한국HP는 'HP 모바일 이노베이션즈 투어'에서 그동안 HP가 연구 개발해온 다양한 신개념 모빌리티 제품을 소개했다.

[발표제품]
-정보 공유가 가능한 무선 게이트웨이와 시계
-개인용 무선 게이트웨이 정보를 기반으로 한 태블릿 형태의 씬클라이언트 기기
-간단한 은행 업무를 볼 수 있는 디지털 지갑
-충전기 역할을 하는 스마트 진열대 등

[HP 제품 사진 보기]

후지쯔가 연구하는 미래신기술에 대한 정보를 소개한다.

[발표제품]
-신축성 및 방수기능을 가진 RFID 태그
-칼라 전자 종이
-팜시큐어(PalmSecure)」시스템
-스테가노그래피(steganography):정보를 이미지 속에 숨기는 기술

[후지쯔 제품 사진 보기]

생각만으로 로봇을 조정하는 기술

[생각만으로 기계 조정하는 기술이 나왔다. 인간의 뇌신호로 로봇을 제어할 수 있는 시대가 열렸다. 일본 혼다(Honda)와 국제전기통신기초기술연구소(ATR) 공동연구팀은 뇌 혈액의 흐름에 따른 정보를 분석해 실시간으로 인간이 원하는 움직임을 그대로 표현하는 로봇제어시스템(BMI: Brain Machine Interface)을 개발했다고 2006년 5월  25일 발표했다. 비이식 기술에 의한 증강-가상현실 구축 앞당겨(ATR and Honda Successfully Develop New Brain-Machine Interface Creating Technology for Manipulating Robots Using Human Brain Activity(07/Jun/2006)]

인간의 뇌신호로 로봇을 제어할 수 있는 시대가 열렸다. 일본 혼다의 혼다중앙연구소(HRI, Honda Research Institute) 와 국제전기통신기초기술연구소(ATR, Advanced Telecommunications Research Institute International) 공동연구팀은 뇌 혈액의 흐름에 따른 정보를 분석해 실시간으로 인간이 원하는 움직임을 그대로 표현하는 로봇제어시스템인(manipulating robots using brain activity signals) 뇌-기계 인터페이스(BMI: Brain Machine Interface) 기술을 개발했다고 2006년 5월  25일 발표했다. 비이식 기술에 의한 인간의 뇌와 기계가 인터페이스하는  증강-가상현실 구축 앞당겨 질 것으로 보인다.
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[목차]

1. 증강-가상현실을 구축하는 방법
2. 개발 배경 및 원리
3. 기대 효과
4. 기타 이식/비이식 기술에 도전하는 사례들
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1. 증강-가상현실을 구축하는 방법

첫째는 분자기계나 센서들을 공간에 뿌려 물리 공간을 디지털 분자공간을 만드는 방법이다. 두 번째 방법은 칩이나 센서들을 뇌나 몸에 이식하여 그 곳으로 뇌파, 초음파, 텔레파시, 전파, 전자기장이나 감각 신호를 이용하여 프로그램을 쏘아 뇌에서 해석하고 뇌에서 학습하는 방법이다. 세번째 방법은 비이식 기술로 뇌의 신호들을 잡아 내어 생각하는대로 기계들을 움직이거나, 아예 뇌의 감각 중추기관에 프로그램들을 쏘아주어 가상현실을 경험하게 하는 것이고, 네번째 방법은 꿈(Dream)을, 다섯번째 방법은 정신을 분리하여 영화 매트릭스(Matrix)처럼 정신으로 하여금 경험케 하는 것인데, 오늘의 주제는 세번째 방법인 비이식 기술에 의한 증강-가상현실 구축 방법론이다.

2. 개발 배경 및 원리

뇌-기계 인터페이스(BMI) 기술의 아이디어는 ATR 연구소의 컴퓨팅 신경과학 랩(Computational Neuroscience Laboratories)의 연구원인 Yukiyasu Kamitani 박사(kmtn@atr.jp)의 논문인 "인간 뇌의 인지 및 주관적 내용의 해석(Decoding the perceptual and subjective contents of the human brain)"에 기초를 하고 있다. 이 논문은 네이처지의 "뉴로사이언스(Nature Neuroscience)" 2005년 5월 1일자에 실렸는데, 이 연구로 공동연구원인 미국 Vanderbilt 대학의 Frank Tong 박사와 함께 2005년 미국 Scientific American의 50명의 연구리더(Research Leader)로 선정되었다. 

