가상현실(VR) 기술이 진화하고 있다.

미국의 한 벤처회사는 세계 최초로 인간의 생각을 읽는 VR 조종 장치를 개발했다. 뇌파감지 센서를 부착한 헤드셋을 착용하면 생각만으로 게임을 할 수 있다. 스웨덴 신경과학 연구소는 생각만 하면 바로 연주할 수 있는 ‘엔세팔로폰’을 개발하기도 했다.

가상현실은 실제와 같은 생생한 체험을 할 수 있어 게임이나 의학, 항공·군사 훈련 등에 활용된다. 대부분의 VR은 디바이스나 컨트롤러로 조작이나 명령을 내린다. 최근에는 손이나 다리 등을 쓰지 않고 오로지 생각만으로 가상현실을 제어할 수 있는 기술이 개발됐다. 바로 뇌파를 측정하는 VR 기술 덕분이다.

최근 미국 보스턴의 스타트업 ‘뉴러블’이 뇌파를 이용한 VR 게임을 선보여 화제를 모았다. 이 회사는 미국 LA에서 열린 국제컴퓨터그래픽전시회에서 생각만으로 조작할 수 있는 VR 헤드셋을 최초로 공개했다. 가상의 게임 공간에서 사용자의 생각대로 로봇과 싸우거나 물건 등을 옮길 수 있게 된 것이다.
 
때문에 다른 VR 게임과 달리 컨트롤러도 필요 없다. 이 헤드셋의 외관은 일반 제품과 크게 다르지 않다. 기존 출시된 VR 헤드셋을 개조한 것이다. 핵심 기술은 헤드셋의 머리 고정 밴드 부분에 숨어 있다. 사용자의 머리와 직접 닿는 부분에 7개의 뇌파 감지 센서를 부착해 뇌파를 읽도록 했다.

이 VR 헤드셋에는 또 한 가지 중요한 기술이 적용돼 있다. 독일 아이트래킹(eye-tracking) 솔루션 업체 SMI가 보유한 시선 추적 기술이 그것이다. 이 기술은 사용자의 생각이나 시선만으로 가상현실 속에서 다양한 움직임을 가능하게 한다. 업체 측은 특정한 자극에 반응할 때 나타나는 뇌파 변화를 통해 ‘생각 조종’이 가능하다고 밝혔다.

이 기술이 적용된 ‘어웨이크닝’은 실험실 탈출 미션을 수행하는 VR 게임이다. 실제로 사용자의 생각만으로 방을 이동하고 로봇과 싸울 수도 있다. 이 업체는 뇌파를 이용해 기기를 제어하거나 상호작용을 구현하는 차세대 브레인 컴퓨터 인터페이스(BCI)를 연구 중이다.

2014년 6월 브라질월드컵 개막식에서 하반신 마비 환자가 특수 제작된 옷을 입고 시축해 뜨거운 관심을 모았다. 환자가 움직일 수 있었던 이유는 미국 듀크대학교의 미겔 니콜렐리스 교수 연구진이 개발한 외골격 로봇 덕분이다. 이 로봇은 사용자의 뇌파에 반응해 움직인다. 연구진은 여기에 가상현실 기술을 도입해 지난해 8월에는 하반신 마비 환자의 다리가 감각을 되찾는 데 성공했다는 논문을 게재하기도 했다.

논문에 따르면 사용자는 뇌파 측정기가 달린 모자를 쓰고 ‘앞으로 걸어간다’는 생각을 했다고 한다. 이때 사용자의 집중을 돕기 위해 가상현실 안경을 착용하도록 했다. 걷는 생각을 하는 도중 잠깐이라도 다른 생각을 하면 기존 뇌파와 전혀 다른 파장이 나타나기 때문이다. 실제로 브라질에서는 하체 마비 환자 8명에게 외골격 로봇을 입히고 VR로 훈련한 결과, 다리 감각이 돌아온 환자가 7명이었고 일부는 운동 능력까지 회복했다.

국내 한 스타트업은 시선과 뇌파로 사용자의 감성을 분석하는 시스템을 내놓았다. 룩시드랩스는 최근 시선과 뇌파 정보 기반의 사용자 감정 분석 시스템과 VR이 결합한 신기술을 선보였다. 이 시스템은 사람의 시선과 뇌 활동을 추적하는 ‘시선 추적-뇌파’ 센서를 탑재했다. 이 시스템은 모바일 VR 헤드셋 ‘에바(EVA)’와 실시간 감정 분석 API, 머신 러닝 기반 감정 분석 알고리즘으로 구성돼 있다.

사용자가 VR 헤드셋을 착용하면 기기에 탑재된 6개의 전극에서 뇌파 신호를 측정한다. 그 다음 사용자 안구 움직임 등의 생체 정보를 추출해 감정을 분석한다. 이 기술은 마케팅, 게임, 엔터테인먼트, 교육 등 다양한 산업에서 타깃 고객의 감정 분석을 위한 용도로 활용할 수 있다. 특정 제품에 대한 선호도나 사용자의 구매 의사 등을 파악할 수 있는 신기술이 될 전망이다.

생각만으로 음악 연주가 가능한 악기도 등장했다. 스웨덴 신경과학 연구소의 토마스 앤드류 듀엘 박사 등이 공동 개발한 ‘엔세팔로폰(Encephalophone)’이 그것이다. 뇌파 측정 모자를 착용하면 사용자는 생각만으로 컴퓨터와 연결된 악기를 연주할 수 있다. 원리는 이렇다. 엔세팔로폰은 사용자가 눈을 감을 때 발생하는 신호와, 움직임을 떠올릴 때 발생하는 신호를 나눠 인식한다. 이러한 신호들을 모아 음표로 기록하고 가상의 악기를 통해 연주하는 방식이다.
 
연구진은 이 기술이 앞으로 재활 치료 환자들에게 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 다양한 임상실험을 진행할 계획이다. 앞으로 음역대를 확장하고 정교한 연주가 가능하도록 보완할 예정이라고 한다.

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