성인 같은 여러분 수프림 마스터 ＴＶ 황금시대 과학기술에 오신 걸 환영합니다 이번 주에는 신체장애자의 삶을 향상하기 위해 고안된 최신 진보의 하나인 뇌컴퓨터접속 즉 ＢＣＩ기술 ２부작의 １부를 보내드립니다

국립로잔공대의 호세 델 리시오 밀란 교수는 데피테크 교수입니다 뛰어난 학문으로 유명한 국립로잔 공대는 세계일류대학의 하나입니다 과학과 공업분야가 전공인 국립 로잔공대는 스위스 비행선구자 베트랑 피카드가 이끈 솔라 임펄스 사업 등 많은 중요한 과학활동에 협력했습니다 이는 ２０１４년까지 태양열비행기로 첫 세계일주를 완성하려는 계획입니다

생체공학 전문가이자 지능형 로봇 분야에서 경험이 많은 밀란 교수님은 박사학위 학생팀과 다른 연구원들과 신경보철과 심한 장애자를 돕기 위한 비침입성 두뇌 조절 로봇 등 의료적 적용을 위한 진보된 ＢＣＩ기술을 개발하고 있습니다

맥그로우힐 현대의학 소사전은 신경보철을 『질병이나 부상으로 잃은 기능을 대체하거나 보충하기 위해 신경계와 연결하는 전자장비나 의료장비』라고 정의했습니다 가령 로봇사지에서 두뇌활동이 만든 신호를 사용자의 머리에 위치한 전극으로 컴퓨터에 보내면 컴퓨터가 로봇 사지에게 원하는 행동을 전해 조절합니다

밀란 교수는 또한 뇌-컴퓨터 접속을 위한 도구 (ＴＯＢＩ)계획 책임자입니다 이는 ＢＣＩ연구 분야와 관련된 유럽의 주요한 과학 연구와 의학 연구소들의 협력체입니다 ２００８년부터 ＴＯＢＩ사업은 장애자의 삶을 향상하고 환자재활에 효과적인 비침입성 ＢＣＩ기술법을 개발하려 합니다

뇌-기계 접속은 육체적 장애로 고통 받는 사람들이 외부세계와 소통하고 장치를 조절하는 것을 도와주는 시스템입니다 우리는 두뇌의 자연적인 활동과 뇌의 전기활동을 측정하여 다른 의도들과 관련된 패턴을 감지하려고 시도합니다

가령 오른 손을 움직인다고 상상하면 뇌는 특별한 활동패턴을 만들 겁니다 뇌에서 생긴 일을 실시간 분석하는 소프트웨어를 개발하여 그런 특별한 패턴을 탐지하여 그것을 외적 행동으로 바꿀 것입니다

뇌 신호를 이용해 다양한 로봇과 신경보철을 조절하는 데는 몇 단계가 있지요 먼저 사람의 두피에 붙인 비침입성 전극을 사용해 로봇에게 지시를 내리기 위한 여러 정신적 활동에 집중할 때 생기는 자연적인 뇌활동을 재는 방법입니다

그러면 먼저 뇌 신호를 재고서 그리고 다양한 정신활동들과 관련된 문제에서 뇌 전기활동의 패턴을 발견하기 위해 실시간으로 신호를 분석하는 소프트웨어를 만들어서 원하는 활동을 전하는 거지요 일단 소프트웨어가 대상의 의도를 인식하면 로봇에게 보내고 그러면 명령을 실천하게 되어 휠체어가 왼쪽이나 오른쪽으로 가지요

모든 것이 생각에서 시작되나요？

그렇습니다 핵심개념은 무언가를 하려는 의도가 동기가 됩니다

ＢＣＩ기술의 작용방법을 더 잘 알기 위해 밀란 교수가 지도하는 국립로잔공대 박사과정 학생인 미셀 타벨라가 사용자의 뇌활동을 컴퓨터로 전하는 장비에 대해 자세히 설명합니다

모자의 개념은 두피에 이런 전극들을 두는 것입니다 이런 전극들이 두뇌활동을 기록합니다 이들 신호는 정말 미세합니다 약 백만 분의 １볼트 수준이죠 아주 미세한 걸 상상해 보세요 그런 미세한 신호를 다루려면 여러분 두피가 이런 전기메시지를 잘 전달하는 것이 아주 중요합니다

