일본 산업기술총합연구소(AIST)의 ‘일본의 차세대 로봇연구개발 방향’ 집중 분석 시리즈 네번째 '뇌파 제어 로봇'을 소개한다. 뇌파 제어로봇은 AIST가 4년째 개발중인 '뉴로 커뮤니케이터'에 관한 내용을 소개한다.

① 서비스 로봇연구개발 방향(총론)
② 개인이동 로봇(Personal Mobility)
③ 독신자와 함께하는 로봇
④ 뇌파 제어 로봇
⑤ 가정용 로봇확대 방안

▲ 환자의 머리에 살짝 얹는 타입의 뉴로 커뮤니케이터 헤드셋. 8개의 명령어에 대응하는 8개의 전극이 부착돼 있다.

④ 뇌파 제어 로봇

로봇계에서 마지막으로 남아있는 미개척 분야가 뇌파 제어 로봇이다. 뇌파 제어용 로봇기술을 구현한 기관 가운데 하나가 산업기술총합연구소(AIST)이다. AIST가 2010년부터 개발 중인 뇌파 제어시스템이 ‘뉴로 커뮤니케이터’이다. 뉴로 커뮤니케이터는 사실 정통 로봇의 영역이라기 보다는 로봇기술을 활용한 연관 시스템에 가깝다.

뉴로 커뮤니케이터는 2010년 첫 버전 발표 이후 매년 새로운 개발 성과를 공개하고 있다. 최신 버전은 비교적 꽤 깔끔한 디자인으로 일반 상품 수준에 근접했다는 평가를 받고 있다. 그러나 각종 배선들은 여전히 외부에 그대로 노출돼 있어 프로토타입 같은 인상을 준다. 모자처럼 머리에 씌우지 않고 머리에 살짝 얹는 헤드셋 형태여서 여름철에도 장착이 무난할 듯하다.

▲ "형을 만나고 싶어요"를 구현해 줄 8종류의 명령어. 환자가 뇌파를 통해 선택한다.

뉴로 커뮤니케이터는 질병과 부상 등으로 대화가 불가능하고 손발의 움직임은 물론 윙크조차 할 수 없는 상황을 상정해서 개발됐다. 처음에 AIST가 염두에 둔 대상은 전신 근육이 움직이지 않게 되는 근위축성측색경화증(ALSㆍ루게릭병) 환자이다.

최신 버전에서는 특정한 상황마다 8종류의 명령을 모니터에 표현할 수 있도록 했다. 헤드셋에 부착된 8개의 전극 역시 8개의 명령어에 대응하기 위한 것이다. 8개의 명령어는 무작위로 나타난다. 이 때 환자가 선택하고 싶은 명령어에 반응하는 정도, 즉 의식의 집중 상태가 뇌파 형태로 컴퓨터에 전달돼 명령어 해석이 가능해진다.

환자가 "형을 만나고 싶어요"라는 의사를 전달할 경우를 가정해보자. 제1단계에서는 8종의 명령어 범위 내에서 "만나다"를 선택한 다음, 제2단계에서 "가족"을 선택하고, 마지막 3단계에서 "형"을 선택하면 컴퓨터가 이를 "형을 만나고 싶어요"라고 해석하는 식이다. 해석이 끝나면 모니터 속의 캐릭터가 합성음성으로 간병인에 이 같은 메시지를 전달해준다.

AIST는 또 뉴로 커뮤니케이터와 연결한 2족보행 휴머노이드 로봇을 환자의 아바타로 사용하는 기술도 선을 보였다. 아바타로 쓰이는 로봇은 취미용 로봇 공급업체인 콘도과학의 'KHR-3HV ‘이다. 원래 컨트롤러 버튼으로 제어하도록 돼있는 로봇의 손 동작이나 발 동작을 뉴로 커뮤니케이터가 내보내는 무선 메시지로 제어할 수 있다.

▲ 뉴로 커뮤니케이터와 연결할 아바타 로봇

한편 ‘KHR-3HV’는 배터리(리튬전지)가 아닌 가정용 콘센트에 연결해 쓸 수 있도록 설계돼 리튬계 2 차 전지에서 흔히 발생하는 화재 위험성을 없앴다. 또 전원 자동 개폐장치를 탑재해 서보모터가 열을 받았을 때는 자동으로 전원을 차단하도록 하는 프로그래밍이 가능하다. AIST측은 뉴로 커뮤니케이터와 아바타 로봇을 연결한 솔루션 세트를 당장이라도 판매할 수도 있다는 입장이다.