의사 소통하는 반도체 뇌(腦) 개발

의사 소통하는 반도체 뇌(腦) 개발

 

[서울 신문] 광주 과학 기술원(GIST) 기전 공학부 이병근 교수와 의료 시스템학과 이보름 교수 공동 연구팀은 사람의 뇌파(腦波)를 실시간으로 인식해 생각을 읽어낼 수 있는 인공 신경망을 만드는 데 성공했다고 2015.05.12일 밝혔다. 이 기술이 실용화되면, 중추 신경 손상 환자나 장애인 등 목소리로 의사 소통이 불가능한 사람들이 생각만으로 의사 표현을 할 수 있게 된다.

 

이번 연구는 네이처(Nature)에서 발행하는 세계적인 과학 전문지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최신호에 실렸다. 이전에도 사람의 뇌파(腦波)를 인식해 디지털 신호로 바꿔 주는 기술이 있었지만, 소프트웨어를 이용하기 때문에 디지털 신호로 전환하는 과정에서 잡음(雜音)이 끼어들어 뇌파(腦波)를 제대로 인식하는 데 시간이 오래 걸렸다.

 

연구팀은 사람의 뇌(腦) 신경 세포 역할을 대신할 수 있는 반도체 ‘멤리스터’를 이용해 ‘하드웨어 신경망’이라는 새로운 개념의 인공 지능을 만들었다. 이 인공 지능은 사람이 특정 단어나 알파벳을 상상할 때 뇌파(腦波)가 어떤 형태로 나타나는지 측정해 학습하고, 실시간으로 인식할 수 있다.

 

특정 단어를 상상할 때 발생하는 뇌파(腦波)를 측정한 뒤, 디지털 신호로 바꿔 인공 신경망이 특정 형태의 단어를 구분할 수 있게 한 것이다. 반복된 학습 과정을 거치면 사용자의 상상만으로 생각을 읽어내는 맞춤형 시스템으로 업그레이드할 수 있게 된다.

연구팀은 ‘아’ ‘이’ ‘우’ 등의 모음을 실제로 발음하지 않고 상상했을 때 나타나는 뇌파(腦波) 신호를 측정한 뒤, 이를 디지털 신호로 바꿔 인공 신경망이 학습(學習)하도록 했다. 이 후, 피실험자에게 ‘아’ ‘이’ ‘우’ 등의 발음 중 임의로 상상하도록 해 실시간으로 어떤 음성을 생각했는지 인식(認識)하는 데 성공했다. 이병근 교수는 “이번 연구는 반도체를 이용해 사람의 뇌(腦)와 똑같은 신경망 시스템을 구축할 수 있다는 것을 보여준 사례”라면서 “하드웨어 신경망을 활용할 경우, 의사 소통이 어려운 환자나 장애인들의 삶의 질을 높이는 데 기여할 것으로 보인다”고 말했다. (서울 신문, 입력: 2015.05.13일)