머리칼이 짧다면 두피가 공기에 더 많이 노출되니 신호전달이 더 나빠집니다 머리칼이 길수록 두피를 더 보호하고 신호가 잘 전해져 ＢＣＩ조절이 더 좋아집니다 다른 점으론 제가 시범을 보일 때 생긴 일인데 머리칼이 없는 사람에게 언제나 생기는 현상입니다

그러나 우리에겐 머리칼이 정말 긴 소녀 등 다양한 사용자가 있습니다 그러니 머리를 밀어야 하는 것은 아닙니다 이런 접속기술을 작동하기 위해 몸의 무언가를 바꿔야 한다면 더 이상 비침입이 아니게 됩니다 비침입이란 그냥 간단하게 사용하는 것입니다

신경보철 장비인 ＢＣＩ 조절 휠체어 등은 움직임의 자유를 제공하고 심한 육체적 장애가 있는 사람의 삶을 바꿀 가능성이 있습니다 휠체어나 다른 뇌-컴퓨터 접속 장비들을 조절하는 법을 어떻게 배울까요？

훈련은 뇌-컴퓨터 접속 혹은 뇌-기계 접속기술에 필수적인 부분으로 사용자는 자신의 두뇌 전기활동을 조절하는 법을 배워야 합니다 그러나 통계적 이용하여 뇌-기계 접속을 연습할 수 있으며 여러 명령들과 관련된 두뇌 전기활동 패턴을 더 잘 이해할 수 있게 됩니다 이건 운동학습 과정이라 합니다

그러니 열쇠는 사람들이 자신의 뇌-컴퓨터 접속이나 뇌-기계접속기술을 며칠이나 몇 시간 훈련으로 아주 빠르게 배우는 겁니다

기본 임무를 위해 한결 같은 높은 집중을 유지하는 것은 신경보철이나 뇌-컴퓨터 접속 장치의 일상적인 사용에 실용적 해법이 아닙니다 이제 밀란 교수가 이런 문제의 해법을 찾는 자신의 팀의 연구를 설명합니다

오늘날 뇌-기계 접속기술에서 가장 중요한 문제는 시스템의 장기 사용을 촉진하여 사람들이 이런 시스템을 하루 ２４시간 일주일 내내 사용하는 겁니다 여기에 핵심현안은 사람들이 주의를 계속 유지하거나 장기간 장치를 조절할 높은 집중력에 초점을 맞출 수 없다는 사실입니다 단시간은 그것이 가능합니다 필요하니까요

가령 휠체어로 집의 여러 곳을 다녀야 합니다 많은 물건들이 주변에 있지만 쉬운 환경인 복도 같은 곳은 그런 높은 집중력이 필요하지 않아요 그러니 사람들이 정신적으로 쉴 수 있으면서 휠체어 등을 움직이도록 계속 조절하는 구조를 개발하고 있습니다

그리고 사람들은 자신의 몸을 조절하면서 다른 활동을 하는 것도 가능합니다 여러 임무를 하지요 사람들이 이완하면서 장치를 오랫동안 계속 작동하도록 하는 방법이지요

뇌 신호를 더 잘 분석하기 위해 새 연산법과 또한 원칙을 개발하고 있어요 가령 사람의 의도와 지능형 기계의 사용을 결합하는 방법에 따라 특히 장시간 사용을 도울 수 있습니다 핵심은 휠체어를 집에서 ５미터만 움직이는 것이 아니라 ５시간 연속으로 움직이는 거지요

밀란 교수님과 그의 팀이 찾는 한가지 해결책은 『조절방법 분담』입니다 ＢＣＩ조절 휠체어에서 이 방법은 경로의 장애물을 파악하고 자동으로 피하여 사용자가 매번 이런 장애를 피하기 위하여 휠체어 방향에 신경 쓰지 않는 거죠 즉 조절분담 방법은 기계가 사용자의 의도를 미리 예측하여 독자적으로 명령을 하는 방법입니다