이들은 인간 뇌의 실시간 활동들을 분석하여 로봇이 콘트롤 할 수 있다는 이론적 배경을 제시했다. 즉, 자기공명이미징(MRI)베이스의 신경 해석이 로봇 손으로 하여금 뇌 속의 반응 신호들을 추적하여 따라 할 수 있게 한 것이다. 물론 지금의 기술로는 인간 뇌의 시그널과 로봇의 실제 모방 움직임 사이에 7초간의 차이가 있지만, 연구원들은 인간 뇌의 생각을 85% 정도까지 인식할 수 있는 기술을 개발한 것이다.  따라서 이 기술을 이용하면 뇌의 전자기파 영역(brain’s electric and magnetic fields)과 뇌파(brain waves)를 MRI나 PET(양전자단층촬영)에 의한 비이식 기술로 측정할 수 있다.

[그림(1) : 새로 개발된 BMI 기술의 실험 과정. 뇌의 활동을 MRI를 이용하여 스캐닝한다. 손가락으로 "보"를 나타냈다. Credit : Honda]
 

[그림(2) : 컴퓨터 프로그램으로 스캐닝한 뇌의 이미지를 분석한다. (좌) 활동 뇌의 영역, (우상) 뇌의 활동 패턴 추출, (우좌) 패턴을 분류하는 과정. Credit : Honda]
 

[그림(3) : 이를 로봇으로 전송하여 로봇이 "보"를 만들어 내는 손가락 움직임 영상. Credit : Honda]

3. 기대 효과

이 기술은 병원에서 사용되는 자기공명영상(MRI)장치로 인간의 두뇌 신호를 포착한다. 사용자가 MRI에 들어가서 가위, 바위, 보 모양의 손짓을 하면 두뇌 특정부의 혈액흐름이 빨라진다. 컴퓨터는 MRI의 영상 변화를 판독해 사용자의 움직임을 즉시 로봇에 전달한다. 혼다연구소의 가와나베 도모히코 사장이 기자회견장에서 손가락으로 V자를 그리자 2∼3초 후 로봇의 손도 똑같이 V자를 만들어 큰 관심을 끌었다.

[그림 : 혼다연구소의 가와나베 도모히코 사장이 기자회견장에서 손가락으로 V자를 그리자 2∼3초 후 로봇의 손도 똑같이 V자를 만들어 큰 관심을 끌었다. 사진 : 전자신문. Credit : Honda]

혼다 측은 새로운 뇌-기계 인터페이스(BMI:Brain Machine Interface)의 동작인식률이 약 85%에 달하며 이족보행 로봇 아시모(Asimo)를 생각만으로 자유롭게 제어하는 기술도 1년 내 완성할 계획이라고 밝혔다. 또 BMI를 의학분야에 응용하면 △ 척수장애나 루게릭병 환자가 뇌 신호만으로 자신이 원하는 대로 움직이는 전동 휠체어 △ 말을 하지 않아도 대화가 가능한 장치의 개발도 가능할 것이라고 설명했다.

뇌신호로 기계를 제어하는 연구는 그동안 많이 진행돼 왔다. 하지만 유럽과 미국에서는 뇌에 외과적 수술로 전극을 심어 뇌파분석을 했기 때문에 실용화에 어려움이 많았다. 또 전극을 머리 피부에 붙이면 뇌파분석의 정확도가 크게 떨어지는 단점이 있다. 하지만 이번에 혼다가 개발한 BMI는 비접촉식 MRI로 운영되기 때문에 신체에 무리를 주지 않으면서도 정확한 제어를 할 수 있어 획기적 기술로 평가되고 있다.

