BCI (Brain Computer Interface)

I. 생각으로 컴퓨터 제어, BCI

가. BCI (Brain Computer Interface)의 개념

  • 인간의 두뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 뇌파를 통해 컴퓨터를 제어하는 인터페이스 기술

나. BCI의 장단점

장점단점
– 생체신호 측정 비용 저렴
– 비침습형의 경우 인체 무해
– 실시간 뇌파 정보 제공
– 직관적인 인터페이스
– 비침습형은 잡파 혼입
– 침습형은 외과시술 필요하며 부작용의 부담 존재
– 뇌파 손실 시 분석 어려움
  • BCI 기술 방식은 뇌파 측정 부위와 특징에 따라 침습형과 비침습형, 뇌파유도형과 인식형으로 구분

 

II. BCI 기술 방식과 시스템 구성요소

가. BCI 기술 방식

분류방식특징
뇌파 측정
부위
침습형
방식
– 마이크로 칩을 두피에 시술 방식
– 정확한 측정 가능하나 부작용 존재
비침습형
방식
– 헬멧이나 헤드셋 형태 장비 사용
– 간편하지만 잡신호 혼재 불가피
활용 뇌파
특징
뇌파유도
방식
– 특정 뇌파 출현을 유도 방식
– 실제 의도와 뇌파 출현 훈련 필요
뇌파인식
방식
– 뇌파 분석, 간단 의사/동작 인식
– 사용자 의도를 그대로 전달

나. BCI 시스템 구성요소

신호 측정– 머리에 부착된 전극으로 뇌파 측정
전처리– 잡파 제거, 분석에 필요 신호 분리
형태추출– 인식률 제고 위해 뇌파데이터 정보 변환
전환 알고리즘– 각 뇌파 데이터를 집단 별 분류
응용단계– 최종 출력은 명령어로 바꾸어 단말 제어

 

III. BCI 응용분야 및 상세 내용

가. BCI 응용분야

효용설명응용분야
신체기능 보조– 신체 미사용, 원하는 동작을 기계로 수행의료, 재활, 헬스케어
편의성 제고– 다른 일 수행하며 기기 조작IT기기, 자동차 등
엔터테인먼트– 게임, 영화 등 집중력과 몰입도 제고게임, 영화
정보/지식 전달– 대화보다 정확한 명령 전달, 통제국방 훈련, 교육

나. BCI 응용 상세 내용

응용분야특징사례
의료, 재활, 헬스케어– 장애인에 일상생활 보조 및 재활 도움로봇팔, 전동 휠체어
IT기기, 자동차– 운동 및 타 업무 중 기기나 차량 제어뇌파컴퓨터, 뇌파 자동 변속 콘셉트
게임, 영화– 안전성 문제 낮음헤드셋, 인터랙티브 영화
국방, 훈련, 교육– 생각, 의도 전달뇌 스캐닝, Silent Talk

 

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