행위를 인식하는 행동 인식을 통한 입출력이 가능한 시기가 왔습니다.

이러한 새로운 기술들이 나타나게 되는 것은 인류의 편안함을 추구하는 방식 때문에 나타난다고 보시면 됩니다. 인류가 불편하다고 느끼는 모든 것들을 편안함을 추구하는 방향으로 개선하기 위하여 기존의 학문들이 접목되어 발전되어 지게 되는 것입니다.

제가 생각하는 BCI는 컴퓨터를 제어하는 기술의 최종 단계에 있다고 생각이됩니다. 또한 이러한 기술은 행동에 제약이 있는 분들(신체를 자유롭게 움직이지 못하는 분들)에게는 큰 도움이 될것이라고 생각을 합니다.

BCI에 대하여 이야기 하기전에 Brain 즉, 뇌에 대하여 알아보도록합시다.

인체에 있는 모든 신경과 근육은 전기적인 신호로 의사소통을 한다고 보시면됩니다. 의사소통이 이상하다면 생각되면 다른말로, 서로간의 통신이라고 보셔도 됩니다.
이러한 것이 중,고등학교에서 배웠던 활동전위라는 내용입니다.

<Emotive 사의 뇌파 측정 장치> http://emotiv.com

 뇌에서도 특정 자극을 주거나 서로간의 신호를 공유할때, 활동전위를 통해 신호를 전달하게됩니다. 이러한 신호가 전달될때, 측정하는 부위가 뇌 라면, 뇌파, 심장에서 측정한다면, 심전도, 각 측정부위에 따라 서로다른 신호가 나오게 됩니다.

나머지 신호는 BCI기술에선 제외 되므로 추후에 이야기 하는 걸로하겠습니다.
먼저 뇌파를 측정하기위해서는 머리에 뇌파 측정기를 써야됩니다.
근데 이 작업이 꽤나 번거로운데, 뇌파 측정을 위해 전극을 머리에 붙이는 타입(dry), 전극에 젤을 바르고 머리에 부착하는(wet) 타입으로 나누어 지게됩니다.

근데 보통 신호가 더잘 측정되는 wet 타입의 전극을 사용 하게됩니다.
그럼이제 뇌파를 측정하는 작업은 끝이 난것입니다.

그럼 이렇게 측정된 뇌파로 컴퓨터를 조종해야되는데, 이것부터는 전문적인 지식이 필요합니다.

먼제 흔히 생각하듯 생각으로 컴퓨터를 조종한다는 것은 우리가 생각하는 그런작업이 아닙니다.
현재의 기술로는 시각, 촉각, 후각등 인체 오감에 자극을 주어 자극에 대한 뇌파를 측정하는 수준의 기술밖에 없습니다.

그럼 컴퓨터 화면에 특수한 키보드를 띄운후에 이것을 처다보게되면, 그에 대한 반응된 뇌파가 발생을 하고 이러한 뇌파를 가지고 컴퓨터를 조종하게되는 것입니다.

<Brain Computer Interface 응용 예> http://bioimage.khu.ac.kr

너무 급작스래 마무리되었나요?
쉽게 말해 뇌에 일정한 자극을 주면 그 자극에 따른 유발 전위가 발생을 하고 그 유발전위를 인공지능,혹은 패턴인식 기술을 가지고 어떠한 자극에 대한 뇌파를 분석한다고 보시면됩니다.

이러한 기술의 응용 분야는 앞서 말씀드를 가상현실과 결합되게되면 진정한 매트릭스가 이루어진다고 보시면됩니다.
요즘 핫한 VR에 관련된 이야기
하지만 그러기 위해선 사람의 뇌파를 지금 기술수준이 아니라 완벽하게 파악을 해야하며, 그러기 위해선 뇌의 모든것을 파악해야되니, 최소 50년이상은 걸릴 것이라고 생각됩니다.

위의 동영상은 앞서 말한 컴퓨터 화면에 나타난 키보드를 통해 문자를 입력하는 영상입니다. 사람이 문자에 집중을 하게 되면 해당 문자에 대항 유발 전위P300 신호가 나타나게 되며, 그것을 검출하여 문자를 입력하는 방식입니다.

위의 동영상은 뇌파를 가지고 로봇팔을 제어하는 영상입니다. 위 영상은 뇌파를 가지고 사람 스스로가 로봇팔을 제어하도록 훈련하는 영상이라고 보시면 됩니다. 사람의 뇌는 무궁무진한 능력을 가지고 있기 때문에 로봇팔을 움직일수 있도록 스스로 훈련이 가능하다고 보시면 됩니다.

이러한 기술들이 발전하게 되면 미래에 엄청난 미래를 볼수 있을 것이라고 생각되어 집니다.

이것으로 BCI에 대한 글을 마치도록 하겠습니다. 위 글에서 이상한 부분이나 궁금하신 점은 댓글 남겨주시면 답변해드리도록 하겠습니다.

 

위글이 도움이 되셨으면 아래 추천 버튼을 눌러주시면 글쓴이에게 큰힘이 됩니다^^