머릿속 생각을 말로 바꿔주는 기술 나왔다

사람의 생각을 정확히 음성으로 바꿔주는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술이 개발됐다고 IT매체 BGR이 20일(현지시간) 보도했다.

해당 연구 결과는 이번 달 국제 학술지 ‘뉴잉글랜드저널오브메디슨’(NEJIN)에 소개됐다.

루게릭 병을 앓아 말을 할 수 없게 된 케이시 헤럴이 BCI 기반 시스템을 사용하고 있는 모습 (사진=UC데이비스)

미국 캘리포니아대학 데이비스 캠퍼스(이하 UC데이비스) 연구진은 신경 센서와 인공지능(AI)을 사용해 질병으로 인해 말이 어려운 환자의 생각을 컴퓨터로 감지해 음성으로 바꿔주는 기술을 개발했다.

해당 연구에 참여한 46세 케이시 해럴은 약 5년 전부터 루게릭 병으로 불리는 '근위축성 측색 경화증(ALS)'을 앓기 시작했다. 이 때문에 안면 근육을 사용하지 못하게 되면서 사람들과 소통하게 될 수 없게 됐다.

평균적인 사람은 분당 약 160개의 단어를 말할 수 있으나, 헤럴의 경우 분당 5~6개의 단어만 말할 수 있었던 것으로 알려졌다. 하지만, 헤럴의 뇌에 전극을 이식해 BCI 기술을 탑재한 후 의사소통 능력이 크게 향상됐다.

연구진은 해럴의 대뇌 피질에 4개의 전극판으로 구성된 BCI 장치를 이식한 후 그가 하려는 말을 컴퓨터에 옮기는 데 성공했다. 안면 근육을 쓸 수 없는 탓에 뇌가 신호를 보내도 실제로 말이 나오지 않았지만, 신경세포에서 언제 어떤 신호가 나오는지 감지해 이를 음성으로 바꿔준다.

BCI 장치는 언어를 생각할 때 일어나는 뇌 활동 패턴을 분석해 환자가 떠올리는 음절을 조합해 말하고자 하는 단어를 완성했다. 이렇게 완성된 단어는 컴퓨터에 옮겨진 뒤 음성파일로 변환돼 실제 목소리처럼 나온다.

실험 결과 뇌 신호를 변환한 음성파일은 높은 정확도를 보였다. 첫 번째 실험에선 50단어를 99.6%의 정확도로 맞췄고 두 번째 실험에서는 90.2%, 환자의 뇌 활동 패턴을 추가로 학습한 뒤 정확도가 97.5%까지 올랐다.