"운전대 돌리는 상상했더니 캐릭터가 슥"…MS가 공개한 '생각 읽는 AI'

MSRA, 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 연구 성과 발표

머릿속 주문·시선·상상 등 서로 다른 뇌 신호 유형 AI가 학습해 컴퓨터 조작

귀 주변 소형 기기로 뇌파 측정…"정확도 높여 일상 및 장애인 보조 기술 활용"

[서울=뉴시스]  얀센 왕 마이크로소프트 아시아연구소(MSRA) 시니어 연구원은 20일 서울 종로구 한국MS 사옥에서 열린 'MSRA 코리아 데이'에서 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 뇌파 기반 AI 모델 연구 성과를 발표했다. (사진=마이크로소프트 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]이주영 기자 = 머릿속으로 '오른쪽'이라는 단어를 외우거나 자동차 운전대를 오른쪽으로 돌리는 장면을 상상한다. 누군가는 화면 오른쪽으로 시선을 옮긴다. 방법은 저마다 다르지만 목표는 하나다. 손 하나 꼼지락대지 않고 게임 속 캐릭터를 움직이는 것이다.

마이크로소프트(MS) 연구진이 사람마다 제각각인 뇌 신호와 생각을 스스로 해석하는 인공지능(AI) 기술을 공개했다. 사람이 시스템 조작법에 맞추는 대신, AI가 이용자의 뇌 신호와 조작 의도 사이의 관계를 학습하도록 바꾼 방식이다.

마이크로소프트 아시아연구소(MSRA)는 20일 서울 종로구 한국MS 사옥에서 'MSRA 코리아 데이'를 열고 이 같은 최신 연구 성과를 발표했다.

이번 행사는 MSRA가 최신 AI 연구 성과를 공유하고 한국 학계와의 협력을 강화하기 위해 마련됐다. MSRA는 국내 대학과의 공동연구 성과를 비롯해 시각 AI, 자율 시스템, AI 인프라 등 차세대 기술을 소개했다.

이날 얀센 왕 MSRA 시니어 연구원은 뇌에 전극을 삽입하지 않고 머리 표면에서 측정한 전기 신호로 컴퓨터를 조작하는 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 뇌파 기반 AI 모델 연구 성과를 발표했다.

"운전대 상상하고 시선 옮기고"…26명의 각양각색 뇌파 AI가 정복

BCI는 뇌에서 나오는 신호를 분석해 컴퓨터나 외부 기기에 명령을 내리는 기술이다. 머리에 전극을 심지 않고 머리 표면에서 신호를 얻는 방식을 '비침습적 BCI'라고 부른다.

기존 BCI는 이용자가 특정 자극을 지켜보거나 지정된 신체 동작을 상상해야만 작동했다. 시스템이 정해둔 규칙에 사람이 맞춰야 했던 셈이다.

MSRA 연구진은 이 순서를 뒤집었다. 게임 캐릭터를 좌우로 움직이는 과제를 주고 참가자 26명이 저마다 어떤 생각을 하는지 조사했다.

참가자들이 택한 방법은 제각각이었다. 머릿속으로 단어를 되뇌거나 운전대를 떠올렸고, 원하는 방향을 바라보거나 방향 표시를 상상하기도 했다.

연구진은 참가자들이 서로 다른 생각을 할 때 발생하는 뇌 신호 차이를 AI로 다듬어 분석했다. 사람마다 뇌의 활성화 영역이 다른 만큼 개별 신호를 알아채는 맞춤형 AI 모델을 구현해 낸 것이다.

이번 실험은 제한된 게임 조작 과제를 대상으로 이뤄졌다. 사람의 생각을 자유롭게 읽거나 복잡한 명령을 모두 이해할 수 있는 수준에 도달했다는 의미는 아니다.

사람·장비마다 제각각인 뇌파… 하나로 묶어 AI 성능 5.4%p 높였다

[서울=뉴시스]  얀센 왕 마이크로소프트 아시아연구소(MSRA) 시니어 연구원은 20일 서울 종로구 한국MS 사옥에서 열린 'MSRA 코리아 데이'에서 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 뇌파 기반 AI 모델 연구 성과를 발표했다. (사진=마이크로소프트 제공) *재판매 및 DB 금지

왕 연구원은 서로 다른 사람과 측정 장비에서 얻은 뇌파 데이터를 함께 학습하는 '뇌파 파운데이션 모델'도 소개했다.

뇌파는 사람마다 신호 특징이 천차만별이다. 측정 장비에 따라서도 데이터 형식과 특성이 달라진다. 이 때문에 한 환경에서 학습한 AI를 다른 사람이나 장비에 적용하기 어려웠다.

MSRA는 다양한 장비에서 수집한 뇌파 데이터를 공통된 형태로 변환하고 이를 AI가 학습하도록 설계했다. 뇌파 신호를 일정 단위로 쪼개 처리하고 언어 정보와 결합하는 방식을 썼다.

왕 연구원에 따르면 이 모델은 여러 뇌파 분석 과제에서 기존 방식보다 평균 5.4%포인트 높은 성능을 기록했다. 향후 데이터 규모를 키우면 해석 정확도도 더욱 정교해질 전망이다.

귀에 차는 기기로 뇌파 측정…"손 움직이기 힘든 이들 돕는다"

연구진은 실험실을 벗어나 일상에서 BCI 기술을 쓸 수 있는 플랫폼도 개발 중이다.

시연 영상에서는 집중도를 반영하는 데스크톱 프로그램과 눈 깜빡임으로 게임 속 사격을 진행하는 기능이 선보였다.

연구진은 귀 주변에서 뇌 신호를 측정하는 소형 웨어러블 기기에도 주목하고 있다. 장기적으로는 손을 움직이기 어려운 사람을 위한 컴퓨터 조작 보조 기술 등에 활용할 가능성이 있지만, 실제 상용화를 위해서는 뇌 신호 해석의 정확도와 사용자별 적응 문제 등을 해결해야 한다.

왕 연구원은 "실제 사용 과정에서 축적한 데이터를 AI 모델 개선에 활용하고 이를 다시 웨어러블 기기와 애플리케이션에 적용할 것"이라 밝혔다.


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