두뇌-컴퓨터 인터페이스 가이드
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위: 한 여성이 EMOTIV Insight 제어하는 RC 드론.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 정의
BCI란 무엇인가요? BCI(두뇌-컴퓨터 인터페이스)는 두뇌와 외부 장치 간의 신호를 전송하고 수신하는 기술입니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 신호 기계 인터페이스라고도 불립니다. BCI는 두뇌 신호를 수집하고 해석하며, 그 신호를 수신하여 관련 명령을 출력하는 연결된 기계에 전송합니다.
단순화된 BCI 정의는 외부 장치와 두뇌 간의 통신 링크로 기술할 수 있습니다.
수동 BCI vs. 능동 BCI
BCI는 수동 또는 능동일 수 있습니다. 수동 BCI는 개인의 인지 상태에 대한 통찰력을 주기 위해 두뇌 신호를 해석합니다. 예를 들어, 소비자 연구 조사 동안 또는 훈련 프로그램 중 사용자의 감정 상태를 감지할 수 있습니다.
위: 뇌성 마비 장애로 태어난 Nathalie Labrégère가 2024년 패럴림픽 성화 봉송 행사에서 외골격 팔을 제어하기 위해 능동 BCI와 EPOC X 헤드셋을 사용하고 있습니다. 자세히 알아보기
능동 BCI는 사용자가 외부 장치와 상호 작용하기 위해 두뇌 신호를 적극적으로 조절해야 합니다. 예를 들어, 사용자가 팔을 움직이는 것을 상상하면 로봇 팔이 유사하게 움직입니다.
BCI는 어떻게 작동하나요?
우리의 두뇌는 뉴런이라 불리는 세포로 가득 차 있습니다. 우리가 생각하거나, 움직이거나, 느끼거나, 무언가를 기억할 때마다 우리의 뉴런은 활동하고 있습니다. 생화학적 및 전기적 신호는 그 작업을 수행합니다. 과학자들은 이러한 신호를 감지하고 이를 해석할 수 있는데, 이는 뇌 전기생리학(EEG) 기술을 사용합니다. EEG 는 인간의 두뇌로부터 신호를 읽고 이를 증폭기로 전송합니다. 증폭된 신호는 BCI 컴퓨터 프로그램에 의해 해석되고, 이 신호를 사용하여 장치를 제어합니다.
신호 획득
ECoG, LFP, EEG, SU, 기타
신호 처리
자기 회귀, 푸리에 변환, 공통 공간 필터, 라플라시안 필터, 웨이블릿, 기타
효과기 장치 예
스펠러
커서
휠체어
드론
장난감
비디오 게임
사물인터넷(IoT)
로봇 팔
BCI란 무엇인가요?
BCI는 두뇌-기계 인터페이스, 신경 제어 인터페이스, 마음-기계 인터페이스 또는 직접 신경 인터페이스라고도 불립니다. BCI는 두뇌와 외부 장치 간의 직접적인 통신을 허용하며, 종종 이 활동을 제어하는 데 사용됩니다. BCI는 두뇌의 신호를 읽고 기계 학습 알고리즘을 사용하여 신호를 외부 행동으로 변환합니다.
EMOTIV 공동 창립자 겸 CEO인 Tan Le는 2010년 이 TED 강연에서 BCI 솔루션과 기술을 설명합니다:
BCI와 EEG
EEG 기반 BCI는 두뇌 활동을 측정하고 기록된 두뇌 신호를 명령으로 변환하기 위해 비침습적인 EEG 전극을 사용하는 기술로 특징지어집니다.
BCI는 EEG를 통해 측정된 두뇌 활동의 변화를 감지합니다. BCI 기술은 이러한 신호를 기계 학습 알고리즘으로 전달합니다. 기계 학습 알고리즘은 특정 감정, 행동 및 표현과 연관된 EEG 두뇌 활동을 감지하도록 훈련되었습니다. 알고리즘이 일치하는 EEG 두뇌 활동을 식별할 때, BCI는 장치(예: 컴퓨터 커서, 로봇 팔 또는 휠체어)를 제어하기 위해 외부 명령을 전송할 수 있습니다.
장치는 물리적 객체나 디지털 인터페이스를 제어하든 이러한 명령을 해석하고 수행하도록 프로그래밍되었습니다. EEG 장치를 착용한 주체가 “왼쪽으로 이동하라”고 생각하면 커서가 왼쪽으로 이동하는데 — 이는 디지털 인터페이스에서 수행된 외부 행동의 예입니다.
BCI의 사용 목적은 무엇인가요?
두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구
BCI 연구(두뇌-기계 인터페이스 연구라고도 불림)는 빠르게 성장하는 분야를 대표합니다. 학술 연구자들은 BCI 사용자가 두뇌 활동만으로 컴퓨터 소프트웨어와 직접 상호 작용할 수 있는지에 대해 연구했습니다. 한 연구에서는 BCI 시스템이 두뇌 활동을 감지하고 분류하는 능력을 검사했습니다. 결과는 시스템이 모든 정신 작업을 성공적으로 수행할 수 있고 추가적인 훈련 데이터로 개선되었다고 나타났습니다.
두뇌 활동을 통해 외부 장치를 조작할 수 있는 능력 덕분에 두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구의 상당 부분은 원격 제어에 중점을 두고 있습니다. BCI 연구자들은 또한 원격 환경을 조작하기 위해 BCI 장치로 제어되는 유인 로봇을 사용했습니다. BCI는 사용자가 원격 환경에서 로봇을 편리하게 제어할 수 있게 합니다. 인간 사용자는 로봇으로부터 피드백을 받으며 이는 그들이 원격 환경에서 완전한 몰입감을 느끼는 데 도움을 줍니다. 이는 군사 작전, 의료 작전 및 재난 관리 또는 수색 및 구조 작전 등 다양한 BCI 용도 사례에서 유용할 수 있습니다.
