65세 이상 고령인구가 급격한 증가세를 보임에 따라 노인의 손실 및 퇴화된 운동기능을 공학적인 방법을 통해 복원시켜주는 기술개발의 필요성이 잇따라 제기되고 있다. 이에 따라 생체공학과 메카트로닉스공학이 융합된 바이오메카트로닉스 기술을 기반으로 한 지능형(실버용) 인공의지 연구개발이 활기를 띠고 있다.
지금까지 사지절단 장애인을 대상으로 한 온·오프 제어방식의 단순한 기계공학 기술이 인공의지산업의 대세였다면 최근 절단 장애인을 비롯, 고령자를 대상으로 한 지능형 인공의지 기술개발은 신주류를 형성하고 있다.
지능형 인공의지는 인체에서 발생되는 다양한 생체신호를 자동으로 계측·처리함으로써 사용자의 뜻대로 인공의지가 자유롭게 움직여 마치 본래의 팔 또는 다리를 사용하는 것과 같은 착각마저 불러일으킬 수 있다. 이를 위해선 뇌전위(EEG) 및 근전위신호(MES) 등 생체신호를 통해 인공의지를 제어, 보행 등 운동기능을 정상적으로 복원시켜주는 바이오메카트로닉스 기술을 필요로 한다.
현재 국내에선 과학기술부의 지원을 받아 인체의 하지 및 상지 운동시 발생하는 근전위신호를 측정한 후 이같은 데이터를 인공신경망을 통해 인공의지에 전달하는 기초연구가 진행중이다. 이러한 결과는 노인의 생각대로 움직이는 인공의지 개발에 적용될 예정이다.
이와 함께 보건복지부의 지원과제인 전완 및 상완이 절단된 장애인을 위한 인공의지 연구개발이 2007년을 목표로 진행되고 있다. 상완근육의 MES를 측정한 후 이를 패턴인식법에 의해 분류, 장애인의 생각대로 손과 팔 운동을 정교하게 제어하는 인공의지를 개발하는 내용이다.
그렇지만 국내 인공의지산업은 노인인구 증가 등을 고려할 때 시급히 투자해야 할 분야임에도 불구하고 선진국에 비해 연구개발 투자가 미미한 실정이다. 선진국의 경우 노인·장애인을 위한 지능형 인공의지의 연구가 정부의 중장기적인 복지정책과 맞물려 활발히 진행되고 있다.
특히 생체신호로 팔·다리 운동을 제어하는 지능형 인공의지는 장애인이나 노인의 실제 의사를 반영함으로써 생리적 및 정신적으로 그들의 사회활동 복귀에 직접적인 도움을 주는 장점 때문에 선진국들은 바이오메카트로닉스 기술확보에 총력을 기울이고 있다.
따라서 기존 인공의지가 중급의 전자제어 기술을 사용했다면 최근 인공의지는 MES에 대한 첨단 신호처리 및 제어 기법(퍼지·인공신경망 등)의 기술이 적극 도입되고 있다. 또 인공관절의 힘 및 모멘트에 대한 운동제어방식을 연구, 인공의지에 적용하려는 연구도 한창이다.
고려대 제어계측공학과 홍정화 교수는 “노화에 의한 근골격계의 손상 및 퇴화 현상 중 가장 심각한 것은 운동기능 손실인데 이로 인한 노동력 손실은 결국 국가에 경제적·사회적 손실을 끼치게 된다”며 “바이오메카트로닉스를 이용한 실버용 인공의지는 고령사회의 주요 대비책 중 하나가 될 것”이라고 강조했다.
<안수민기자 smahn@etnews.co.kr>