로봇이 정신적 조절을 돕는 방법으로 조절 분담법은 지능형 로봇이 사용자가 전체 임무에서 많은 상세한 정신적 명령을 내릴 필요성을 줄입니다 우리가 탐구하는 새 요소는 사용자의 정신적 의도의 증거들을 모으기 위해 확률론을 이용하고 사용자가 원할 때만 명령을 전하는 것입니다

우리 해결책을 통해 사람들은 여러 임무로 관심을 돌릴 수 있으며 중요한 순간에만 정신적 명령을 전하게 합니다 장시간 정신적 조절을 개선하는 다음 단계는 사용자의 인식상태에 대한 정보를 합치는 것입니다

ＢＣＩ장비의 성능을 개선하기 위해 내장된 다른 기능은 『접속 실수 가능성』입니다

휠체어를 조절하려 하며 휠체어에게 Ａ명령을 하고 싶은데 여러분이 그것에 완전하지 못하니 조만간 휠체어가 실수를 할 것입니다 여러분이 조절을 잘 하고 우리 소프트웨어 성능이 좋아도요

그러니 그때는 이런 문제의 뇌 신호를 분석해 사용자가 잠시 후 자신의 잘못을 인식하고 그런 명령에 만족하지 못하는 걸 보면 그 명령의 실행을 중지하는 것입니다 이것을 접속실수 가능성으로 부르는데 명령을 전할 때 생기는 일이지요

국립로잔 공대의 밀란 교수와 그의 팀의 연구와 뇌-컴퓨터접속을 위한 도구 프로젝트에서 협력회원들의 연구에 찬사를 보냅니다 국립로잔공대 직원과 학생들이 장애자를 돕는 ＢＣＩ기술 디자인에 기여한 많은 진보에 감사드립니다 여러분 팀이 전세계의 병원과 가정에 마인드컨트롤 휠체어와 같은 최선 ＢＣＩ기술 목표를 더 가깝게 가져온 사실을 알게 되어 장말 뿌듯합니다

다음 주 금요일 황금시대 과학기술에서 육체적으로 제한된 환자들에게 원격스크린을 통해 가족과 교류에 도움을 주는 마음이 조절하는 로봇을 포함한 밀란 교수님의 연구를 알아보는 ２부작의 ２부를 계속 시청해 주세요

밀란 교수님에 대한 자세한 자료는 다음을 방문하세요 뇌-컴퓨터 접속기술을 위한 도구 프로젝트의 자세한 자료는 다음을 방문하세요

소중한 여러분 오늘 황금시대 과학기술의 시청에 감사합니다 이어지는 주목할 뉴스와 고귀한 생활, 채식을 계속 시청해 주세요 천상의 인도하는 빛이 만물을 비추길 바랍니다

뇌-기계 접속은 육체적 장애로 고통 받는 사람들이 외부세계와 소통하고 장치를 조절하는 것을 도와주는 시스템입니다 우리는 두뇌의 자연적인 활동과 뇌의 전기활동을 측정하여 다양한 의도들과 관련된 패턴을 감지하려고 시도합니다

가령 오른 손을 움직인다고 상상하면 뇌는 특별한 활동패턴을 만들 겁니다 뇌에서 생긴 일을 실시간 분석하는 소프트웨어를 개발하여 그런 특별한 패턴을 탐지하여 그것을 외적 행동으로 바꿀 것입니다

관대한 여러분 안녕하세요 황금시대 과학기술입니다 오늘 ２부작의 ２부에서 장애자의 삶을 향상하는 뇌-컴퓨터 접속 ＢＣＩ기술의 최신 적용들을 계속 알아보겠습니다 지난 주에 우리는 유명한 스위스의 국립 로잔공대 국립 로잔공대 과학자들과 학생들 팀이 이 분야에서 진행한 연구들을 알아보았습니다

로잔공대 데피테크의 호세 델 리시오 밀란교수님이 이끄는 팀은 뇌 전자신호로 전기 휠체어나 원거리에서 사용자의 눈이나 귀처럼 행동하는 로봇 혹은 신경보철 사지 등을 조절하는 장비를 개발합니다 사용자가 쓴 모자를 통해 컴퓨터로 신호가 전달됩니다

