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중추신경계 손상 장애 기능 복원을 위한 양방향 Brain-to-Robot 통합 아키텍처

서울대병원(병원장 백남종)이 중추신경계 손상 환자의 끊어진 신경 연결을 인공적으로 복원해 움직임과 감각을 되찾게 하는 '양방향 Brain-to-Robot(뇌-로봇)' 기술 연구개발에 본격 착수한다고 16일 밝혔다.

이번 연구는 「범부처 첨단 의료기기 연구개발사업」의 플래그십 과제로 선정되어, 2026년부터 2032년까지 7년간 총 300억 원(국비 202.5억 원 포함)의 예산이 투입되는 대규모 프로젝트다. 서울대병원은 이 컨소시엄에서 핵심 분야인 뇌신경 인터페이스 뇌-BCI 칩 이식 임상을 총괄한다.

이번 과제의 목표는 뇌 신호로 외골격 로봇을 구동하는 동시에, 로봇이 느끼는 압력과 힘 등 감각 정보를 환자의 뇌로 실시간 되돌려보내는 '양방향 폐루프(Closed-loop) 구조'를 완성하는 것이다. 대뇌 피질에 행동 의도를 읽는 디코딩 전극과 감각을 주입하는 인코딩 전극을 동시에 이식해야 하는 고난도 기술로, 아직 전 세계적으로 완전히 구현된 사례가 없다.

국내 산학연병 연합 컨소시엄에는 ㈜엔젤로보틱스가 외골격 로봇 제작을, DGIST와 ㈜엔사이드가 피질삽입형 전극을, KAIST가 체성감각 센서와 AI 신호처리를 담당한다. 임상시험은 서울대병원 신경외과(백선하 교수)가 뇌-BCI 칩 이식을 총괄하며, 세브란스병원·삼성서울병원 등이 외골격 로봇 임상을 공동 수행한다.

수술을 이끄는 서울대병원 신경외과는 고해상도 MRI, PET 등 첨단 영상 분석 시스템을 활용해 1mm 이하 수준의 정밀도로 초고밀도 전극을 삽입하는 고도화된 수술 전략을 개발하고 안전성을 검증할 계획이다. 연구는 전극 확보(1단계), 인체 임상(2단계)을 거쳐 2032년까지 식약처 인허가와 상용화(3단계)를 완료할 예정이다.

백선하 서울대병원 신경외과 교수는 "이번 연구는 기존의 기술적 한계를 극복하는 중대한 프로젝트"라며 "중추신경계 손상 환자들이 다시 움직이고 느끼며 독립적인 삶을 살아갈 수 있도록 임상에 최선을 다하겠다"고 말했다.

(왼쪽부터) KAIST 공경철 교수, DGIST 장경인 교수, 서울대병원 백선하 교수 세브란스병원 나동욱 교수