DGIST, 말초신경 인터페이스 기술 개발…신체결합 로봇 팔·다리 활용 기대

DGIST 로봇공학전공 김소희 교수(오른쪽) 연구팀이 개발한 말초신경 신호 측정에 사용된 신경전극.

DGIST 연구팀이 말초신경에서 신경신호를 측정하는 신경전극과 이를 활용한 인터페이스 기술을 개발했다. 인간의 신체와 결합해 사용자의 의도대로 움직이고 감각도 느낄 수 있는 로봇 팔, 다리 등의 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

DGIST(총장 손상혁)는 로봇공학전공 김소희 교수 연구팀이 말초신경의 신경신호를 고해상도로 측정할 수 있는 말초신경 인터페이스 기술을 국내 최초로 개발했다고 지난 20일 밝혔다. 말초신경 인터페이스 기술은 인체와 결합 가능한 로봇 팔, 다리, 자연스러운 움직임이 가능한 신경신호 기반 최첨단 의수, 의족 등의 개발에 필요한 핵심기술이며, 신경전극을 통해 자극 신호를 신경세포로 역으로 주입할 수도 있어 의수, 의족에 가해진 촉감, 온도 등의 감각까지도 느끼게 할 수 있다.

신경전극을 사용해 뇌에서 신경세포의 활동전위(action potential)를 측정하는 연구 결과가 국내외에서 많이 보고됐지만, 뇌가 아닌 말초신경에서 활동전위를 개별 신경세포 수준의 고해상도로 다채널 측정에 성공한 연구는 세계적으로도 드물다.

김 교수 연구팀은 유연성이 있으면서도 바늘처럼 생겨 침습이 가능한 신경전극을 개발해 말초신경의 표면에 밀착될 수 있게 함으로써 이를 활용해 비글의 대퇴부 신경을 따라 흐르는 신경신호를 장기간에 걸쳐 고해상도로 측정하는 데 성공했다. 이와 함께 연구팀은 신경전극과 신경신호 측정 장비를 연결하는 인터커넥션 기술 또한 자체적으로 개발해 신호 대 잡음비 등의 전기적 특성이 장기적으로 우수하게 유지됨을 확인했다.

김 교수는 “말초신경의 신경신호를 고해상도로 안정적으로 측정하는 신경전극과 연결기술을 확보했다”며 “본인의 팔, 다리를 움직이는 것처럼 자연스러운 움직임을 구현하는 로봇 팔, 다리 등의 개발로 이어질 수 있도록 후속 연구를 이어가겠다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘저널 오브 뉴럴 엔지니어링(Journal of Neural Engineering)’ 6월14일자 온라인판에 게재됐다. GIST 기계공학부 변동학 석박사통합과정 연구원(제1저자)이 참여했으며, 미래창조과학부 중견연구자지원사업과 DGIST 미래선도형특성화연구사업 및 미래브레인프로그램의 지원으로 수행됐다. 박종문기자 kpjm@yeongnam.com

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