“생각만으로 휠체어 움직인다”…KAIST, 뇌에 심는 칩 개발 도전

[헤럴드경제=구본혁 기자] “뇌에 작은 칩을 심어 생각만으로 스마트폰을 조작하고 휠체어를 움직이는 시대가 올까.”

KAIST는 기계공학과 장경인 교수가 공동 연구책임자로 참여한 국제 공동연구 과제 ‘뉴로에토프림(NeuroEthoPrim)’이 유럽연구위원회(ERC)의 ‘시너지 그랜트(Synergy Grant) 2026’에 최종 선정됐다고 6일 밝혔다.

국내 대학 소속 연구자가 ERC 시너지 그랜트 연구책임자로 선정된 것은 이번이 처음이다.

이번 연구에는 6년간 약 968만 유로가 투입된다. 이 가운데 KAIST에 약 50억원이 배정된다.

ERC 시너지 그랜트는 유럽연합(EU)이 세계적 연구자 2~4명의 협력을 통해 개별 연구자가 해결하기 어려운 과학적 난제에 도전하도록 지원하는 대형 기초연구 프로그램이다.

이번 연구에는 이탈리아 파르마대 루카 보니니 교수를 비롯해 이탈리아 산타나고등연구원과 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 소속 실베스트로 미체라 교수, KAIST 장경인 교수가 참여한다.

연구의 핵심은 자유롭게 움직이는 상태에서 뇌가 어떻게 작동하는지 밝혀내는 것이다.

연구진은 원숭이가 자유롭게 걷고 먹이를 찾는 실험 공간 ‘뉴로에토룸(NeuroEthoRoom)’을 구축한다. 이곳에서 뇌 활동과 전신 움직임, 촉각 정보를 동시에 수집해 뇌가 감각을 실제 행동으로 연결하는 과정을 분석할 계획이다.

수집한 방대한 데이터는 뇌 신호와 움직임의 관계를 학습하는 인공지능(AI) 파운데이션 모델 개발에 활용된다. 장 교수는 이번 연구에서 무선 신경 인터페이스 개발을 총괄한다. 신경 인터페이스는 뇌 신호를 읽거나 특정 뇌 부위에 전기적 자극을 전달하는 장치다.

연구진은 부드러운 뇌 조직과 단단한 반도체 사이의 물리적 차이를 줄여 자유롭게 움직이는 상황에서도 뇌 신호를 안정적으로 기록하고 필요한 부위를 정밀하게 자극하는 기술을 개발할 계획이다.

연구진이 궁극적으로 구상하는 것은 ‘브레인 투 엑스(Brain-to-X)’ 플랫폼이다. 하나의 뇌 인터페이스로 스마트폰과 의수·의족, 휠체어, 병상, 주거공간 등을 연결하는 기술이다.

환자가 생각만으로 휠체어를 움직이거나 스마트폰을 조작하고, 로봇 의수로 물체를 잡으면서 촉각 정보까지 전달받는 것이 장기적인 목표다.

다만 실제 환자에게 적용하기까지는 영장류 검증과 인체 대상 연구, 안전성·유효성 평가 및 인허가 절차가 필요하다.

장경인 교수는 “자유롭게 움직일 때 뇌가 감각과 운동을 어떻게 연결하는지 밝히는 것이 이번 연구의 출발점”이라며 “기초연구 성과가 신경계 손상으로 어려움을 겪는 분들의 일상 복귀에 도움이 되도록 최선을 다하겠다”고 말했다.

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