연구자들은 또한 BCI를 사용하여 신경 네트워크가 실시간으로 수행하는 작업을 이해하려 하고 있습니다. 대부분의 신경 조직 시스템은 개별 뉴런 수준에서 이해되거나 인지 수준에서 철학적으로 논의됩니다. BCI는 특정 조직 시스템이 전기적 자극에 어떻게 반응하는지와 그것이 인지 수준에서 의미하는 바를 연구하는 데 사용되고 있습니다.
***면책 조항 – EMOTIV 제품은 연구 응용 및 개인 용도로만 사용될 수 있도록 설계되었습니다. 우리의 제품은 의료 기기로 판매되지 않습니다 — EU 지침 93/42/EEC에 정의되어 있습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
신경 재활에서의 두뇌-컴퓨터 인터페이스
두뇌-컴퓨터 인터페이스는 사지 사용이 불가능한 사람, 보조 장치가 필요한 사람, 또는 말을 할 수 없는 사람을 도울 수 있습니다. 신경 재활(신경계 장애, 부상 또는 질병이 있는 개인을 돕기 위한 의사의 지원 프로세스)에서의 두뇌-컴퓨터 인터페이스 사용은 개인이 일상적인 경험을 탐색하는 능력을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있습니다. BCI는 종종 뇌졸중이나 부상 후 재활에 사용됩니다. 미래에는 BCI 의료 제품이 수술이나 기타 의료 작업에 사용될 수 있는 것을 볼 수 있을 것입니다.
BCI는 운동 장애가 있는 주체가 두뇌 활동을 사용하여 자신의 환경 내 물체를 제어하고 의사소통할 수 있게 합니다. EEG 신호를 사용하는 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 그들이 의수나 컴퓨터 인터페이스를 제어하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 게임
BCI 소프트웨어는 EEG 데이터에서 정신 명령을 비디오 게임의 명령으로 “번역”할 수 있습니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스 게임에서 주체는 가상 객체를 제어하기 위해 VR 게임을 하는 동안 EEG 헤드셋을 착용합니다. BCI 게임에서는 전통적인 게임 컨트롤러를 사용하는 대신 주체가 정신 명령을 사용하여 게임에서 이동 기반 작업을 활성화합니다 — 예를 들어 “밀다”, “당기다” 또는 “점프하다”와 같은. BCI는 EEG로부터 정신 명령을 처리하고 VR 게임에서 해당 동작을 실행합니다(직접 신경 인터페이스 가상 현실).
EMOTIV EPOC는 2011년에 비디오 게임 컨트롤러로 첫선을 보였습니다. 당시에는 앞서간 기술이었지만, EEG 하드웨어, 소프트웨어 및 인공지능의 발전으로 두뇌로 비디오 게임을 하는 것이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다.
그때: 2011년 EPOC+로 손을 사용하지 않고 Spirit Mountain을 플레이하고 있습니다. (출처) Spirit Mountain은 BCI 게임을 위해 처음부터 개발되었습니다. |
 지금: 2024년 EPOC X로 손을 사용하지 않고 Elden Ring을 플레이하고 있습니다. (출처) Elden Ring은 PC와 콘솔을 위해 개발되었습니다. Cortex API를 사용하여 손없는 플레이를 가능하게 하는 커스텀 BCI 컨트롤러가 개발되었습니다. |
EmotivBCI 소프트웨어 다운로드
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두뇌-컴퓨터 인터페이스가 우리의 삶을 어떻게 변화시킬 수 있을까요?
BCI는 운동 장애가 있는 사람들에게 삶을 바꿀 가능성을 제공합니다. 그들은 BCI를 통해 물리적인 행동을 수행할 수 있게 됩니다. BCI는 두뇌 신호를 명령 결과로 변환하는데, 인공지능 알고리즘을 사용합니다. 이러한 명령은 휠체어, 의수 또는 기타 보조 기술을 제어하는 데 사용될 수 있습니다.
BCI 기술은 모든 능력 수준의 개인이 일상적인 작업을 더 쉽게 수행할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 예를 들어 BCI는 타이핑이나 음성 명령의 필요성을 없애 줄 수 있습니다 — 주체는 두뇌 활동을 통해 컴퓨터에 내비게이션 및 입력 명령을 발할 수 있습니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제
BCI 기술의 삶을 변화시키는 가능성과 함께 윤리적 함의가 따릅니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구 분야가 성장하고, 두뇌-컴퓨터 인터페이스 응용의 기술이 개선됨에 따라, 여러 가지 두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제들이 제기되었습니다.
BCI 보안 문제
BCI는 소프트웨어 응용 프로그램이며, 외부 장치에 정보를 전송하는 모든 소프트웨어와 마찬가지로, 전송된 데이터는 악의적인 목적으로 추출될 수 있습니다. BCI 기술에서 보안은 특히 중요합니다. BCI는 사용자의 신경계에서 직접 신호를 캡처합니다. 현재 BCI는 사용자의 의도, 개인적 생각, 또는 그들이 읽고 보거나 보는 것을 추출할 수 없지만, 특정 자극과 BCI 데이터를 결합하면 언젠가 이를 가능하게 할 수 있습니다. BCI는 사용자의 건강 상태나 특정 사건에 대한 친숙도를 결정하는 데 사용될 수 있어 큰 개인 정보 보호 위험이 있습니다.
BCI 개인 정보 보호 문제
마찬가지로, 개인 정보 보호는 BCI 윤리에서 중요한 문제입니다. 캡처된 신경 신호는 사용자의 개인 정보에 접근하는 데 사용될 수 있습니다. 윤리학자들은 BCI 데이터가 어떻게 저장되고 보호되는지에 대해 우려를 제기했습니다. 예를 들어, BCI 데이터는 의료 데이터로 처리해야 할까요, 아니면 상업적 데이터로 처리해야 할까요? BCI 데이터는 익명화해야 할까요? 사용자는 자신의 BCI 데이터가 상업적 목적으로 사용되었는지 어떻게 알 수 있을까요? 두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제에 대한 많은 논의는 아직 형성 중이지만, 개인 정보 보호와 보안 문제는 여전히 주요 관심사입니다.
