신경에 연결해 사용자 의도대로 움직이는 의족이나 의수를 만들 수 있는 기초 기술이 개발됐다. 말초신경의 신경신호를 전기신호로 전달해주는 인터페이스 기술이다.
대구경북과학기술원(DGIST·총장 손상혁)는 김소희 로봇공학전공 교수 연구팀이 말초신경의 신경신호를 고해상도로 측정할 수 있는 말초신경 인터페이스 기술을 국내 최초로 개발했다고 20일 밝혔다.
말초신경은 뇌에서 발생한 신호를 신체 다른 부위로 내려 보내거나 신체 말단에서 느낀 감각신호를 뇌로 올려보내는 역할을 한다. 신경세포 핵에서 뻗어 나온 전선 다발과 같은 원통형 구조다.
이 말초신경 표면에 전극을 밀착시켜 신경신호를 측정하는 것은 매우 까다롭고 어려운 일이다. 근육 속에 파묻혀 있어 전극을 고정하기 어려운데다 근육이 수축·이완할 때 발생하는 근육세포 신호가 신경신호에 비해 훨씬 크기 때문에 신경신호만 측정하는 것도 쉽지 않다.
연구팀은 침습이 가능하도록 바늘 모양의 유연한 신경전극을 개발, 말초신경 표면에 안정되게 밀착시켰다. 이를 활용해 비글의 대퇴부 신경을 따라 흐르는 신경신호를 장기간 고해상도로 측정하는데 성공했다.
신경전극을 사용해 뇌에서 신경세포 활동전위를 측정하는 연구는 많았지만 말초신경 활동전위를 고해상도 다채널로 측정한 것은 이번이 처음이다.
연구팀은 신경전극과 신경신호 측정 장비를 연결하는 인터커넥션 기술도 개발했다. 실험결과 신호 대 잡음비 등 전기적 특성이 오랜 시간 우수하게 유지되는 것을 확인했다.
말초신경 인터페이스 기술은 로봇 팔이나 다리, 신경신호로 움직이는 최첨단 의수나 의족 개발에 꼭 필요한 핵심기술이다.
신경전극을 통해 자극 신호를 신경세포에 역으로 주입할 수도 있어 의수·의족으로 촉감도 느끼게 할 수 있다.
김소희 교수는 “말초신경의 신경신호를 고해상도로 안정되게 측정하는 신경전극과 연결기술을 확보했다”면서 “자신의 팔·다리처럼 자연스럽게 움직일 수 있는 로봇 팔·다리를 개발할 수 있도록 후속 연구를 이어가겠다”고 말했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
