뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술이 차세대 산업의 핵심으로 부상하고 있다. [사진=클립아트코리아]
인간의 생각만으로 기계를 움직이고 외부 정보를 뇌에 직접 전달하는 시대가 현실로 다가오고 있다. 이른바 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)’ 기술이 차세대 산업의 핵심으로 부상하면서 국가 간 기술 패권 경쟁도 본격화하고 있다. 우리 정부도 지난 3월 관계부처 합동으로 ‘뇌 미래산업 국가 연구개발(R&D) 전략’을 발표하며 BCI를 중심으로 한 미래 산업 선점에 나섰다.
■ AI 접목…상용화 시기 빨라질 듯
BCI(Brain-Computer Interface)는 뇌에서 발생하는 신경신호를 전기신호로 변환해 기계나 컴퓨터를 제어하거나 외부 자극(전기·빛 등)을 뇌에 전달하는 기술이다.
기존에는 사람의 손이나 음성 등 신체를 매개로 기기를 조작해야 했지만 BCI는 이러한 물리적 한계를 뛰어넘는다. 특히 인공지능(AI)의 발전으로 방대한 뇌 신호를 해석할 수 있게 되면서 BCI 기술의 상용화 시기가 앞당겨질 것으로 예상된다.
실제로 사지마비 환자가 생각만으로 로봇의 팔을 움직이거나 컴퓨터를 조작하는 게 가능해졌다. 주요 글로벌 기업은 뇌에 칩을 이식해 ‘텔레파시’처럼 기기를 제어하는 기술까지 실험 단계에 진입한 상황이다.
BCI는 단일 기술이 아니라 다양한 산업과 결합하는 ‘융합 플랫폼’으로 평가된다. 특히 BCI는 다양한 산업 영역에서 폭넓게 활용돼 새로운 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다.
먼저 의료·재활 분야에 BCI 기술을 융합하면 신체 기능을 보조하거나 대체할 수 있다. 또한 치매·파킨슨 등 뇌 질환 치료에도 BCI를 효과적으로 활용할 수 있다. 아울러 IT·모빌리티 분야에 BCI 기술을 융합하면 스마트기기와 드론·자동차를 손 없이 제어하는 게 가능하다.
국방·교육분야에서는 BCI 기술을 적용해 뇌파 기반 명령 전달체계와 훈련 시스템을 구현할 수 있다. 특히 국방 분야에서는 뇌파로 드론이나 로봇을 조종하고, 별도의 동작 없이 즉각적으로 명령을 전달할 수 있는 기술 개발이 추진되고 있다.
전문가 의견을 종합하면 BCI는 단순한 편의 기술을 넘어 인간의 신체적·인지적 한계를 극복하는 혁신 기술로 평가된다. 나아가 향후 10~20년 내 인간과 AI가 뇌로 직접 연결되는 시대가 도래할 가능성이 크다는 분석이 나오고 있다.
이에 BCI 기술은 인간의 인지능력과 감정까지 제어하는 방향으로 진화할 전망이다. 이에 더해 BCI 기술이 반도체와 AI 이후 차세대 패권 산업의 원동력이 될 것이라는 분석이 힘을 얻고 있다.
■ 7대 국민 체감 프로젝트 추진
BCI 기술은 신체 이식 여부에 따라 침습형(뇌 임플란트)과 비침습형(또는 최소 침습형)으로 나눌 수 있다. 침습형은 뇌에 칩을 직접 이식하는 방식으로 정밀도가 높은 게 장점이다. 하지만 외과 수술에 부담이 있고 신경세포를 손상할 우려를 안고 있다. 이는 BCI 기술 상용화의 걸림돌로 작용한다.
비침습형은 헤드셋 등 착용형(웨어러블) 기기를 착용해 BCI 기술을 활용하는 방식이다. 인체에 무해하고 측정이 간편하다는 게 비침습형의 장점이다. 그렇지만 신경신호의 잡음이 발생하는 등 측정에 대한 정밀도가 상대적으로 낮다.
BCI 기술은 제어 영역에 따라 중추신경 제어(뉴럴링크)와 말초신경 제어(센서링크)로 나눌 수 있다. 뉴럴링크는 뇌 영역을 자극해 인지·행동·감각·감정 등 인간의 중추적인 기능을 제어하는 방식이다. 최근 전 세계적으로 뉴럴링크가 침습형 BCI 기술혁신을 주도하고 있다.
센서링크는 시각·청각·촉각·미세근육·미주신경 등 신체 말단에 위치한 감각 신경을 제어·조절하는 방식이다. 여기서 미주신경은 뇌와 장기를 잇는 신경으로 무의식적으로 장기 운동을 조절한다.
메타·애플 등 빅테크 기업은 스마트폰·VR 등 기존 디바이스와 BCI 융합을 위한 비침습형 기술 개발에 주력하고 있다. 일론 머스크의 뉴럴링크는 ‘텔레파시’라는 칩셋을 척수손상 환자의 뇌에 심어 컴퓨터를 제어하며 독서·게임·온라인 수업 등 일상생활을 회복하는 임상시험에 성공했으며 올해부터는 대규모 임상시험에 착수했다. 중국의 경우 지난 3월 척수손상 환자 대상으로 세계 최초의 침습형 BCI 의료기기 시판을 승인하며, 상용화 속도에서는 미국을 추월하고 있다.
우리나라 정부는 뇌 미래산업의 선도자가 될 골든타임을 놓치지 않기 위해 국내 뇌 연구 생태계와 AI, 의료, 소재, 반도체 등 첨단 제조 분야의 역량을 총결집하는 내용의 R&D 전략을 발표했다.
주요 내용을 보면 사람 뇌에 칩셋을 이식해 신체 제약 극복과 뇌 질환 치료, 감각 복원 등의 도전적 목표를 달성하는 ‘7대 국민 체감 임무 중심 사업(프로젝트)’ 2027년부터 착수한다. 임상 규제가 엄격한 침습형 BCI 기술의 경우 척수손상, 시각장애 등 난치 의료분야를 중심으로 인체에 안정적인 임상 성과를 확보한다.
규제가 덜 엄격한 비침습형 BCI 기술의 경우 스마트 안경과 시계 등 웨어러블 기기를 지렛대 삼아 의료뿐 아니라 엔터테인먼트·방위산업 등 다양한 분야에서 조기 상용화를 추진한다.
배경훈 과학기술정보통신부 장관(부총리)은 “앞으로 AI를 자판(키보드)이나 스마트폰이 아니라 뇌와 직접 연결해 사용하는 인간-인공지능 인터페이스 시대가 열릴 가능성이 있다”며 “BCI 기술에 선제적이고 과감하게 투자해 미래 기술 경쟁의 주도권을 확보하겠다”고 말했다.
댓글
0