EMOTIV가 당신의 두뇌 데이터를 안전하게 보호하는 방법을 알아보세요.
BCI 사용 사례
다음은 오늘날 사용 중인 가장 일반적인 두뇌-컴퓨터 인터페이스 사례입니다:
신경과학
군사
의료
구조/재난 관리
보안
교육
재활
BCI의 간략한 역사
BCI 역사에서 가장 초기의 시점은 독일의 생리학자이자 정신과 의사인 Hans Berger로 거슬러 올라갈 수 있습니다. Berger는 EEG 신호를 기록하는 장치인 전기 뇌파계를 발명했습니다. 그는 1924년에 최초의 인간 EEG 뇌파를 기록한 것으로 알려져 있습니다.
가장 초기의 BCI 실험은 EEG를 사용하여 화면에서 커서를 움직이는 것이었습니다. 이 1977년의 실험은 실험실에서 BCI의 성공적인 사용이 기록된 최초의 사례였습니다.
1988년 Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov, Liljana Bozinovska 의 후에 진행된 기념비적인 실험에서는 BCI와 EEG를 사용하여 로봇을 제어했습니다. 주체는 EEG 기계에서 BCI 소프트웨어에 연결된 로봇으로 신호를 보내며 로봇이 바닥의 선을 따라 가도록 지시했습니다. 이 실험은 EEG 기계를 사용하여 물리적 객체를 성공적으로 제어한 첫 번째 실험이었습니다.
그 이후로, 다양한 신경 기술 회사들이 BCI 임플란트와 착용 가능한 기술을 안전하고 효과적으로 일상적인 사용을 위해 만들기 위해 형성되었습니다. EMOTIV는 2011년에 무선 EEG 헤드셋을 최초로 소개했습니다.
보다 최근인 2017년, 사지 마비 환자인 Rodrigo Hübner Mendes는 BCI 기술과 EMOTIV EEG 헤드셋 덕분에 자신의 뇌파만으로 F1 자동차를 운전한 최초의 사람이 되었습니다.
기업가 Elon Musk의 Neuralink는 인간의 두뇌에 이식할 수 있는 BCI 장치를 만드는 데 중점을 둔 사업입니다. 2024년, Alex라는 참가자는 자신의 뇌파로 커서를 성공적으로 제어하고 비디오 게임을 플레이했습니다.
페이스북은 2017년에 BCI를 개발하고 있다고 발표했습니다. 페이스북의 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 사용자가 비침습적인 두뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 두뇌파만으로 타이핑할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스를 발명한 사람은 누구인가요?
UCLA 교수 Jacques Vidal은 “BCI”라는 용어를 처음 제안하고 이 주제에 대한 최초의 동료 검토된 출판물을 발표했습니다. Vidal은 BCI의 발명자로 널리 인정받고 있으며, 이는 동료 검토된 기사에 반영됩니다.
EMOTIV는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공하나요?
네! EMOTIV는 기업 솔루션, 개인 사용 및 무선 EEG 기술 분야의 선구자이자 시장 리더로 인정받고 있습니다.
EMOTIV는 EmotivBCI라는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 소프트웨어와 페어링될 수 있는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공합니다. EmotivBCI는 컴퓨터 내에서 BCI를 구현하기 위해 직접 사용할 수 있습니다. 또한 BCI 출력을 많은 호환 가능한 외부 하드웨어 장치에 직접 제어하도록 연결하는 무료 오픈 소스 플랫폼인 NodeRed와 연결할 수 있습니다. EmotivBCI 및 NodeRed를 통해 개발자는 BCI 응용 프로그램을 구축할 수 있습니다. EMOTIV의 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치에는 EMOTIV Insight 와 EMOTIV EPOC X EEG 헤드셋가 포함됩니다.
모든 EMOTIV BCI 제품 보기
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위: 한 여성이 EMOTIV Insight 제어하는 RC 드론.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 정의
BCI란 무엇인가요? BCI(두뇌-컴퓨터 인터페이스)는 두뇌와 외부 장치 간의 신호를 전송하고 수신하는 기술입니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 신호 기계 인터페이스라고도 불립니다. BCI는 두뇌 신호를 수집하고 해석하며, 그 신호를 수신하여 관련 명령을 출력하는 연결된 기계에 전송합니다.
단순화된 BCI 정의는 외부 장치와 두뇌 간의 통신 링크로 기술할 수 있습니다.
수동 BCI vs. 능동 BCI
BCI는 수동 또는 능동일 수 있습니다. 수동 BCI는 개인의 인지 상태에 대한 통찰력을 주기 위해 두뇌 신호를 해석합니다. 예를 들어, 소비자 연구 조사 동안 또는 훈련 프로그램 중 사용자의 감정 상태를 감지할 수 있습니다.
위: 뇌성 마비 장애로 태어난 Nathalie Labrégère가 2024년 패럴림픽 성화 봉송 행사에서 외골격 팔을 제어하기 위해 능동 BCI와 EPOC X 헤드셋을 사용하고 있습니다. 자세히 알아보기
능동 BCI는 사용자가 외부 장치와 상호 작용하기 위해 두뇌 신호를 적극적으로 조절해야 합니다. 예를 들어, 사용자가 팔을 움직이는 것을 상상하면 로봇 팔이 유사하게 움직입니다.
BCI는 어떻게 작동하나요?
우리의 두뇌는 뉴런이라 불리는 세포로 가득 차 있습니다. 우리가 생각하거나, 움직이거나, 느끼거나, 무언가를 기억할 때마다 우리의 뉴런은 활동하고 있습니다. 생화학적 및 전기적 신호는 그 작업을 수행합니다. 과학자들은 이러한 신호를 감지하고 이를 해석할 수 있는데, 이는 뇌 전기생리학(EEG) 기술을 사용합니다. EEG 는 인간의 두뇌로부터 신호를 읽고 이를 증폭기로 전송합니다. 증폭된 신호는 BCI 컴퓨터 프로그램에 의해 해석되고, 이 신호를 사용하여 장치를 제어합니다.
