김홍철 한국기술금융협회 IT 전문위원

 

캐나다 출신의 헐리우드 대표적 명장이자 히트제조기인 ‘제임스 카메론’ 감독의 공전의 흥행작인 ‘아바타’가 2009년 국내 최초 상영된 지 벌써 10여년 가까이나 지났다. 외화로는 드물게 국내에서 약 1360만명의 관객을 동원하는 큰 인기를 모았던 ‘아바타’는 지구의 에너지 고갈로 자원 발굴을 위해 새로운 행성을 찾게 됐고, 이 중 ‘판도라’라는 행성에 필요한 자원이 풍족히 존재함을 알았으나, 본 행성의 대기에서는 인간의 육체가 감당할 수 없는 독소를 포함하고 있어 효과적인 대량채굴이 불가능하자 ‘아바타’라는 새로운 생명체를 탄생시켜 이를 해결해 나가려는 시도를 그린 영화이다. 대기의 독소에 영향을 받지 않는 해당 행성 거주민인 나비(Na’vi’)족의 외형에 인간의 의식을 주입, 원격조정을 통해 안전하게 채굴작업을 할 수 있게끔 하는 시도와 본 과정에서 불가피하게 발생할 수밖에 없는 지구인과 토착종족인 나비족과의 갈등과 전쟁을 그린 것이 주요 내용이다. 

영화를 보면 하반신이 마비된 해병대원인 주인공이 아바타 연결장치 캡슐에 들어가 눕고, 장치가 연결되면 그는 장애에서 벗어나 나비족과 똑같이 뛰고 날아다닐 수 있게 되는 장면을 볼 수 있다. 이것을 가능하게 하는 기술이 바로 브레인-컴퓨터 인터페이스(BCI; Brain-Computer Interface)라는 기술인 것이다. BCI는 인간의 두뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 뇌파를 통해 컴퓨터를 제어하는 인터페이스 기술을 총칭한다. 필자가 ‘뉴럴링크’라는 칼럼에서 소개해 드린 ‘뉴럴 레이스’ 기술도 BCI기술의 일종이라고 볼 수 있다. BCI기술을 좀 넓게 보면 인간-컴퓨터 상호작용기술에 속하는 것으로 뇌파를 통해 휠체어 로봇 등과 같은 기계를 조작할 수 있기 때문에 브레인-기계 인터페이스(BMI;Brain-Machine Interface)라고도 불릴 수 있다. 뇌파의 자극을 인식하는 장치를 통해 뇌파를 수신한 후 신호화 과정을 거쳐 뇌파를 분석해 모니터와 같은 입·출력장치에 명령을 내리는 단계를 거쳐 구현된다. BCI 구현을 위한 핵심기술은 뇌파의 측정부위에 따라 침습형과 비침습형으로 분류된다. 뇌 인터페이스를 위한 침습형 방식(invasive type)은 마이크로칩을 두피에 시술해 뇌파를 측정하는 것으로 정확한 측정이 가능하다는 장점과 칩 이식을 위한 시술의 불가피성과 시술 후의 외과적 부작용 발생 가능성이라는 단점이 공존한다. 비침습형 방식(non-invasive type)은 머리에 헬멧이나 헤드셋 장비를 씌워 뇌파를 측정하는 것으로 침습형에 비해 잡신호(noisy signal)가 섞여 있어 정확한 측정은 어려우나 사용법이 간편해 조기 실용화가 가능한 측면이 있다. 

BCI기술은 당초 주의력 결핍 및 ADHD로 알려진 과잉행동장애 아동이나 중증 신체 장애인 등에 대한 컨트롤 및 치료효과 가능성 타진을 위하는 등 주로 의료적인 목적으로 개발된 바 있는데, 최근에는 이를 넘어서 기능성 게임, 마케팅, 헬스케어, 교육 및 훈련 분야 등으로 다양하게 확장되고 있다. 세계 최초로 원시적 인터넷 망인 ‘ARPANet’을 만들어 전 세계 인터넷의 효시가 된 미국 고등국방연구소(DARPA)의 경우 ‘Silent talk’라는 프로젝트를 수행하고 있는데, 사람이 어떤 말을 하려고 하면 음을 발성하는 성대에 이어진 신경망을 통해 특정 패턴의 뇌파가 생성, 전달되는데, 그 뇌파를 분석하면 그 사람이 무슨 말을 하려고 하는지를 알 수 있게 된다는 BCI기술원리를 통해 궁극적으로 생각만으로 메시지를 타인에게 원격 전송할 수 있는 장치를 개발하고자 하는 것이다. 본 기술이 실용화되면 분석된 뇌파에 이용자 고유의 암호화를 덧붙여 이제 생각만으로 홈오토메이션, 무인주행 등이 가능한 시대가 올 수도 있다. 위스콘신대에서는 전신마비환자가 생각한 뇌파를 컴퓨터 저장장치에 연결해 환자가 생각한 명령대로 기계를 작동하는 인공지능 보조공학 장치를 개발한 바 있다. BCI기술의 미래를 단적으로 전망하기는 쉽지 않으며, 또한 아직은 그 갈 길도 멀지만 위의 사례들과 같이 인간의 삶에 적용될 수 있는 본 기술의 응용력과 확장성은 무궁무진할 것으로 생각된다.

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