“머리에 쓰기만 하면 끝”…뇌파 자동 측정 ‘스마트헬멧’ 나왔다

[헤럴드경제=구본혁 기자] 헬멧을 쓰기만 하면 복잡한 준비 과정 없이 뇌파를 자동으로 측정할 수 있는 기술이 개발됐다. 재활치료는 물론 생각만으로 기기를 조작하는 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술에도 활용될 전망이다.

한국기계연구원(기계연)은 대경권융합연구본부 진단센서연구실 이승찬 선임연구원 연구팀이 뇌파 측정 전극의 위치를 자동으로 조절하는 ‘자동맞춤형 뇌전도 모니터링 헬멧’을 개발했다고 12일 밝혔다.

뇌전도(EEG)는 뇌에서 발생하는 미세한 전기신호를 측정해 뇌 활동을 분석하는 기술이다. 뇌질환 진단과 재활치료, 인지과학 연구, BCI 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

하지만 기존 뇌전도 측정은 전문 인력이 두피에 전극을 하나씩 부착하고 접촉 상태를 조절해야 하는 번거로움이 있었다. 사람마다 머리 모양과 모발 상태가 달라 측정 신호의 품질에도 차이가 발생했다. 측정 도중 움직임으로 전극이 들뜨면 다시 위치를 조정해야 했다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 전극 접촉 상태를 실시간으로 확인하고 자동으로 위치를 보정하는 기술을 개발했다.

개발된 헬멧은 32개 채널에서 뇌파 신호를 초당 500회 동시에 측정할 수 있다. 두피 여러 위치에서 발생하는 뇌 활동을 정밀하게 분석할 수 있다는 의미다.

핵심은 전극과 두피의 접촉 상태를 스스로 판단하는 ‘폐루프 제어 기술’이다.

헬멧을 착용하면 시스템이 각 전극의 접촉 상태를 실시간으로 분석한다. 접촉이 불안정한 전극은 자동으로 위치를 조절하고, 적정 접촉 상태에 도달하면 이동을 멈춘다.

이를 통해 사람마다 다른 두상과 모발 상태에 따른 측정 편차를 줄이고 안정적인 뇌파 신호를 확보할 수 있다. 전극이 두피를 지나치게 압박하는 것도 방지해 착용 편의성을 높였다.

특히 측정 도중 사용자가 움직여 전극 접촉 상태가 달라져도 자동으로 보정할 수 있다. 전문 인력이 전극을 일일이 조정해야 하는 부담을 줄이고 반복 측정의 신뢰성을 높일 수 있다는 설명이다.

이번 기술은 숙련자 중심의 뇌전도 측정을 자동화했다는 점에서 의미가 크다.

향후 성능 검증과 현장 실증을 거치면 운동 재활훈련과 BCI, 가상현실(VR) 기반 인지과학 연구, 작업자의 집중력·피로도 분석 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.

또한 사용자별 측정 편차를 줄여 일관된 뇌파 데이터를 확보할 수 있어 인공지능(AI) 기반 뇌 활동 분석 기술의 정확도를 높이는 데에도 기여할 전망이다.

이승찬 기계연 선임연구원은 “뇌전도는 의료와 헬스케어, 인지과학 분야에서 활용 가치가 높지만 전극 접촉 상태를 맞추는 과정이 복잡하고 사용자에 따라 측정 신호 품질이 달라질 수 있다는 한계가 있었다”며 “이번 기술은 전극 접촉 상태를 실시간으로 판단하고 자동 보정해 반복 측정이 필요한 환경에서도 보다 쉽고 일관된 뇌전도 데이터를 확보할 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.

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