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[디지털데일리 구아현기자] 한국과학기술원(KAIST)이 사람의 뇌 신호로 외골격 로봇(몸에 착용해 보행을 돕는 로봇)을 움직이고, 로봇이 느낀 감각을 다시 뇌에 전달하는 양방향 뇌-로봇 인터페이스 기술 개발에 착수했다.

KAIST는 공경철·김정 기계공학과 교수 연구팀이 엔젤로보틱스와 함께 양방향 '브레인 투 로봇(Brain-to-Robot), 뇌 신호로 로봇을 제어하고 로봇의 감각을 다시 뇌에 전달하는 기술 시스템 개발에 착수했다고 25일 밝혔다. 올해 4월 시작해 2032년 12월까지 6년 9개월간 진행되는 범부처 첨단 의료기기 연구개발사업 플래그십 과제다.

기존 뇌 인터페이스 기술은 커서(화면 포인터) 이동이나 스마트폰 제어 수준에 머물렀다. 미국 뉴럴링크·싱크론 등도 뇌신호 해독 기술 자체에 집중해 실제 신체 움직임과 감각을 동시에 연결하는 데까지는 이르지 못했다.

이번 연구는 사용자의 행동 의도를 뇌 신호로 읽어 로봇을 움직이는 동시에, 로봇이 감지한 ▲지면 반력(바닥이 발을 밀어올리는 힘) ▲관절 토크(관절이 회전하는 힘) ▲촉각 정보를 다시 뇌에 돌려주는 완전한 양방향 구조다. 연구팀은 "외골격 로봇 제어와 감각 피드백을 모두 포함한 완전한 양방향 시스템은 전 세계적으로 구현 사례가 보고된 적이 없다"고 밝혔다.

공경철 교수 연구팀은 웨어러블 로봇 제어, AI 기반 동작 의도 해석, 체성감각 인터페이스(신체 감각 전달 시스템) 설계를 맡는다.

김정 교수 연구팀은 장애인을 대신해 감각을 느끼는 로봇 피부와 AI 기반 감각 해석 기술을 개발한다. 두 팀은 수백 개 채널에 달하는 대뇌피질 신경신호를 실시간으로 처리하면서 극도로 짧은 지연 시간 안에 신호를 주고받는 폐루프(closed-loop·신호를 실시간 순환 처리하는 제어 구조)를 함께 개발한다.

연구팀은 "AI가 뇌 신호에서 행동 의도를 해석해 로봇 제어 명령으로 변환하고, 동시에 로봇 피부와 센서가 감지한 촉각·압력·힘 정보를 뇌 자극 신호로 변환해 사용자에게 돌려보낸다"며 "수백 개 채널 신호를 실시간으로 처리하면서도 짧은 지연 시간 안에 로봇 제어와 감각 피드백을 동시에 구현하는 것이 가장 어려운 기술 과제"라고 설명했다.

기술이 성공하면 사지마비·척수손상·ALS(근위축성 측삭경화증·운동신경세포 퇴행으로 전신 마비가 진행되는 희귀 질환) 환자 등 중증 운동장애인이 일상에서 스스로 걷고 물건을 집으며 손끝의 감촉까지 느끼는 새로운 재활 가능성이 생긴다고 연구팀은 설명했다.

상용화는 엔젤로보틱스가 맡아 식품의약품안전처 인허가부터 실제 보급까지 전주기를 추진할 계획이다.

연구팀은 "뇌신호 데이터 보호와 사이버보안, 윤리적 수용성 확보를 핵심 과제로 보고 있으며, 장기 안전성 검증과 임상시험, 식약처 인허가 등을 거쳐 단계적으로 상용화를 추진할 것"이라고 밝혔다.