모자의 개념은 두피에 이런 전극들을 두는 것입니다 이런 전극들이 두뇌활동을 기록합니다 이들 신호는 정말 미세합니다 약 백만 분의 １볼트 수준이죠 아주 미세한 걸 상상해 보세요 그런 미세한 신호를 다루려면 여러분 두피가 이런 전기메시지를 잘 전달하는 것이 아주 중요합니다

머리칼이 짧다면 두피가 공기에 더 많이 노출되니 신호전달이 더 나빠집니다 머리칼이 길수록 두피를 더 보호하고 신호가 잘 전해져 ＢＣＩ조절이 더 좋아집니다

밀란 교수는 또한 뇌-컴퓨터 접속을 위한 도구 (ＴＯＢＩ)계획 책임자입니다 이는 ＢＣＩ연구 분야와 관련된 유럽의 주요한 과학 연구와 의학 연구소들의 협력체입니다 ２００８년부터 ＴＯＢＩ사업은 장애자의 삶을 향상하고 환자재활에 효과적인 비침입성 ＢＣＩ기술법을 개발하려 합니다

밀란 교수님과 그의 팀이 계속 진전을 이루어도 여전히 많은 일을 해야 합니다 가령 사용자가 장기간 뇌- 컴퓨터 접속 장치를 운영하는데 필요한 높은 수준의 집중을 유지하도록 기대하는 것은 현실적이 아닙니다 그것은 피곤하고 사용자가 다른 일도 해야 하기 때문입니다

이 소프트웨어와 훈련을 촉진하는 원칙을 개발하고 이해하며 사람의 의도를 인식하고 그런 의도를 정교한 장치가 통제하도록 해석하는 데는 여러 해가 걸렸습니다 한계는 사람들이 필요한 정도의 집중을 장기간 유지하지 못하니 언제라도 적절한 정신적 명령을 전하는데 주력해야 했어요

뇌 신호를 더 잘 분석하기 위해 새 연산법과 또한 원칙을 개발하고 있어요 가령 사람의 의도와 지능형 기계의 사용을 결합하는 방법에 따라 특히 장시간 사용을 도울 수 있습니다 핵심은 휠체어를 집에서 ５미터만 움직이는 것이 아니라 ５시간 연속으로 움직이는 거지요

이 기술을 실험실에서 가지고 나가려면 두 요소가 필요해요 먼저 진짜 환자에게 시험하며 도움을 되는 훌륭한 기술임을 입증해야 해요 그렇게 하기 위해 큰 유럽사업에 주력합니다 둘째로 장기간 기술을 사용하도록 보장하기 위해 기술의 다양한 측면을 알아보고 그렇게 된 후엔 수요에 따라 다양한 속도에서 사람들이 소통하는 법을 과학적으로 해결하는 것입니다

지난 주에 우리는 밀란 교수님과 다른 사람들의 주요사업인 ＢＣＩ조절 휠체어의 놀라운 발달을 알아보았습니다 국립 로잔공대가 개발중인 다른 몇몇 장비들도 자세히 살펴볼까요

뇌-컴퓨터 접속을 보조기술 소프트웨어와 결합한 것으로 퀄리 라이프가 제공한 퀄리 워드가 있는데 사용자가 소프트웨어에 정신 명령을 내리면 웹을 읽거나 메시지를 쳐서 외부 세계에 그 말들을 전하는 겁니다 외부 장비에 정신 명령을 주는 광학 키보드나 모바일 로봇처럼 작용합니다

사용자는 사지의 특별한 움직임을 생각해야 하며 이런 움직임이 두피에 특별한 뇌활동 패턴을 만들면 하드웨어와 사용자 두피에 위치한 전극의 신호변화 기술을 통해 그것을 식별합니다 마침내 이런 움직임을 식별해 외부 장비에게 특별한 명령을 내리도록 연계합니다

루게릭 병이나 척수 손상 등으로 고통 받으며 움직이지 못하거나 겨우 움직이는 장애자들이 우리의 주요한 대상입니다 물론 건강한 사용자들의 오락적 사용으로 움직이지 않고 컴퓨터를 조절하는 일도 가능합니다

