양궁의 집중력을 올리고 싶다면?

양궁의 집중력을 올리고 싶다면?

생체신호 기반 인터페이스 연구

런던 올림픽의 열기가 서서히 피어나기 시작하던 지난달 29일, 영국 런던의 로즈 크리켓 그라운드에서 열린 2012 런던올림픽 양궁 남자단체전 준결승에서 우리나라 남자 대표팀은 미국에 219대224로 패하면서 금메달 획득에 실패했다.

미국 남자 양궁 대표팀이 우리나라 국가대표 감독 출신인 이기식 감독의 조련을 통해 짧은 기간에 세계적인 강팀으로 급부상했다는 점은 언론을 통해 이미 잘 알려진 사실이다. 하지만 이들의 집중력 향상에 기여한 시스템을 개발한 사람 역시 한국인이라는 점에 대해서는 잘 알려져 있지 않다.

뇌파 인터페이스 전문기업 뉴로스카이

한국인인 임종진(48) 씨가 2004년 미국 캘리포니아에 설립한 ‘뉴로스카이(Neurosky)’ 사는 지난 2009년에 이어 2010년에도 ‘전미 기술혁신상’을 수상한 뇌파 인터페이스(interface) 전문 벤처기업이다. 현재 회사가 보유한 뇌파 응용 기술을 이용해 집중력 향상 장치 등 다양한 제품과 서비스를 선보이고 있다.

▲ 집중력을 향상시키는 뇌파 인터페이스 기술 ⓒNeurosky

뉴로스카이를 취재한 'CNN news'는 미국 양궁 국가대표팀이 정신력 집중을 위해 훈련한 게임 시스템인 '브레인 레이스'에 대해 보도했다. 이 장치는 뇌파를 감지하는 헤드셋을 쓰고 정신을 집중하면 헤드셋을 통해 뇌파 전기 신호가 감지돼 게임기 본체에 전달되는 원리로, 정신을 집중하면 빨간 불이 들어오면서 공이 올라가지만 주의가 흐트러지면 공이 떨어지게 돼 있다.

양궁 선수들이 가장 먼저 시험대상이 된 이유에 대해 남자 양궁 세계랭킹 1위인 브래디 엘리슨(Brady Ellison)은 “양궁은 정신력의 싸움이기 때문”이라고 말했다. 뉴로스카이의 관계자는 “양궁 선수들은 헤드셋을 통해 선수의 뇌파를 감지하면서, 경기 도중 그리고 경기 전후의 집중도를 모니터하는 방식으로 집중력을 향상시켰다”고 밝혔다.

생체신호 기반 인터페이스 연구 활발
최근 들어 사람의 근육이나 안구와 같은 생체를 넘어, 사람의 생체에서 발생하는 뇌파 같은 전기적 신호를 이용해 컴퓨터를 제어하는 ‘생체신호 기반 인터페이스’에 대한 연구가 조금씩 등장하고 있다.

생체신호 기반 인터페이스란 우리 몸이 인위적으로 발생시킬 수 있는 생체신호를 컴퓨터 인터페이스로 사용하거나 명령어를 생성하기 위한 기술을 의미하는데, 그동안에는 가상현실 분야에서의 시각이나 청각기술을 중심으로 한 인터페이스 연구가 대부분이었다.

하지만 향후에는 신호와 감각을 매개로 컴퓨터와 효과적으로 인터페이스하는 기술들이 자리를 잡을 것으로 예상되고 있다. 생체신호 처리에 의한 인터페이스 기술은 '웨어러블(wearable)' 컴퓨팅 환경이나 '모바일' 컴퓨팅 환경에서 인간 친화적이고 휴대가 가능한 장점 때문에 활용 분야가 무궁무진할 것으로 보인다.

생체신호 증폭하는 의료기 선보여

네덜란드의 바이타무브(VitaMove) 사는 현재 인체의 각 부위에서 발생하는 여러 신호들, 즉 심전도와 뇌파전위기, 그리고 근전도 등을 증폭할 수 있는 제품을 개발하고 있다. 개발 목적은 대부분 전기적 생체신호의 강도가 약하기 때문에 이를 증폭시켜 기록을 측정할 때 보다 정확하게 사용하기 위해서이다.

▲ 생체신호를 증폭하는 의료기를 선보인 네덜란드의 '바이타무브' ⓒVitaMove

'심전도기(ECG, Electro Cardio Gram)'를 이용하면 심장의 박동 수와 규칙성 여부를 측정할 수 있으며, 심실의 크기와 위치도 확인할 수 있다. 심장에 어떤 손상이 있으면 이를 가려내기도 하며, 심장 박동을 조율하기 위한 약이나 디바이스, 즉 페이스메이커(pacemaker, 심장박동 조율기) 같은 디바이스를 사용하는 경우 그 효과도 측정할 수 있다.

‘안전도(EOG, Electro Oculo Graphy)’의 경우, 망막의 전위를 측정하는 장비로서 눈의 위아래 혹은 좌우에 전극을 설치해 안과적 처방이나 안구 움직임을 기록하는 데 이용되고 있으며 근전도(EMG, Electro Myo Graphy)는 근육세포가 전기적이거나 혹은 신경적으로 활성화돼 발생하는 전위를 탐지하는 장비로, 의학적 이상이나 인간 움직임의 생체동역학 분석에 이용된다.

졸음 운전 예방에도 사용되는 뇌파 인터페이스
앞에서 언급했던 뉴로스카이가 보유한 뇌파와 컴퓨터 간의 인터페이스 기술이 집중력 향상을 필요로 하는 곳에만 적용되는 것은 아니다.

▲ 착용자의 기분에 반응하도록 작동하는 '네꼬미미' ⓒNeurosky

뉴로스카이는 현재 졸음 운전 방지 장치를 개발 중인데, 이 장치는 운전자의 뇌파를 모니터링해 운전자가 조는 것을 감지하고 라디오를 틀거나 경보를 울려, 차를 멈추고 잠시 쉬게 할 수 있는 것으로 알려졌다.

이 외에도 최근에는 ‘고양이 귀’라는 의미의 ‘네꼬미미(necomimi)’라는 제품을 개발했다. 이 제품은 뇌파를 이용해 착용자의 기분에 반응하도록 만든 액세서리로서 착용자가 뭔가에 관심을 가지고 있을 때는 귀가 바짝 서고, 휴식을 취할 때는 귀가 앞으로 숙여지도록 만들어져 있다.

이 장치의 원리는 바로 뇌파의 강약이다. 인간은 평균적으로 하루 7만 가지의 생각을 떠올린다고 하는데 대부분의 뇌파전위는 긴장이 풀어진 상태이기 때문에 알파파가 매우 미약한 8~12헤르츠 수준이다.

그러나 높은 수준의 지적 활동이나 감정적으로 고조된 상태, 그리고 뭔가에 집중하는 상황에서는 베타파가 12~30헤르츠로 올라가는데, ‘네꼬미미’는 이런 뇌파의 변화를 이용하여 자신의 정신적 상태를 남들이 눈으로 알 수 있도록 만들어진 최초의 액세서리라 할 수 있다.

김준래 객원기자 | joonrae@naver.com 저작권자 2012.08.08 ⓒ ScienceTimes