BCI 인터페이스의 이해

BCI 뇌 연결 인터페이스의 이해

 

 

 개요

BCI는 Brain-Computer Interface의 약자로 뇌와 기계를 연결하여 뇌신경과 뇌파로 기계를 조정하는 시스템을 일컫는다. BCI는 인간의 두뇌와 기계를 연결하는 기술이라 컴퓨터공학, 전자공학뿐만 아니라 의학과도 관련이 있고 뇌파의 정기적 신호를 받아 기계가 움직이게 할 수 있기 때문에 BCI는 사이보그 기술의 원친이 되기도 한다.  BCI는 사람의 마음을 읽을 수 있는 기계가 아니고 감정이나 정신 변동 상태에 따라 정신상태를 읽는 정도로만 이용할수 있고 거짓말 탐지기와 같이 부차적인 용도로만 사용될 수 있다.  사람의 뇌파 나 정기적 신경의 신호를 읽어 패턴을 풀이하는 방식으로 사용되고 있으며 아직까지 풀이 방식과 신호를 읽는 방법에 대해서는 풀어야 할 숙제가 많다. 

 연혁

최초 실험은 원숭이를 사용해 기계를 조작한 것이 최초의 실험으로 기록 되어 있고, 원숭이 실험을 토대로 현재까지 비약적인 기술 발전 속도를 보이고 있다. BCI로 사용되는 뇌파는 장단점을 모두 가지고 있고 장점은 자발적인 생체의 신호로 측정 비용이 저렴하고 인체에 무해하며 실시간으로 뇌파의 정보를 제공할 수 있어 가장 직관적이라는 장점이 있다.  단점은 비칩습형 방식 경우 외부를 측정하는 동안 외부에서 들리는 잡파에 오류가 날 수도 있고  침습형 방식은 외과적 수술적 부담이 있어 실험체의 부담이 매우 크며 전파 전달 사과정에서 일부 손실이 있을 수 있어 분석이 매우 어렵다는 단점이 있다. 호주에서는 정산인이 눈을 감은 상태로 알파파가 발생하고 눈을 뜨면 알파파가 감소하는 원리를 이용하여 전기제품의 끄고 켜는 실험을 진행하였고, 일본은 뇌파유도 방식을 응용하여 왼쪽과 오른쪽에 의식을 집중해 긍정과 부정을 구별하는 실험 진행하였고, 미국은 뇌파를 게임에 응용하여 자동차 방향 및 속도를 뇌파로 조정하는 실험을 진행하였고, 미국은 뇌파를 통해 각성 수준을 측정하여 어느 수준으로 감소하면 경고를 보내는 실험을 진행하고 있다. 

 

 구분

BCI 은  뇌파나 신경신호 측정하는 부위에 따라 침습형 방식과 비침습형 방식으로 나워 진다.  삽입형 BCI 는  머리를 열고  직접 시술하는 방식을 말한다. 이 방식은 뇌파의 감지뿐만 아니라 신경신호를 가장 정확하게 읽어낼 수 있는 방식이다. 삽입형 BCI는 시각장애인, 전신마비 환자 등의 치료에 활용되고 있다.  부분적산입 BCI는 머리를 열고 시술하지만 뇌이 회백질은 건드리지 않고 시술하는 방식을 말한다. 뇌파와 신경신호를 받는 방식은 삽입형과 같으나 삽입형이 갖고 있는 단점을 어느 정도 줄일 수 있는 방법이다. 비삽입형 BCI는 신체에 어떤 의술을 가하지 않고 뇌와 신경신호를 측정하는 방식이다. 가장 흔한 방법은 머리의 두피에 기계를 붙여 뇌파를 읽는 방법이다. EGD라고 불리는 단자는 의료용으로 널리 보급되어 사용 중에 있으며 인체에 어떠한 해를 가하지 않아 일반인의 접근이 용이하다. 하지만 비삽입형  BCI는 삽입형과 다르게 정밀도에서 한참 뒤처진다. 

 

 게임들

BCI를 활용하여 게임산업이 빠르게 발전하고 있다. 발단의 계기는 닌텐도에서 개발한 콘솔게임기 Wii가 있다. Wii는 모션 컨트롤러를 적용해 사람의 움직임에 맞춰 게임을 조작할 수 있게 해 주었다. BCI 기술은 현재 초기 단계의 모습으로 게임 등에 적용되고 이후 치매, 마비 환자 등의 치료 개선을 위해서도 사용할 수 있다.