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새로운 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 덕분에 신체 기능이 마비된 남자가 움직임을 상상하는 것만으로 로봇 팔을 제어할 수 있게 됐다. 이 모델은 뇌 활동의 자연스러운 변화에 적응해 시간이 지나도 정확도를 유지했다.
《세포(Cell)》에 발표된 연구에 따르면 미국 캘리포니아대 샌프란시스코의 연구진은 뇌에서 컴퓨터로 신호를 전달하는 장치를 통해 신체 기능이 마비된 남자가 로봇 팔을 제어할 수 있도록 했다. 이 남자는 자신이 행동하는 것을 상상하는 것만으로도 물건을 잡고, 옮기고, 떨어뜨릴 자전거 거치 수 있었다.
뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)로 알려진 이 모델은 조정이 필요 없이 기록적인 7개월 동안 작동했다. BCI는 사람이 움직임을 반복할 때(이 경우 상상의 움직임) 뇌에서 일어나는 작은 변화에 적응하고 이를 더욱 세련된 방식으로 수행하는 방법을 학습할 수 있는 AI 모델을 기반으로 한다.
지금까지 이러한 모델은 은행대출상담 하루나 이틀 동안만 작동했다. 연구 저자인 카루네쉬 강굴리 박사는 "인간과 AI 간의 학습을 융합하는 것은 이러한 뇌-컴퓨터 인터페이스의 다음 단계이다"라며 "이것은 정교하고 실제와 같은 기능을 달성하는 데 필요한 것이다"라고 말했다.
연구진은 수년 전 뇌졸중으로 신체 기능이 마비된 남성과 함께 작업했다. 남성은 말도 못하고 움직일 수도 우리은행 담보대출 없었다. 연구진은 움직이는 것을 상상할 때 뇌 활동을 감지할 수 있는 작은 센서를 남성의 뇌 표면에 이식했다.
연구진은 시간이 지남에 따라 뇌 패턴이 바뀌는지 확인하기 위해 남성에게 손, 발, 머리 등 신체의 다른 부분을 움직이는 것을 상상해 보라고 했다. 실제로 움직일 수는 없었지만 남성의 뇌는 자신이 하는 것을 상상할 때 움직임에 대한 현대자동차 구매프로그램 신호를 여전히 생성할 수 있었다.
BCI는 남성의 뇌에 있는 센서를 통해 이러한 움직임에 대한 뇌의 표현을 기록했다. 이를 통해 연구진은 뇌 속 표상의 모양은 동일하게 유지되지만, 그 위치는 날마다 약간씩 바뀐다는 것을 발견했다.
연구진은 남성에게 2주 동안 손가락, 손 또는 엄지손가락으로 간단한 움직임을 하는 것을 상 한국 상해 보라고 했고, 센서가 AI를 훈련시키기 위해 참가자의 뇌 활동을 기록했다. 그런 다음 남성에게 로봇 팔과 손을 조종해 보라고 했다. 하지만 움직임은 여전히 ​​정확하지 않았다.
그래서 연구진은 남성에게 시각화의 정확도에 대한 피드백을 제공하는 가상 로봇 팔을 연습하도록 했다. 연습 후 남성은 로봇 팔이 블록을 집어 올리고, 돌리고, 새로운 위치로 옮기게 했다. 심지어 캐비닛을 열고, 컵을 꺼내기도 했다.
몇 달 후 남성은 장치를 사용하기 시작한 이래로 자신의 움직임 표현이 어떻게 바뀌었는지 조정하기 위한 15분 튜닝 후에도 여전히 로봇 팔을 제어할 수 있었다.
연구진은 "이제 로봇 팔이 더 빠르고 부드럽게 움직일 수 있도록 AI 모델을 개선하고 있다"라며 "가정 환경에서 BCI를 테스트할 계획이다"라고 말했다. 그는 "우리는 이제 시스템을 구축하는 방법을 배웠고 이를 작동시킬 수 있다고 확신한다"라고 덧붙였다.
이지원 기자 (ljw316@kormedi.com)