프랑스 그르노블에 위치한 클리나텍(Clinatec) 연구소가 생각으로 조종하는 외골격 로봇을 만들었다. 사지마비로 팔다리를 움직일 수 없는 사람이 생각만으로 자신의 몸을 움직이는데 도움을 줄 수 있는 최초의 인공 외골격 장치로, 프랑스 대안에너지 및 원자에너지 위원회(CEA)와 그르노블 대학병원(Grenoble University Hospital)이 공동 진행한 두뇌 컴퓨터 인터페이스 프로젝트(Brain Computer Interface Project)의 성과 중 하나다.

이번 연구의 핵심적 혁신기술은 외골격 로봇이 아니라, 위매진(Wimagine)이라 불리는 이식조직에 있다. CEA 연구소의 마이크로 일렉트로닉스 전문가들이 설계한 이 장치는 환자 뇌의 활동을 기록해 무선으로 전송하는 역할을 담당한다. 뇌에서 감각운동을 관장하는 구역의 오른쪽과 왼쪽에 각각 하나씩 이를 이식하는데, 장치에 삽입된 64개의 전극을 통해 움직이고자 하는 착용자의 의도에 따라 발생되는 전기적 신호를 기록한다. 원격 전원장치로 작동하는 위매진은 이 정보를 디지털화해서 컴퓨터에 보내고, 컴퓨터는 이를 해독한다.

이 지점에서 정교한 머신러닝 알고리즘이 미가공 데이터에서 착용자의 의도를 파악해 낸다. 알고리즘은 위매진으로부터 지속적으로 받는 새로운 입력값을 바탕으로 분석의 정확도를 계속해서 높여나간다.

착용자가 어떻게 움직이고 싶어하는지 알고리즘이 결정하면 특수제작된 소프트웨어가 이를 받아 외골격 로봇을 실시간으로 조종한다. 신경계와 컴퓨터를 연결하는 이식조직이 이미 존재하기는 하지만, 팔 다리의 특정 한 부분만을 제어하는 한계를 가지고 있다는 점을 생각할 때 이번 연구가 한단계 기술적 진보를 이룬 것이다.

65kg 무게의 팔다리 외골격 로봇 자체는 CEA 연구진이 개발했다. 30세의 전신마비 환자를 대상으로 최초 실험이 이뤄졌고, 그 임상 결과는 란셋(The Lancet) 의학저널에 실렸다.

2017년 6월에 위매진을 뇌에 이식받은 후, 이 환자는 27개월 동안 이 장치를 사용하는 훈련을 받았다. 처음에는 VR 환경에서 아바타를 조종하는 일에서 시작했고, 이제는 직접 외골격 로봇을 장착한 상태에서 걸음을 떼고, 팔을 움직일 수 있다. 외골격 로봇은 환자의 낙상을 방지하기 위해 천장에 고정된 안전벨트로 붙들어 맨 상태이기 때문에 당장은 실험실 환경에서만 사용이 가능하다.

연구진은 앞으로 3명의 환자에 대한 추가 실험을 실시함으로써 보다 정확하고 신속하게 뇌 신호를 해석할 수 있도록 알고리즘을 개발해 나갈 계획이다.

자료출처: www.dezeen.com