ATR은 뇌 정보를 읽는 장치를 향후 8∼10년내 모자 크기로 작게 만들어 장애인을 위한 키보드, 휴대폰 입력장치로 실용화한다는 방침이다.
가와나베 도모히코 사장은 인간과 기계를 연결하는 BMI기술은 로봇산업뿐만 아니라 미래의 자동차산업에도 대단히 중요한 의미가 있다고 지적했다. 그는 “운전자가 생각만으로 자동차의 각종 전자장치를 제어하게 되면 차량의 안전성은 획기적으로 높아진다”면서 자동차 안전장치에 BMI를 접목키 위해 회사 차원의 노력을 경주할 방침이라고 말했다.

4. 기타 이식/비이식 기술에 도전하는 사례들

[4-1] [영국 BT(British Telecom)사의 미래기획단(Futurology Unit)의 단장인 Ian Pearson, 2020년 경엔 가상 세계(Virtual world)에서 비즈니스와 사회 생활 가능, 2050년 경엔 여러분의 두뇌(Brain)를 컴퓨터로 다운하고 프로그램을 여러분 두뇌로 다운 받는 사이버-불멸(Cyber-immortality)의 현실로 진입할 것으로 예상(23/May/2005). 영화 매트릭스(Matrix)가 현실로 다가와(04/Jul/2005)]

[4-2] [스위스 신경과학자들-IBM의 eServer 슈퍼컴퓨터인 Blue Gene를 활용해 언어, 학습, 기억 등 복잡한 사고를 다루는 두뇌의 신경피질(Neocortex)을 앞으로 2년간 3차원 시뮬레이션으로 만드는 작업인 Blue Brain Project 시작, 전자전기와 화학이 만나야만(electro-chemical connections) 그려 낼 수 있는 프로젝트(27/Jun/2005)]

[4-3] [일본 Sony-영화 매트릭스(Matrix)에서 처럼 신경세포를 자극하여 맛을 전달하는 가상현실 구축 특허 출원, 음향에서 동영상까지 뇌로 다운 받을 수 있는, 가상감각과 경험의 세계 만드는 기술 개발, 칩 이식이 아닌(Non-invasive) 목에 장착된 전극 디바이스를 통해 초음파를 특정 신경세포에 쏘아 신경세포 자극 통해 이미지를 맛, 소리, 비디오로 전환시켜 감각적 가상 경험 즐길 날 곧 온다. 자기장 방법은 특정 신경세포 표적에 정확히 초점이 어려우나 초음파(Ultrasound pulses or Ultrasound waves) 방식은 표적에 정확히 쏠 수 있어, 이는 예언적 창안(Sony patent takes first step towards real-life Matrix. This particular patent was a prophetic invention). 오감과 디바이스의 컨버전스 시대인 분자경제시대로의 진입, 인간과 기계의 컨버전스 시대, 인간의 기본 구조와 기능이 기계로 모두 컨버전스 되고 기계들이 인간의 구조와 기능으로 모두 들어 올 것, 조만간 가상현실과 600만 불의 사나이인 프로벡터스(Provectus) 등장(29/Apr/2005)]

[4-4] [사람 생각 인지하는 두뇌 칩 장착 성공. 사람의 생각(man's thoughts)을 읽을 수 있는 두뇌 칩(brain chip)이 최초로 미국의 한 신경마비 남자(a paralysed man)에게 장착되어 그 남자의 마음(his mind)을 읽을 수 있는 두뇌 칩(brain chip)의 혜택을 받고 있다고 영국 BBC방송 인터넷판이 2005년 3월 31일 보도하고 있고, 2005년 3월 30일 대만 언론 매체들에 따르면 중산(中山) 의대 뇌신경외과에서 전자칩 이식 수술을 통한 전류자극 치료로 지난 1년간 식물인간 6명이 의식을 되찾았다는 보도, 신경망과 신경세포를 움직일 수 있는 두뇌 칩에 도전, 언젠가는 666조의 세포와 666,000 개의 유전자를 콘트롤하는 666 칩의 시대로 진입(11/Apr/2005)]

[4-5] [뇌파로 범인 잡는다-한국의 대검, 첨단 뇌파분석장치 도입 수사에 활용, 기존의 거짓말 탐지기가 아닌 뇌파에 의한 거짓말 탐지기 활용, 이를 생리심리학 또는 심리생리학이라 한다(08/Oct/2004)]