신호 획득
ECoG, LFP, EEG, SU, 기타
신호 처리
자기 회귀, 푸리에 변환, 공통 공간 필터, 라플라시안 필터, 웨이블릿, 기타
효과기 장치 예
스펠러
커서
휠체어
드론
장난감
비디오 게임
사물인터넷(IoT)
로봇 팔
BCI란 무엇인가요?
BCI는 두뇌-기계 인터페이스, 신경 제어 인터페이스, 마음-기계 인터페이스 또는 직접 신경 인터페이스라고도 불립니다. BCI는 두뇌와 외부 장치 간의 직접적인 통신을 허용하며, 종종 이 활동을 제어하는 데 사용됩니다. BCI는 두뇌의 신호를 읽고 기계 학습 알고리즘을 사용하여 신호를 외부 행동으로 변환합니다.
EMOTIV 공동 창립자 겸 CEO인 Tan Le는 2010년 이 TED 강연에서 BCI 솔루션과 기술을 설명합니다:
BCI와 EEG
EEG 기반 BCI는 두뇌 활동을 측정하고 기록된 두뇌 신호를 명령으로 변환하기 위해 비침습적인 EEG 전극을 사용하는 기술로 특징지어집니다.
BCI는 EEG를 통해 측정된 두뇌 활동의 변화를 감지합니다. BCI 기술은 이러한 신호를 기계 학습 알고리즘으로 전달합니다. 기계 학습 알고리즘은 특정 감정, 행동 및 표현과 연관된 EEG 두뇌 활동을 감지하도록 훈련되었습니다. 알고리즘이 일치하는 EEG 두뇌 활동을 식별할 때, BCI는 장치(예: 컴퓨터 커서, 로봇 팔 또는 휠체어)를 제어하기 위해 외부 명령을 전송할 수 있습니다.
장치는 물리적 객체나 디지털 인터페이스를 제어하든 이러한 명령을 해석하고 수행하도록 프로그래밍되었습니다. EEG 장치를 착용한 주체가 “왼쪽으로 이동하라”고 생각하면 커서가 왼쪽으로 이동하는데 — 이는 디지털 인터페이스에서 수행된 외부 행동의 예입니다.
BCI의 사용 목적은 무엇인가요?
두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구
BCI 연구(두뇌-기계 인터페이스 연구라고도 불림)는 빠르게 성장하는 분야를 대표합니다. 학술 연구자들은 BCI 사용자가 두뇌 활동만으로 컴퓨터 소프트웨어와 직접 상호 작용할 수 있는지에 대해 연구했습니다. 한 연구에서는 BCI 시스템이 두뇌 활동을 감지하고 분류하는 능력을 검사했습니다. 결과는 시스템이 모든 정신 작업을 성공적으로 수행할 수 있고 추가적인 훈련 데이터로 개선되었다고 나타났습니다.
두뇌 활동을 통해 외부 장치를 조작할 수 있는 능력 덕분에 두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구의 상당 부분은 원격 제어에 중점을 두고 있습니다. BCI 연구자들은 또한 원격 환경을 조작하기 위해 BCI 장치로 제어되는 유인 로봇을 사용했습니다. BCI는 사용자가 원격 환경에서 로봇을 편리하게 제어할 수 있게 합니다. 인간 사용자는 로봇으로부터 피드백을 받으며 이는 그들이 원격 환경에서 완전한 몰입감을 느끼는 데 도움을 줍니다. 이는 군사 작전, 의료 작전 및 재난 관리 또는 수색 및 구조 작전 등 다양한 BCI 용도 사례에서 유용할 수 있습니다.
연구자들은 또한 BCI를 사용하여 신경 네트워크가 실시간으로 수행하는 작업을 이해하려 하고 있습니다. 대부분의 신경 조직 시스템은 개별 뉴런 수준에서 이해되거나 인지 수준에서 철학적으로 논의됩니다. BCI는 특정 조직 시스템이 전기적 자극에 어떻게 반응하는지와 그것이 인지 수준에서 의미하는 바를 연구하는 데 사용되고 있습니다.
***면책 조항 – EMOTIV 제품은 연구 응용 및 개인 용도로만 사용될 수 있도록 설계되었습니다. 우리의 제품은 의료 기기로 판매되지 않습니다 — EU 지침 93/42/EEC에 정의되어 있습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
신경 재활에서의 두뇌-컴퓨터 인터페이스
두뇌-컴퓨터 인터페이스는 사지 사용이 불가능한 사람, 보조 장치가 필요한 사람, 또는 말을 할 수 없는 사람을 도울 수 있습니다. 신경 재활(신경계 장애, 부상 또는 질병이 있는 개인을 돕기 위한 의사의 지원 프로세스)에서의 두뇌-컴퓨터 인터페이스 사용은 개인이 일상적인 경험을 탐색하는 능력을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있습니다. BCI는 종종 뇌졸중이나 부상 후 재활에 사용됩니다. 미래에는 BCI 의료 제품이 수술이나 기타 의료 작업에 사용될 수 있는 것을 볼 수 있을 것입니다.
BCI는 운동 장애가 있는 주체가 두뇌 활동을 사용하여 자신의 환경 내 물체를 제어하고 의사소통할 수 있게 합니다. EEG 신호를 사용하는 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 그들이 의수나 컴퓨터 인터페이스를 제어하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 게임
BCI 소프트웨어는 EEG 데이터에서 정신 명령을 비디오 게임의 명령으로 “번역”할 수 있습니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스 게임에서 주체는 가상 객체를 제어하기 위해 VR 게임을 하는 동안 EEG 헤드셋을 착용합니다. BCI 게임에서는 전통적인 게임 컨트롤러를 사용하는 대신 주체가 정신 명령을 사용하여 게임에서 이동 기반 작업을 활성화합니다 — 예를 들어 “밀다”, “당기다” 또는 “점프하다”와 같은. BCI는 EEG로부터 정신 명령을 처리하고 VR 게임에서 해당 동작을 실행합니다(직접 신경 인터페이스 가상 현실).
