더지엠뉴스 박소영 기자 | 뇌가 내리는 명령을 해독해 기계를 직접 움직이는 뇌-기계 인터페이스 기술이 중국에서 의료·재활·산업 분야로 빠르게 확산되며 신경과학 기반의 기술 체계가 세부 영역까지 넓어지고 있다.
신호 수집부터 실시간 연산, 기계 구동까지 연결하는 구조가 고도화되며 인간의 움직임과 감각 정보를 기계가 해석하는 수준도 점차 정교해지고 있다.

 

4일 KIC중국에 따르면, 뇌-기계 인터페이스 기술은 사람의 뇌에서 발생하는 전기 신호를 센서가 포착하고, 알고리즘이 이를 해석해 로봇팔·컴퓨터·의료기기 등 외부 장치를 움직이는 체계로 구성돼 있다.

 

중국 연구기관들은 신경신호의 분해능을 높이기 위한 미세전극·생체재료 연구를 동시에 진행하며, 피질 표면에 밀착해 신호를 장시간 안정적으로 수집하는 장비 개발을 확대하는 중이다.

 

신경신호 해독 기술은 뇌파와 근전도·근활성 데이터를 분리해 처리하는 방식에서 벗어나, 복합 신호를 하나의 모델로 통합 분석하는 방향으로 구조를 바꿔가고 있다.

 

이 과정에서 인공지능의 역할이 커지고 있다.

 

AI 기반 신호 해석 모델은 사용자의 의도를 빠르게 파악하기 위해 비선형 데이터 패턴을 분석하는 방식을 도입하고 있으며, 반복 학습을 통해 개인별 신호 차이를 자동으로 보정하는 구조가 활용되고 있다.

 

중국 과학기술부가 추진하는 신경공학 사업군에서는 미세침습형 전극, 생체 적합성 소재, 초저전력 신호처리 칩 연구를 동시에 지원해 장기 착용의 안정성을 높이는 방향을 강조하고 있다.

 

광저우, 상하이, 베이징의 대학과 연구소는 신경전극 삽입 방식과 비침습형 센서 기반 모델을 병행 개발하며 장기적 확장성을 조정하는 중이다.

 

비침습형 뇌파 기반 장비는 착용 부담이 적어 훈련과 실험 분야에서 활용도가 높고, 침습형 전극 기반 장비는 정밀도가 높아 의료·임상 적용에서 강점을 보이고 있다.

 

의료 분야에서는 뇌졸중·척수손상·말초신경질환 환자를 대상으로 로봇 재활장치를 연결하는 방식이 늘고 있으며, 이는 외골격 로봇·의료 재활 기기와의 결합 구조로 확장되고 있다.

 

일부 병원은 환자의 손·다리 움직임 의도를 신호로 파악하는 시스템을 도입해 보행훈련 장치를 제어하고 있으며, 의도 기반 보조력이 실시간 산출되는 실험이 병행되고 있다.

 

 

 

뇌파 기반 시각·청각 자극 연구도 진행되고 있다.

 

시각 자극을 통해 뇌의 특정 신경회로를 활성화하고, 반응 패턴을 AI가 학습하는 모델은 의사소통 어려움을 겪는 환자에게 선택지 기반 의사표현 도구로 활용되는 방식이 제시된다.

 

중국 기업들은 신경칩 개발에 투자 범위를 넓히며, 초소형 전력관리 시스템과 무선신호 송출 모듈을 적용한 저전력 뇌신호 처리 장치 개발도 병행하고 있다.

 

재활의료 영역에서는 뇌-기계 인터페이스를 외골격 로봇, 근전도 기반 근력지원 장비, 시각훈련 기기와 연결해 환자가 자신의 의지로 움직임을 생성할 수 있는 구조가 도입되고 있다.

 

산업·교육 분야도 기술을 시험하는 중요한 무대로 확장되고 있다.

