[첨단 헬로티]
SF 영화에서나 가능해 보였던 생각만으로 전자기기를 제어하는 기술이 조만간 스마트폰, 컴퓨터 등 다양한 기기에 적용돼 일상생활에 많은 변화를 불러 올 것으로 기대된다.
시장 성장 ‘두 자리수’
Allied Market Reserch는 두뇌 컴퓨터 인터페이스 시장 규모가 2020년까지 예측 기간인 2014년에서 2020년 사이에 11.5%의 연평균 성장률을 기록한 144억 달러를 기록 할 것으로 예상했다.
두뇌 컴퓨터 인터페이스(BCI)는 기능적인 두뇌와 실제 두뇌 사이의 직접적인 의사소통 경로를 용이하게 하는 혁신적인 시스템이다. 신체장애가 있는 개인의 움직임을 교정하는 데 사용되는 주변 전자 장치로 사용될 수도 있다.
뇌 컴퓨터 인터페이스 시스템은 뇌 내에 이식 된 신호 장치 또는 두피 위에 놓인 센서로부터 뇌 피질 표면으로부터 뇌 신호를 기록한다. 그런 다음이 신호는 연결된 주변 장치로 전송돼 작업자가 수많은 작업을 수행 할 수 있도록 한다.
뇌 컴퓨터 인터페이스 시스템의 도움으로 마비되고 장애가 있는 개인은 신체적 어려움을 극복하고 다양한 일상 업무를 수행 할 수도 있다. 뇌 컴퓨터 인터페이스 장치의 주요 기능은 뉴런 사이를 통과하는 전기 신호를 가로 채서 외부 장치로 전송하는 것이다. 뇌 컴퓨터 인터페이스 (BCI)는 뇌 기계 인터페이스(BMI), 직접 신경 인터페이스(DNI) 또는 마인드 머신 인터페이스 (MMI)라고도 한다.
엔터테인먼트, 게임, 커뮤니케이션 및 제어를 위한 뇌 컴퓨터 인터페이스 기술의 응용과 함께 계산, 인간 감지 분야에서 수많은 기술 개발은 뇌 컴퓨터 인터페이스 시장 규모의 성장을 주도하는 주요 요인 중 일부로 작용하고 있다. 뇌 장애 및 부상 마비를 위한 치료법을 개발하기 위해 수행 된 집중적인 연구는 뇌 컴퓨터 인터페이스 시장을 강화시킬 것으로 보인다.
특허 분야는 어떨까? 특허청에 따르면, 인간의 두뇌를 컴퓨터 또는 기계와 유무선으로 연결하고 생각을 감지해 컴퓨터나 기계를 제어하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI : Brain Computer Interface)또는 뇌-기계 인터페이스(BMI) 기술에 대한 특허출원이 최근 증가 추세라고 밝혔다.
BCI/BMI 방식에 ‘주목’
현재 보편적으로 사용되는 ‘터치’ 방식은 물리적인 동작을 이용하므로 명령의 입력 속도와 양에 제약이 있는 반면, BCI/BMI 방식은 사람의 뇌파를 실시간 분석해 전자기기를 자동 제어하므로 많은 명령 데이터를 실시간으로 처리할 수 있다는 점에서 미래의 인터페이스 기술로 주목을 받고 있다.
특허청 분석에 따르면, BCI/BMI 기술에 관한 국내 특허출원은 ’12년까지 연간 18건 이하에 불과했으나, ‘13년 이후에는 연간 90건 이상 까지 증가한 것으로 나타났다.
총 특허출원건 중 내·외국인은 각각 65%(334건), 35%(182건)를 차지 했고, 내국인 중에는 삼성전자(15%, 77건), 엘지전자(7%, 35건)가, 외국인 중에는 이베이(e-Bay)(7%, 36건), 임머숀(Immersion Corp.)(5%, 25건)이 각각 상위권에 이름을 올렸다.
세부 기술별로는, 뇌파 분석 분야가 73%(374건), 뇌파 측정 장치가 9%(47건)로 가장 많았는데, 이는 BCI/BMI 기술의 성공여부는 인간의 뇌파를 얼마나 정확히 측정하여 분석하느냐에 달려 있다는 점을 말해준다.
본래 BCI/BMI 기술은 장애인의 재활과 치료를 돕는 의료용에서 출발했다. 그러나 최근 뇌파 측정·분석 기술이 고도화됨에 따라 ‘가상 및 증강 현실 게임 분야’(182건, 35%), ‘의료용 인터페이스 분야’(120건, 23%), ‘스마트폰, 컴퓨터 등 전자기기 제어 분야’(66건, 13%), ‘뉴로 마케팅 분야’(49건, 10%), ‘원격 제어용 로봇, 드론 등산업 분야’(33건, 6%) 등으로 출원 영역이 확장되고 있다. 이로 볼 때, 일상생활에서 생각만으로 스마트폰, 가전제품 등을 동작시키는 경험을 할 날이 머지않아 보인다.
▲ 사람의 뇌파를 이용하여 휠체어를 움직이는 기술 (출처: 스위스 로잔공대 BMI 연구센터)
특허청 박재일 가공시스템심사과장은 “BCI/BMI 기술은 현재의 터치 방식을 잇는 차세대 기술로서 향후 의료, 게임, 로봇 등 산업 전반에 파급 효과가 클 것으로 예상된다. 따라서 기초 핵심기술인 ‘뇌파 측정및 분석 기술’에 대한 R&D를 강화하여, 핵심 특허기술 경쟁력을 조기에 확보하는 것이 중요하다.“라고 강조했다.