EMOTIV EPOC는 2011년에 비디오 게임 컨트롤러로 첫선을 보였습니다. 당시에는 앞서간 기술이었지만, EEG 하드웨어, 소프트웨어 및 인공지능의 발전으로 두뇌로 비디오 게임을 하는 것이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다.
그때: 2011년 EPOC+로 손을 사용하지 않고 Spirit Mountain을 플레이하고 있습니다. (출처) Spirit Mountain은 BCI 게임을 위해 처음부터 개발되었습니다. |
지금: 2024년 EPOC X로 손을 사용하지 않고 Elden Ring을 플레이하고 있습니다. (출처) Elden Ring은 PC와 콘솔을 위해 개발되었습니다. Cortex API를 사용하여 손없는 플레이를 가능하게 하는 커스텀 BCI 컨트롤러가 개발되었습니다. |
EmotivBCI 소프트웨어 다운로드
BCI 게임 개발하기
당신의 BCI 프로젝트를 저희와 공유하세요! 소셜 미디어에서 #EMOTIV로 태그하거나 이메일 hello@emotiv.com입니다.
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두뇌-컴퓨터 인터페이스가 우리의 삶을 어떻게 변화시킬 수 있을까요?
BCI는 운동 장애가 있는 사람들에게 삶을 바꿀 가능성을 제공합니다. 그들은 BCI를 통해 물리적인 행동을 수행할 수 있게 됩니다. BCI는 두뇌 신호를 명령 결과로 변환하는데, 인공지능 알고리즘을 사용합니다. 이러한 명령은 휠체어, 의수 또는 기타 보조 기술을 제어하는 데 사용될 수 있습니다.
BCI 기술은 모든 능력 수준의 개인이 일상적인 작업을 더 쉽게 수행할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 예를 들어 BCI는 타이핑이나 음성 명령의 필요성을 없애 줄 수 있습니다 — 주체는 두뇌 활동을 통해 컴퓨터에 내비게이션 및 입력 명령을 발할 수 있습니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제
BCI 기술의 삶을 변화시키는 가능성과 함께 윤리적 함의가 따릅니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구 분야가 성장하고, 두뇌-컴퓨터 인터페이스 응용의 기술이 개선됨에 따라, 여러 가지 두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제들이 제기되었습니다.
BCI 보안 문제
BCI는 소프트웨어 응용 프로그램이며, 외부 장치에 정보를 전송하는 모든 소프트웨어와 마찬가지로, 전송된 데이터는 악의적인 목적으로 추출될 수 있습니다. BCI 기술에서 보안은 특히 중요합니다. BCI는 사용자의 신경계에서 직접 신호를 캡처합니다. 현재 BCI는 사용자의 의도, 개인적 생각, 또는 그들이 읽고 보거나 보는 것을 추출할 수 없지만, 특정 자극과 BCI 데이터를 결합하면 언젠가 이를 가능하게 할 수 있습니다. BCI는 사용자의 건강 상태나 특정 사건에 대한 친숙도를 결정하는 데 사용될 수 있어 큰 개인 정보 보호 위험이 있습니다.
BCI 개인 정보 보호 문제
마찬가지로, 개인 정보 보호는 BCI 윤리에서 중요한 문제입니다. 캡처된 신경 신호는 사용자의 개인 정보에 접근하는 데 사용될 수 있습니다. 윤리학자들은 BCI 데이터가 어떻게 저장되고 보호되는지에 대해 우려를 제기했습니다. 예를 들어, BCI 데이터는 의료 데이터로 처리해야 할까요, 아니면 상업적 데이터로 처리해야 할까요? BCI 데이터는 익명화해야 할까요? 사용자는 자신의 BCI 데이터가 상업적 목적으로 사용되었는지 어떻게 알 수 있을까요? 두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제에 대한 많은 논의는 아직 형성 중이지만, 개인 정보 보호와 보안 문제는 여전히 주요 관심사입니다.
EMOTIV가 당신의 두뇌 데이터를 안전하게 보호하는 방법을 알아보세요.
BCI 사용 사례
다음은 오늘날 사용 중인 가장 일반적인 두뇌-컴퓨터 인터페이스 사례입니다:
신경과학
군사
의료
구조/재난 관리
보안
교육
재활
BCI의 간략한 역사
BCI 역사에서 가장 초기의 시점은 독일의 생리학자이자 정신과 의사인 Hans Berger로 거슬러 올라갈 수 있습니다. Berger는 EEG 신호를 기록하는 장치인 전기 뇌파계를 발명했습니다. 그는 1924년에 최초의 인간 EEG 뇌파를 기록한 것으로 알려져 있습니다.
가장 초기의 BCI 실험은 EEG를 사용하여 화면에서 커서를 움직이는 것이었습니다. 이 1977년의 실험은 실험실에서 BCI의 성공적인 사용이 기록된 최초의 사례였습니다.
1988년 Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov, Liljana Bozinovska 의 후에 진행된 기념비적인 실험에서는 BCI와 EEG를 사용하여 로봇을 제어했습니다. 주체는 EEG 기계에서 BCI 소프트웨어에 연결된 로봇으로 신호를 보내며 로봇이 바닥의 선을 따라 가도록 지시했습니다. 이 실험은 EEG 기계를 사용하여 물리적 객체를 성공적으로 제어한 첫 번째 실험이었습니다.
그 이후로, 다양한 신경 기술 회사들이 BCI 임플란트와 착용 가능한 기술을 안전하고 효과적으로 일상적인 사용을 위해 만들기 위해 형성되었습니다. EMOTIV는 2011년에 무선 EEG 헤드셋을 최초로 소개했습니다.
