케이크 먹어볼까’ 생각하자 로봇팔이 움직였다 [사이언스카페] 존스홉킨스대 연구진 개발

Time：2021-01-14Department：

미국인 남성 로버트 흐미엘레프스키(49)씨는 16세 때 사고로 뇌와 목 아래 신경 사이의 연결이 끊어졌다. 팔다리가 모두 마비된 지 33년이 흐른 지난해 말 그는 다시 포크와 나이프를 들고 식사를 하는 데 성공했다.

미국 존스홉킨스대 응용물리연구소는 지난달 28일(현지 시각) “사지마비 상태인 흐미엘레프스키씨가 생각만으로 포크와 나이프를 든 두 대의 로봇팔을 조종해 케이크를 잘라 먹었다”고 밝혔다.

이전에도 사지마비 환자가 뇌신호로 로봇팔을 조종해 음료를 입으로 가져온 적은 있었다. 하지만 로봇팔 두 대를 동시에 조종해 정상인처럼 식사한 것은 이번이 처음이다. 흐미엘레프스키씨는 두 로봇팔로 포크와 나이프를 쓰면서 속도는 느렸지만 한 번도 실수하지 않았다고 연구진은 전했다.

존스홉킨스대 연구진은 2019년 흐미엘레프스키씨의 뇌 양쪽에 전극 6개를 이식했다. 로봇팔 두 대를 양손처럼 쓰려면 뇌 양쪽에서 나오는 신호를 전달해야 하기 때문이다. 좌뇌는 몸의 오른쪽, 우뇌는 왼쪽의 움직임을 통제한다. 연구진은 환자의 두 팔에도 전극 3개를 연결하고 로봇팔의 동작에 맞춰 전기 자극을 줬다.

작동 과정은 이렇다. 환자가 팔을 움직이겠다고 생각하면 뇌에서 동작 신호가 나온다. 뇌에 이식한 전극이 이를 컴퓨터로 전달한다. 인공지능(AI)은 뇌신호를 전기신호로 바꿔 로봇팔로 보낸다. 로봇팔이 움직이면 그에 맞춰 환자의 팔에 전기 자극이 전달된다. 환자는 로봇팔을 자신의 팔처럼 느끼면서 움직일 수 있는 것이다.