뇌-컴퓨터를 이어주기(Brain-Computer Interface; BCI)

뇌-컴퓨터를 이어주기(Brain-Computer Interface; BCI)

 

BCI(Brain-Computer Interface)는 사람들이 자신의 생각을 사용하여 장치를 제어하거나 컴퓨터와 통신할 수 있게 해주는 시스템을 말한다. 그것은 우리의 뇌에서 자연적으로 생성되는 전기 신호를 감지하고 해석함으로써 가능하게 된다.

BCI 사진=LG CNS

우리의 뇌는 전기신호를 사용하여 서로 정보를 전달하는 뉴런이라고 하는 수십억 개의 작은 신경세포로 구성되어 있다. 이러한 신호는 측정 및 분석할 수 있는 패턴을 만들어낸다. BCI에서는 주로 두피에 부착하는 특수 센서를 사용하여 이러한 전기 신호를 감지하고 기록한다.

 

일반적으로 전극 형태의 센서는 뇌에서 만들어내는 작은 전류를 감지한다. 그런 다음 이러한 신호는 증폭되어 처리 및 해석을 위해 컴퓨터 시스템으로 전송된다.

 

뇌 신호의 패턴과 특성은 컴퓨터에 의해 분석된다. 과학자들은 이러한 신호를 해석하고 의미 있는 정보를 추출하기 위한 알고리즘과 기계학습관 관련된 기술을 개발하고 있다. 이러한 알고리즘은 다양한 정신 상태, 의도 또는 행동에 해당하는 특정 패턴을 인식할 수 있게 해준다.

 

예를 들어, 어떤 사람이 손을 움직이는 것을 상상하면 뇌의 특정 영역이 특정 활동 패턴을 보이게 된다. 이러한 패턴으로 BCI 시스템을 훈련함으로써 이를 인식하고 손을 움직이려는 의도와 연관시키는 방법을 배울 수 있게 된다.

 

BCI 시스템에게 사용자의 의도나 명령을 인식하여 이를 행동으로 변환할 수 있다. 컴퓨터 화면의 커서를 제어하고, 로봇 팔을 움직이고, 가상 키보드에서 단어 철자를 입력하고, 의족을 활성화할 수도 있다.

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BCI에는 광범위한 응용 프로그램이 있다. 예를 든다면, 척수손상이나 락트인 증후군(locked-in syndrome)과 같은 장애가 있는 사람들이 어느 정도의 통제력과 독립성을 되찾도록 돕는 데 사용될 수 있다. BCI는 뇌의 기능을 연구하거나 뇌가 정보를 처리하는 방법을 이해하는 것과 같은 연구 목적으로도 사용할 수 있다.

 

많은 연구자들과 공학자들은 BCI를 더욱 발전시키기 위해 지속적으로 노력하고 있다. 그들은 새롭게 발전된 센서에 대한 기술을 탐색하고 보다 정교한 알고리즘을 개발하며 신호해석에 대한 방법을 개선하려고 노력하고 있다. 궁극적인 목표는 BCI를 보다 정확하고 빠르며 사용하기 쉽게 만들어 다양한 조건에서 사람들을 돕고 인간과 컴퓨터 간의 새로운 형태의 상호작용을 가능하게 하는 잠재력을 확장하는 것이다.

그것은 많은 가능성이 있는 흥미로운 분야이며, BCI 기술의 발전은 미래의 삶을 변화시키고 새로운 발전된 세상의 길을 열어줄 것으로 기대된다.