보다 최근인 2017년, 사지 마비 환자인 Rodrigo Hübner Mendes는 BCI 기술과 EMOTIV EEG 헤드셋 덕분에 자신의 뇌파만으로 F1 자동차를 운전한 최초의 사람이 되었습니다.
기업가 Elon Musk의 Neuralink는 인간의 두뇌에 이식할 수 있는 BCI 장치를 만드는 데 중점을 둔 사업입니다. 2024년, Alex라는 참가자는 자신의 뇌파로 커서를 성공적으로 제어하고 비디오 게임을 플레이했습니다.
페이스북은 2017년에 BCI를 개발하고 있다고 발표했습니다. 페이스북의 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 사용자가 비침습적인 두뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 두뇌파만으로 타이핑할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스를 발명한 사람은 누구인가요?
UCLA 교수 Jacques Vidal은 “BCI”라는 용어를 처음 제안하고 이 주제에 대한 최초의 동료 검토된 출판물을 발표했습니다. Vidal은 BCI의 발명자로 널리 인정받고 있으며, 이는 동료 검토된 기사에 반영됩니다.
EMOTIV는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공하나요?
네! EMOTIV는 기업 솔루션, 개인 사용 및 무선 EEG 기술 분야의 선구자이자 시장 리더로 인정받고 있습니다.
EMOTIV는 EmotivBCI라는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 소프트웨어와 페어링될 수 있는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공합니다. EmotivBCI는 컴퓨터 내에서 BCI를 구현하기 위해 직접 사용할 수 있습니다. 또한 BCI 출력을 많은 호환 가능한 외부 하드웨어 장치에 직접 제어하도록 연결하는 무료 오픈 소스 플랫폼인 NodeRed와 연결할 수 있습니다. EmotivBCI 및 NodeRed를 통해 개발자는 BCI 응용 프로그램을 구축할 수 있습니다. EMOTIV의 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치에는 EMOTIV Insight 와 EMOTIV EPOC X EEG 헤드셋가 포함됩니다.
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두뇌-컴퓨터 인터페이스 정의
BCI란 무엇인가요? BCI(두뇌-컴퓨터 인터페이스)는 두뇌와 외부 장치 간의 신호를 전송하고 수신하는 기술입니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 신호 기계 인터페이스라고도 불립니다. BCI는 두뇌 신호를 수집하고 해석하며, 그 신호를 수신하여 관련 명령을 출력하는 연결된 기계에 전송합니다.
단순화된 BCI 정의는 외부 장치와 두뇌 간의 통신 링크로 기술할 수 있습니다.
수동 BCI vs. 능동 BCI
BCI는 수동 또는 능동일 수 있습니다. 수동 BCI는 개인의 인지 상태에 대한 통찰력을 주기 위해 두뇌 신호를 해석합니다. 예를 들어, 소비자 연구 조사 동안 또는 훈련 프로그램 중 사용자의 감정 상태를 감지할 수 있습니다.
위: 뇌성 마비 장애로 태어난 Nathalie Labrégère가 2024년 패럴림픽 성화 봉송 행사에서 외골격 팔을 제어하기 위해 능동 BCI와 EPOC X 헤드셋을 사용하고 있습니다. 자세히 알아보기
능동 BCI는 사용자가 외부 장치와 상호 작용하기 위해 두뇌 신호를 적극적으로 조절해야 합니다. 예를 들어, 사용자가 팔을 움직이는 것을 상상하면 로봇 팔이 유사하게 움직입니다.
BCI는 어떻게 작동하나요?
우리의 두뇌는 뉴런이라 불리는 세포로 가득 차 있습니다. 우리가 생각하거나, 움직이거나, 느끼거나, 무언가를 기억할 때마다 우리의 뉴런은 활동하고 있습니다. 생화학적 및 전기적 신호는 그 작업을 수행합니다. 과학자들은 이러한 신호를 감지하고 이를 해석할 수 있는데, 이는 뇌 전기생리학(EEG) 기술을 사용합니다. EEG 는 인간의 두뇌로부터 신호를 읽고 이를 증폭기로 전송합니다. 증폭된 신호는 BCI 컴퓨터 프로그램에 의해 해석되고, 이 신호를 사용하여 장치를 제어합니다.
신호 획득
ECoG, LFP, EEG, SU, 기타
신호 처리
자기 회귀, 푸리에 변환, 공통 공간 필터, 라플라시안 필터, 웨이블릿, 기타
효과기 장치 예
스펠러
커서
휠체어
드론
장난감
비디오 게임
사물인터넷(IoT)
로봇 팔
BCI란 무엇인가요?
BCI는 두뇌-기계 인터페이스, 신경 제어 인터페이스, 마음-기계 인터페이스 또는 직접 신경 인터페이스라고도 불립니다. BCI는 두뇌와 외부 장치 간의 직접적인 통신을 허용하며, 종종 이 활동을 제어하는 데 사용됩니다. BCI는 두뇌의 신호를 읽고 기계 학습 알고리즘을 사용하여 신호를 외부 행동으로 변환합니다.
EMOTIV 공동 창립자 겸 CEO인 Tan Le는 2010년 이 TED 강연에서 BCI 솔루션과 기술을 설명합니다:
BCI와 EEG
EEG 기반 BCI는 두뇌 활동을 측정하고 기록된 두뇌 신호를 명령으로 변환하기 위해 비침습적인 EEG 전극을 사용하는 기술로 특징지어집니다.
BCI는 EEG를 통해 측정된 두뇌 활동의 변화를 감지합니다. BCI 기술은 이러한 신호를 기계 학습 알고리즘으로 전달합니다. 기계 학습 알고리즘은 특정 감정, 행동 및 표현과 연관된 EEG 두뇌 활동을 감지하도록 훈련되었습니다. 알고리즘이 일치하는 EEG 두뇌 활동을 식별할 때, BCI는 장치(예: 컴퓨터 커서, 로봇 팔 또는 휠체어)를 제어하기 위해 외부 명령을 전송할 수 있습니다.
