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뇌-기계인터페이스 Brain-ComputerInterface

  • 뇌-기계인터페이스(BCI,Brain-ComputerInterface)는 뇌파를이용해서 사람의 생각이나 의지를 추론하고자하는 연구이다. 시각자극에 대한 뇌파의 반응(VEP:VisualEvokedPotential)을 이용해서, 피실험자의 생각을 추론하고자하는 기술을 연구중이다.

목표

  1. 감각/의지/신체상태에 따른 뇌신경신호의 변화를 이용하여 외부시스템과 인터페이스
  2. 뇌정보처리 원리를 모방한 신경정보처리 기술개발

내용

  1. 뇌파신호를 이용한 조기진단/예후정량화 기술개발
  2. ECoG신호와 EMG신호의 상관관계 연구
  3. 뉴런상호작용에 기반한 신경세포집단동역학 연구
  4. 인공로봇손의 정교한 제어를 위한 뇌신경정보처리

방법

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뇌파조종로봇손
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뇌파기반의료모니터링장비
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뇌파조종휠체어

관련연구과제

  1. 의료허브 서울의 지능형 영상진단 지원서비스 산업화 사업 (서울시정개발연구원)
  2. CLOSED-LOOP 뉴런 앙상블 분석 및 제어용 신경정보처리 통합모듈 개발 (한국연구재단)

생체신호기반 인간-컴퓨터 인터랙션

  • EMG(Electromyogram)신호는 사람의 운동의지를 신경세포를 통해 전달받은 근육의 전기적 활동을 나타낸다. 이를 근육 내부에서 측정하면 해당 근육의 운동을 정확히 판별할 수 있으나, 피부표면에서 측정될 때는 여러생체신호가 뒤섞이게 된다. 이러한 표면EMG신호에 특화된 최적 feature를 추출하고, 신호의 통계적 특성을 이용하여 인체동작을 추론하는 기술을 연구한다. 손목부위에서 취득한 EMG를 통해, 높은 자유도의 손가락 움직임을 실시간으로 판별하여 기능적인 가상손을 재현하는 기술을 연구중이다.

목표

  1. 근육동작 시 발생하는 전기신호(EMG)를 해석, 손동작 의지를 판별하여로봇손을 정교하게 제어

내용

  1. EMG신호 내 특성추출 및 정교한 손동작(지화)의지판별기술 개발
  2. 자이로센서와의 융합을 통한 자세 변화에 강건한 HRI기술 개발
  3. 자이로/가속도센서와의 융합을 통한 손의 정지동작 및 제스처 인식 HRI기술 개발

방법

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표면EMG신호
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지화의지인식과정

응용분야

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지화인식기술
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인터렉션게임
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로봇손의 정교한 제어
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의지 기반 원격조종

관련연구과제

  1. 다중 생체신호 융합처리를 통한 실시간 지화인식 신기술 개발(한국연구재단)
  2. 근전도와 자이로센서의 융합을 통한 정교한 손동작 인식 및 스마트 인터페이스기술 연구(한국연구재단)

생명체의 우수감각신경계를 활용한 초인간적 인지 시스템 개발

목표

  1. 인간보다 우수한 감각능력이 있는 생명체로부터 얻은 신경신호를 기반으로 감각/인지를 직접 해석

내용

  1. 후각신경신호와 냄새 자극의 상관관계 연구
  2. 쥐 및 개의 다/단일신경신호를 이용한 특정 약품 감지 및 판단 기술 개발
  3. 실시간 후각정보 해석기술의 반려동물 적용기술 개발

방법

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뇌세포 발화 신호
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뇌세포 활동 모델
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위치별 뇌세포 활동 특성

응용분야

  1. 약용식물탐지
  2. 마약/폭발물탐지
  3. 냄새기반 암 진단
  4. 사고자추적

관련연구과제

  1. 21C 프론티어 연구개발사업 뇌-기계 접속장치 개발 (교육과학기술부)