[4-6] [뉴질랜드 과학자들 - 어떤 책이든 그 안의 그림, 이미지 등을 3차원 이미지로 쌍방향적으로 오버레이하는 기술 및 Magic Book 개발, 조만간 인간 해부학 관련 책을 3차원으로 개발하여, 인간의 심장, 두뇌 등을 3차원으로 여행할 수 있어(27/May/2004)]

[4-7] [미국 첨단국방과학연구소(DAPRA)의 라이언 일병 구하기가 아닌 병사들이 스스로 상처를 고치는(Self-Healing) "전쟁터에서의 영속성(Persistence in Combat)" 프로그램, 몸의 조직기관을 복합칩(SOC)에 넣어 군번에 이식하여 홀로머(Holomer)를 통해 보다 빠른 진단/치료가 가능케하는 "버추얼 병사(Virtual Soldier) 프로그램, 병사들이 먹지 않고 5일간 전쟁터에서 싸울 수 있는 "신진대사를 지배하라(Metabolic Dominance)" 프로그램 연구개발 착수, 2013년이면 버추얼 병사 탄생(02/Mar/2004)]

[4-8] [일본의 장난감 제조업체인 Takara 회사 - 여러분이 원하는 꿈을 꾸게 해주는 드림 머신(Dream Machine)인 Yumemi Kobo 개발, 두뇌의 뇌간의 뇌교에 영향을 주어 원하는 꿈을 꾸게 해, 정보기술(IT)과 바이오기술(BT)의 컨버전스 사례, 오감을 자극하면 더욱 영상적인 꿈을 꾸게 돼, 조만간 꿈과 현실의 영역이 파괴되는 영화 매트릭스로 진입(27/Jan/2004)]

[4-9] [미국 듀크대+Cyberkinetics 사 - 파킨슨씨병(중풍) 환자들의 뇌에 칩 디바이스를 이식하고 이를 컴퓨터로 연결하여 수족을 움직이는 신경망 의술 기술에 도전하는 기업들, 조만간 이들 디바이스는 식약청이나 정부의 허가를 받아 상용화 될 것, 뉴런(신경)을 활성화하는 디바이스의 개발, 결국 조만간 기계가 인간의 뇌로 들어가 인간의 생명을 나노그(Nanog)로 연장(06/Nov/2003)]

[4-10] [마이크로칩(Microchip)을 아이들에게 심어 유괴와 미아를 방지하라 - 미국의 Applied Digital Solutions사의 쌀 한톨 크기의 VeriChip과 Digital Angel 마이크로 칩이 인간과 동물에 이식되어 인증/위치/건강 서비스 시작, 결국 요한계시록 13장이 예언한 돈 없는 사회로 가고 있어, 언젠가는 인간들의 이마와 손에 이식되는 짐승의 마크(Mark of the Beast)인 666도래(10/Oct/2003)]

[4-11] [마음을 읽어라 - 마음 판독기(Mind Reader)인 마이크로센서(microsensor) 개발, 뇌의 기억이나 학습의 저해요인인 글루타민 분비량 및 위치를 정확히 추적 측정하여 고장난 조직제거 수술(Oct/2003)]

[4-12] [과학자들 "두뇌 칩(Brain Chip)"을 개발 - 뇌일혈이나 알츠하이머 병 환자들의 메모리 센터를 이로 교체 가능, 조만간 인간의 타고난 본성/행동을 바꾸는 세상과, 두뇌로 원하는 정보를 바로 다운받을 수 있는 세상이 도래(12/Mar/2003)]

[4-13] [4장 5-6절 - 버추얼 망막 디스플레이에의 도전-실리콘 센스 개발-장님도 보는 세상 도래 ->IT+NT가 조만간 시각으로 들어와, 기타 오감의 후각(냄새, 향기)에 도전(08/Nov/2001)]

[소스]

[Honda - ATR and Honda Successfully Develop New Brain-Machine Interface Creating Technology for Manipulating Robots Using Human Brain Activity(24/May/2006)]
[전자신문-생각만으로 기계 조정하는 기술이 나왔다(26/May/2006)]

[생활속으로 사라지는 기술]
유비유넷은 5대 유비쿼터스 생활환경을 선정하고, 각 생활환경별 기술/제품, 라이프 스타일, 문화 등을 논의해 나가고자 한다.