장치는 물리적 객체나 디지털 인터페이스를 제어하든 이러한 명령을 해석하고 수행하도록 프로그래밍되었습니다. EEG 장치를 착용한 주체가 “왼쪽으로 이동하라”고 생각하면 커서가 왼쪽으로 이동하는데 — 이는 디지털 인터페이스에서 수행된 외부 행동의 예입니다.
BCI의 사용 목적은 무엇인가요?
두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구
BCI 연구(두뇌-기계 인터페이스 연구라고도 불림)는 빠르게 성장하는 분야를 대표합니다. 학술 연구자들은 BCI 사용자가 두뇌 활동만으로 컴퓨터 소프트웨어와 직접 상호 작용할 수 있는지에 대해 연구했습니다. 한 연구에서는 BCI 시스템이 두뇌 활동을 감지하고 분류하는 능력을 검사했습니다. 결과는 시스템이 모든 정신 작업을 성공적으로 수행할 수 있고 추가적인 훈련 데이터로 개선되었다고 나타났습니다.
두뇌 활동을 통해 외부 장치를 조작할 수 있는 능력 덕분에 두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구의 상당 부분은 원격 제어에 중점을 두고 있습니다. BCI 연구자들은 또한 원격 환경을 조작하기 위해 BCI 장치로 제어되는 유인 로봇을 사용했습니다. BCI는 사용자가 원격 환경에서 로봇을 편리하게 제어할 수 있게 합니다. 인간 사용자는 로봇으로부터 피드백을 받으며 이는 그들이 원격 환경에서 완전한 몰입감을 느끼는 데 도움을 줍니다. 이는 군사 작전, 의료 작전 및 재난 관리 또는 수색 및 구조 작전 등 다양한 BCI 용도 사례에서 유용할 수 있습니다.
연구자들은 또한 BCI를 사용하여 신경 네트워크가 실시간으로 수행하는 작업을 이해하려 하고 있습니다. 대부분의 신경 조직 시스템은 개별 뉴런 수준에서 이해되거나 인지 수준에서 철학적으로 논의됩니다. BCI는 특정 조직 시스템이 전기적 자극에 어떻게 반응하는지와 그것이 인지 수준에서 의미하는 바를 연구하는 데 사용되고 있습니다.
***면책 조항 – EMOTIV 제품은 연구 응용 및 개인 용도로만 사용될 수 있도록 설계되었습니다. 우리의 제품은 의료 기기로 판매되지 않습니다 — EU 지침 93/42/EEC에 정의되어 있습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
신경 재활에서의 두뇌-컴퓨터 인터페이스
두뇌-컴퓨터 인터페이스는 사지 사용이 불가능한 사람, 보조 장치가 필요한 사람, 또는 말을 할 수 없는 사람을 도울 수 있습니다. 신경 재활(신경계 장애, 부상 또는 질병이 있는 개인을 돕기 위한 의사의 지원 프로세스)에서의 두뇌-컴퓨터 인터페이스 사용은 개인이 일상적인 경험을 탐색하는 능력을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있습니다. BCI는 종종 뇌졸중이나 부상 후 재활에 사용됩니다. 미래에는 BCI 의료 제품이 수술이나 기타 의료 작업에 사용될 수 있는 것을 볼 수 있을 것입니다.
BCI는 운동 장애가 있는 주체가 두뇌 활동을 사용하여 자신의 환경 내 물체를 제어하고 의사소통할 수 있게 합니다. EEG 신호를 사용하는 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 그들이 의수나 컴퓨터 인터페이스를 제어하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 게임
BCI 소프트웨어는 EEG 데이터에서 정신 명령을 비디오 게임의 명령으로 “번역”할 수 있습니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스 게임에서 주체는 가상 객체를 제어하기 위해 VR 게임을 하는 동안 EEG 헤드셋을 착용합니다. BCI 게임에서는 전통적인 게임 컨트롤러를 사용하는 대신 주체가 정신 명령을 사용하여 게임에서 이동 기반 작업을 활성화합니다 — 예를 들어 “밀다”, “당기다” 또는 “점프하다”와 같은. BCI는 EEG로부터 정신 명령을 처리하고 VR 게임에서 해당 동작을 실행합니다(직접 신경 인터페이스 가상 현실).
EMOTIV EPOC는 2011년에 비디오 게임 컨트롤러로 첫선을 보였습니다. 당시에는 앞서간 기술이었지만, EEG 하드웨어, 소프트웨어 및 인공지능의 발전으로 두뇌로 비디오 게임을 하는 것이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다.
그때: 2011년 EPOC+로 손을 사용하지 않고 Spirit Mountain을 플레이하고 있습니다. (출처) Spirit Mountain은 BCI 게임을 위해 처음부터 개발되었습니다. |
지금: 2024년 EPOC X로 손을 사용하지 않고 Elden Ring을 플레이하고 있습니다. (출처) Elden Ring은 PC와 콘솔을 위해 개발되었습니다. Cortex API를 사용하여 손없는 플레이를 가능하게 하는 커스텀 BCI 컨트롤러가 개발되었습니다. |
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두뇌-컴퓨터 인터페이스가 우리의 삶을 어떻게 변화시킬 수 있을까요?
BCI는 운동 장애가 있는 사람들에게 삶을 바꿀 가능성을 제공합니다. 그들은 BCI를 통해 물리적인 행동을 수행할 수 있게 됩니다. BCI는 두뇌 신호를 명령 결과로 변환하는데, 인공지능 알고리즘을 사용합니다. 이러한 명령은 휠체어, 의수 또는 기타 보조 기술을 제어하는 데 사용될 수 있습니다.