밀란 교수님은 뇌- 컴퓨터 접속기술과 지능형 로봇의 전문지식을 합쳐 사용자가 멀리서 타인과 교류하는 ＢＣＩ조절 원격 로봇을 만드는 것을 돕습니다

육체적 장애로 고통 받는 사람들이 뇌-기계 접속을 사용하면서 이 로봇이 가족이 있는 곳으로 운전해 주고 일상 사회활동에 참여하게 합니다 그런 복잡한 장비를 운영하는데 뇌-기계 접속이 뛰어납니다

환자들이 우리 실험실을 살펴보며 １００ｋｍ떨어진 클리닉에서 이런 원격로봇을 조절했습니다 본질적으로 그에게도 건강한 자원자와 같은 실험이 가능했고 건강한 사람과 같은 활동이 가능했습니다

국립 로잔 공대에서 현재 개발중인 다른 ＢＣＩ 조절장치들은 장애자들이 물건을 집거나 펜을 사용하는 등 일상활동을 도우려고 합니다

팔목과 어깨에 약간의 기능이 남은 사람들로 팔의 위치를 움직일 수 있지만 잡는 능력이 부족한 사람들도 대상입니다 그러니 가령 이런 보조기구를 시용하여 잡는 것을 돕고 더욱 안정되며 일정하게 하여 잡는 기능을 회복시키려 해요 이 장비를 자세히 설명하진 않겠어요 허나 중요한 것은 사람들이 왼 손을 통제하려 하면 왼 손을 상상하는데 집중해야 하는 자연적인 접속 사례의 틀을 만들기를 원해요

국립 로잔공대 실험실에서 발표한 중요한 신기술들은 장애자들의 삶의 질을 향상하고 육체 재활요법을 하는 환자들을 도울 것입니다 밀란 교수님께 이런 이로운 혁신품을 대중이 사용하는데 얼마나 걸릴지 물어 보았습니다

이런 기술들을 환자들이 시장에서 구입하여 일상에 이용하는데 걸릴 시간의 예측은 민감한 문제지요 최대한 많은 환자들과 우리 모형을 시험하는 시기이며 특히 새 유럽프로젝트는 뇌- 컴퓨터 접속을 위한 도구에 대해 협력합니다

그러나 아직 정교한 신경보철 장비가 시판할 만큼 성숙했다는 증거는 충분하지 않습니다 여기서 핵심은 이런 시스템이 충분히 강하여 광범위한 치료적 시험 정보를 수집하는 것을 보장해야 합니다 그러니 기간은 예측할 수 없어요 지금부터 １０년을 희망하나 정확한 기간은 예측할 수 없어요

밀란 교수님과 그의 팀이 만든 진보된 기술들을 다른 분야에서 적용하는 것도 가능합니다

밀란 교수님 다른 목적에서 사용이 가능할까요

주요 대상은 육체적 장애로 고통 는 장애자를 돕는 것이지만 이 기술이 충분히 성숙한다면 어쩌면 상해 상황으로 고통 받을 수 있는 건강한 사람들을 돕는 것도 고려하고 있어요 가령 중력이 없는 우주에서 정상적인 몸의 통제가 불가능한 우주비행사들은 우주에서 뇌 처리를 통해 지구에서처럼 기능할 수 있습니다 중력이 없는 상황에서 ＢＣＩ가 기능하는 것이 밝혀졌습니다

국립 로잔 공대의 밀란 교수님과 다른 과학자들이 뇌- 컴퓨터 접속기술을 더욱 개발하여 장애자의 삶을 향상하려는 헌신에 존경과 감사를 보냅니다 ＢＣＩ조절로 삶을 향상하기 위해 여러분이 디자인하는 이런 장비들이 곧 완성되어 필요한 사람들을 널리 돕기를 바랍니다

밀란 교수님에 대한 자세한 자료는 다음을 방문하세요 뇌-컴퓨터 접속을 위한 도구 프로젝트의 자료는 다음을 방문하세요

재능 있는 여러분 오늘 황금시대 과학기술의 시청에 감사합니다 주목할 뉴스와 고귀한 생활, 채식을 계속 시청해 주세요 모두가 영원한 평화와 행복을 누리길 바랍니다