초록 ▼

□ 연구개발 목표
팔의 위치-운동 정보를 뇌에 직접적으로 전달함으로써 실제 팔 제어에 가까운 고정밀 상지제어 뇌-기계 인터페이스 기술을 개발함을 목표로 함. 본 연구의 가시적 결과물은 상지제어 디코딩 기술과 상지 위치-운동 정보 대뇌 전달 인코딩 기술을 포함한 메시지-모듈 기반 뇌-기계 인터페이스 플랫폼이며, 성과 목표로는 영장류 전임상 테스트를 통하여 사람에게 적용할 수 있는 안전성과 유효성을 확보하는 것임

□ 연구개발 내용
팔의 위치-운동 정보를 뇌에 직접적으로 전달함으로써 실제 팔 제어에 가까운 고성능

□ 연구개발 목표
팔의 위치-운동 정보를 뇌에 직접적으로 전달함으로써 실제 팔 제어에 가까운 고정밀 상지제어 뇌-기계 인터페이스 기술을 개발함을 목표로 함. 본 연구의 가시적 결과물은 상지제어 디코딩 기술과 상지 위치-운동 정보 대뇌 전달 인코딩 기술을 포함한 메시지-모듈 기반 뇌-기계 인터페이스 플랫폼이며, 성과 목표로는 영장류 전임상 테스트를 통하여 사람에게 적용할 수 있는 안전성과 유효성을 확보하는 것임

□ 연구개발 내용
팔의 위치-운동 정보를 뇌에 직접적으로 전달함으로써 실제 팔 제어에 가까운 고성능 상지제어 뇌-기계 인터페이스 기술 개발을 목표로 함. 이를 달성하기 위해 다음과 같은 연구개발을 수행
○ 메시지-모듈 기반 뇌-기계 인터페이스 플랫폼 디자인 및 영장류 행동실험 시스템 구축
- 핵심 하드웨어를 제어하는 소프트웨어 모듈, 대단위 뇌 신경신호로부터 팔 운동 정보를 추출하는 모듈, 팔 위치-운동 정보 대뇌 전달 모듈이 포함된 뇌-기계 인터페이스 플랫폼 디자인 구축
○ 3차원 상지운동 뇌-기계 인터페이스 영장류 전임상 모델 구축
- 미세 전극 어레이 삽입수술 기법 확보 및 삽입
- 상지운동 제어 영장류 행동실험 훈련 (뻗어서 잡기 3차원 팔운동)
- 상지외부기기 제어를 위한 신경데이터 수집 및 분석
○ 상지제어 영장류 뇌-기계 인터페이스 개발 및 위치-운동 정보 전달 대뇌신경 자극 기반 기술 개발
- 대단위 신경 신호로부터 팔 운동 정보를 추출하는 알고리즘 개발 및 로봇팔 제어 시연
- 신경가소성을 이용한 뇌신경 자극 프로토콜 확립
- 위치-운동 정보 인식 실험 디자인 및 테스트
○ 운동제어-위치정보 통합형 뇌-기계 인터페이스 시스템 구축
- 상지운동제어기술과 위치-운동정보 전달 뇌자극 기술이 통합된 시스템 구축
○ 시스템 검증 보완 및 기술의 고도화
- 영장류 행동실험 테스트를 통한 시스템 유효성 검증, 기술의 고도화 및 시스템 시연

□ 활용계획 및기대효과(응용분야 및 활용범위 포함)
○ 미래원천기술 응용방안
- 안전성과 효율성을 갖는 인체 삽입형 신경조절 치료기기, 재활의료기기의 개발 연계
- 비침습적 뇌 신호 분석 기기들과 연계한 융·복합 모달리티를 구성하고, 이에 기반을 둔 고감도 뇌-기계 인터페이스 기술개발에 응용
- 비약적으로 발전하고 있는 인공지능 기술과 접목하여 운동복원을 넘어선 인지복원, 인지확장이 가능한 뇌-인공지능 인터페이스 (BAI : Brain AI Interface) 신기술 개발 연계 및 시장개척
○ 실용화·제품화 및 신산업 창출 방안
- 신체결손 보조 의료기기 및 재활기기로의 실용화, 제품화
- 뇌-감각-운동 사이의 상관관계를 이해하여 비약물 노인성 뇌질환 치료·완화 신경조절기기 개발
- 영장류 테스트를 통하여 국제적으로 신뢰성을 보장받는 인체 삽입형 의료기기의 제품화 및 새로운 산업의 활성화

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 연구 분야 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목별 성과 ... 5
• 1-1. 연구개발 목표 ... 5
• 1-2 평가항목별 성과 ... 5
• 1-3. 목표 미달 시 원인 분석 ... 9
• 1-4 (해당 시) 연구개발 목표 및 주요내용 변경사항 ... 10
• 1-5. 선정/단계/연차점검의견 ... 11
• 2. 추진내용 및 연구개발결과 ... 14
• 2-1. 추진내용 및 연구개발결과 ... 14
• 2-2. 추진 일정 실적 ... 41
• 2-3. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여정도 ... 44
• 2-4. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 45
• 3. 연구 개발 결과의 활용 방안 ... 46
• 4. 당초 연구계획 대비 주요 변경사항 ... 48
• 붙임. 참고문헌 ... 49
• 끝페이지 ... 51