▲ BCI 지원 안경을 착용하고 스팟에게 명령을 내리는 모습(사진=MIT 미디어랩)

MIT 미디어랩 연구팀이 보스턴 다이내믹스의 4족 보행 로봇 ‘스팟’과 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI·brain-computer interface)’ 기술을 연동하는 ‘D독(Ddog) 프로젝트’를 추진하고 있다고 더로봇리포트가 3일 보도했다.

BCI 분야 과학자인 나탈리야 코스미나(Nataliya Kos'myna)가 이끄는 MIT 미디어랩 연구팀은 최근 D독 프로젝트에 대한 논문을 발표하고, 4족 보행 로봇 스팟을 루게릭병(ALS)ㆍ뇌성마비ㆍ척수 손상 등 신체 장애를 갖고 있는 사람들을 위한 기본 커뮤니케이션 수단으로 전환하려는 목표를 갖고 있다고 밝혔다.

D독 프로젝트 시스템은 ‘어텐티브U(AttentivU)’ 안경을 포함한 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템을 활용한다. 안경 프레임에 센서가 내장돼 있으며 무선으로 커뮤니케이션을 수행한다. 이 센서들은 사람의 뇌파도(EEG)와 안구전도(EOG·electrooculogram, 안구운동을 전기적으로 기록하는 장치)를 측정할 수 있다.

이번 연구는 사용자들이 간병인과 비언어적으로, 그리고 실시간으로 의사소통할 수 있도록 해주는 폐쇄루프 BCI 기술인 ‘브레인 스위치(Brain Switch)’를 기반으로 이뤄졌다. 브레인 스위치와 동일한 기술 모음과 인프라를 활용해 D독 프로그램을 추진하고 있다는 설명이다.

미국 ‘희귀질환기구(National Organization for Rare Disorders)’는 현재 미국 내에는 3만명에 달하는 ALS(근위축성 측색 경화증) 환자들이 커뮤니케이션에 어려움을 겪고 있으며 매년 약 5천명의 환자들이 새로 나오고 있다고 밝혔다. 게다가, ‘뇌성마비 가이드(Brain Palsy Guide)’에 따르면, 약 백만 명의 미국인들이 뇌성마비를 가지고 있는 것으로 알려지고 있다. 이들의 의사소통을 위한 보조장치들이 존재하지만, 사용자들이 컴퓨터를 사용해 의사소통을 할 수 있도록 해주는 시선 응시 장치가 대부분이다. 사용자가 주변 세상과 상호 작용할 수 있도록 해주는 시스템은 많지 않다.

D독의 가장 큰 장점은 이동성에 있다. 스팟은 자율적으로 동작하기 때문에 간단한 명령만 주어지면 더 이상 사람의 개입 없이 명령을 수행할 수 있다.

▲ D독 프로젝트의 개요

MIT 연구팀이 개발한 시스템은 2대의 아이폰과 안경으로 이뤄져 있다. 끈적거리는 전극을 필요로 하지 않기 때문에 다른 보조 장치들보다 일상적으로 사용하는 데 훨씬 용이하다.

새로운 환경에서 스팟이 가장 먼저 해야 할 일은 주변 환경에 관한 3D 지도를 만드는 것이다. 첫 번째 아이폰은 사용자에게 무엇을 하고 싶은지 질문하고, 프롬프트를 생성한다. 사용자는 원하는 것을 단지 생각할 뿐이다. 두 번째 아이폰은 로컬 내비게이션 지도를 실행하고 스팟의 팔을 제어하며 아이폰의 라이다 데이터로 스팟의 라이다를 증강시키는 역할을 수행한다. 2대의 아이폰은 스팟의 작업 진행 상황을 추적하기 위해 통신한다.

MIT 연구팀은 오프라인 또는 온라인에서 작동하도록 시스템을 설계했다. 온라인 버전은 한층 더 발전된 기계학습 모델과 미세 조정 모델을 제공한다.