 

작업훈련 시스템은 뇌의 집중·주의 신호를 실시간 추적하며, 작업 피로도를 측정해 안전관리 솔루션으로 활용하는 방식을 시험하고 있다.

 

교육 분야에서는 주의력 패턴 분석을 통해 학습자 반응을 기록하고, 수업 구성 요소를 조정할 때 참고하는 인지·신경 기반 데이터가 생산되고 있다.

 

게임·VR 산업에서는 뇌파 기반 인터랙션 기술을 적용해 컨트롤러 없이 화면 또는 가상 객체를 조작하는 실험형 콘텐츠가 개발되고 있다.

 

무선 전송 기술과 결합된 뇌-기계 인터페이스는 착용형 웨어러블 형태로 전환되며 외부 장치와의 연결성을 강화하고 있고, 초저지연 통신 기술을 기반으로 원격 로봇 제어 실험도 늘고 있다.

 

비침습형 장비의 소형화는 의류형·헤드밴드형 장비 개발로 이어지고 있으며, 장기간 데이터를 축적해 개인별 뇌파 패턴을 분석하는 구조도 병원과 기업 협력 아래 구축되고 있다.

 

신경신호를 수집하는 전극의 안정성을 높이기 위해 다공성 구조·유연한 생체재료·나노기술 기반 전극 개발이 확대되고 있으며, 장기 착용에서 발생하는 잡음과 신호 저하를 줄이기 위한 연구도 병행되고 있다.

 

침습형 BMI 기술의 경우, 뇌 표면 또는 피질 깊이에 전극을 삽입해야 하는 특성으로 인해 의료기관·연구기관·기업 삼자 구조에서 안전성 검증이 강화되는 흐름이 유지되고 있다.

 

중국 연구진은 신경신호를 전기적 신호로 단순 변환하는 단계를 넘어서 감각 피드백·촉각 전달 기능을 포함한 양방향 정보 흐름을 다루는 방향으로 기술을 확장하는 중이다.

 

촉각 기반 피드백 기술은 사용자에게 기계의 움직임을 감지하게 해 정확도를 높이지만, 아직 상용화 단계까지는 거리가 있어 연구 범위를 넓히는 과정이 이어지고 있다.

 

국가 차원에서는 신경과학·인공지능·로봇공학을 연계하는 대형 클러스터를 구축하며, 의료기기 인증체계 정비와 데이터 보호 구조를 병행해 산업 생태계를 정돈하는 전략을 유지하고 있다.

 

학계와 산업계는 BMI 기술을 의료·산업 자동화·지능형 기기 분야 전반과 연결해 다분야 융합의 기반을 형성하고 있고, 핵심 칩·알고리즘·신경전극 국산화 비중을 높이는 흐름도 강화되고 있다.

 

신경기술 전문 연구소들은 감각 재건, 인지 보조, 인공 사지 제어 기술 등 여러 분야를 동시에 실험하는 체계를 운영하고 있으며, 의료용 로봇과의 연동 실험도 병행하며 기술 변화를 축적하는 중이다.

 

해외 연구기관과의 공동 연구도 이어져 비침습형 BMI의 표준화 연구, 알고리즘 신뢰성 검증, 신경전극 모듈의 안전성 기준을 공유하는 협력 구조가 넓어지고 있다.

 

KIC중국은 뇌-기계 인터페이스 기술이 중국 신경공학·AI·정밀의료의 중요한 결절점으로 자리하며 다중 분야의 데이터와 장비가 결합된 융합형 기술 체계가 확대되고 있다고 전했다.

 

KIC중국(글로벌혁신센터·김종문 센터장)은 2016년 6월 중국 베이징 중관촌에 설립된 한국 과학기술정보통신부 산하 비영리기관이다.
한국 창업기업과 혁신기업의 중국시장 개척을 지원하는 것이 주요 업무다. 또 중국 진출의 정확한 로드맵을 제공하고 플랫폼 역할도 한다.