BCI 기술은 모든 능력 수준의 개인이 일상적인 작업을 더 쉽게 수행할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 예를 들어 BCI는 타이핑이나 음성 명령의 필요성을 없애 줄 수 있습니다 — 주체는 두뇌 활동을 통해 컴퓨터에 내비게이션 및 입력 명령을 발할 수 있습니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제
BCI 기술의 삶을 변화시키는 가능성과 함께 윤리적 함의가 따릅니다. 두뇌-컴퓨터 인터페이스 연구 분야가 성장하고, 두뇌-컴퓨터 인터페이스 응용의 기술이 개선됨에 따라, 여러 가지 두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제들이 제기되었습니다.
BCI 보안 문제
BCI는 소프트웨어 응용 프로그램이며, 외부 장치에 정보를 전송하는 모든 소프트웨어와 마찬가지로, 전송된 데이터는 악의적인 목적으로 추출될 수 있습니다. BCI 기술에서 보안은 특히 중요합니다. BCI는 사용자의 신경계에서 직접 신호를 캡처합니다. 현재 BCI는 사용자의 의도, 개인적 생각, 또는 그들이 읽고 보거나 보는 것을 추출할 수 없지만, 특정 자극과 BCI 데이터를 결합하면 언젠가 이를 가능하게 할 수 있습니다. BCI는 사용자의 건강 상태나 특정 사건에 대한 친숙도를 결정하는 데 사용될 수 있어 큰 개인 정보 보호 위험이 있습니다.
BCI 개인 정보 보호 문제
마찬가지로, 개인 정보 보호는 BCI 윤리에서 중요한 문제입니다. 캡처된 신경 신호는 사용자의 개인 정보에 접근하는 데 사용될 수 있습니다. 윤리학자들은 BCI 데이터가 어떻게 저장되고 보호되는지에 대해 우려를 제기했습니다. 예를 들어, BCI 데이터는 의료 데이터로 처리해야 할까요, 아니면 상업적 데이터로 처리해야 할까요? BCI 데이터는 익명화해야 할까요? 사용자는 자신의 BCI 데이터가 상업적 목적으로 사용되었는지 어떻게 알 수 있을까요? 두뇌-컴퓨터 인터페이스 윤리적 문제에 대한 많은 논의는 아직 형성 중이지만, 개인 정보 보호와 보안 문제는 여전히 주요 관심사입니다.
EMOTIV가 당신의 두뇌 데이터를 안전하게 보호하는 방법을 알아보세요.
BCI 사용 사례
다음은 오늘날 사용 중인 가장 일반적인 두뇌-컴퓨터 인터페이스 사례입니다:
신경과학
군사
의료
구조/재난 관리
보안
교육
재활
BCI의 간략한 역사
BCI 역사에서 가장 초기의 시점은 독일의 생리학자이자 정신과 의사인 Hans Berger로 거슬러 올라갈 수 있습니다. Berger는 EEG 신호를 기록하는 장치인 전기 뇌파계를 발명했습니다. 그는 1924년에 최초의 인간 EEG 뇌파를 기록한 것으로 알려져 있습니다.
가장 초기의 BCI 실험은 EEG를 사용하여 화면에서 커서를 움직이는 것이었습니다. 이 1977년의 실험은 실험실에서 BCI의 성공적인 사용이 기록된 최초의 사례였습니다.
1988년 Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov, Liljana Bozinovska 의 후에 진행된 기념비적인 실험에서는 BCI와 EEG를 사용하여 로봇을 제어했습니다. 주체는 EEG 기계에서 BCI 소프트웨어에 연결된 로봇으로 신호를 보내며 로봇이 바닥의 선을 따라 가도록 지시했습니다. 이 실험은 EEG 기계를 사용하여 물리적 객체를 성공적으로 제어한 첫 번째 실험이었습니다.
그 이후로, 다양한 신경 기술 회사들이 BCI 임플란트와 착용 가능한 기술을 안전하고 효과적으로 일상적인 사용을 위해 만들기 위해 형성되었습니다. EMOTIV는 2011년에 무선 EEG 헤드셋을 최초로 소개했습니다.
보다 최근인 2017년, 사지 마비 환자인 Rodrigo Hübner Mendes는 BCI 기술과 EMOTIV EEG 헤드셋 덕분에 자신의 뇌파만으로 F1 자동차를 운전한 최초의 사람이 되었습니다.
기업가 Elon Musk의 Neuralink는 인간의 두뇌에 이식할 수 있는 BCI 장치를 만드는 데 중점을 둔 사업입니다. 2024년, Alex라는 참가자는 자신의 뇌파로 커서를 성공적으로 제어하고 비디오 게임을 플레이했습니다.
페이스북은 2017년에 BCI를 개발하고 있다고 발표했습니다. 페이스북의 두뇌-컴퓨터 인터페이스는 사용자가 비침습적인 두뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 두뇌파만으로 타이핑할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다.
두뇌-컴퓨터 인터페이스를 발명한 사람은 누구인가요?
UCLA 교수 Jacques Vidal은 “BCI”라는 용어를 처음 제안하고 이 주제에 대한 최초의 동료 검토된 출판물을 발표했습니다. Vidal은 BCI의 발명자로 널리 인정받고 있으며, 이는 동료 검토된 기사에 반영됩니다.
EMOTIV는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공하나요?
네! EMOTIV는 기업 솔루션, 개인 사용 및 무선 EEG 기술 분야의 선구자이자 시장 리더로 인정받고 있습니다.
EMOTIV는 EmotivBCI라는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 소프트웨어와 페어링될 수 있는 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치를 제공합니다. EmotivBCI는 컴퓨터 내에서 BCI를 구현하기 위해 직접 사용할 수 있습니다. 또한 BCI 출력을 많은 호환 가능한 외부 하드웨어 장치에 직접 제어하도록 연결하는 무료 오픈 소스 플랫폼인 NodeRed와 연결할 수 있습니다. EmotivBCI 및 NodeRed를 통해 개발자는 BCI 응용 프로그램을 구축할 수 있습니다. EMOTIV의 두뇌-컴퓨터 인터페이스 장치에는 EMOTIV Insight 와 EMOTIV EPOC X EEG 헤드셋가 포함됩니다.
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