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Nikkei X-TECH_2020.8.6

6G로 ‘인간 확장(Extensions of man)’, 도코모가 주력
타인의 움직임을 자기 몸으로 재현

사람의 감각이나 근육의 움직임을 다른 사람과 공유하는 ‘인간 확장’ 사회가 가까운 미래에 도래할 것으로 보인다. NTT도코모는 2020년 7월 30일에 5G의 차세대 통신 시스템인 6G를 위한 프로젝트를 소개하는 온라인 이벤트 ‘5G evolution & 6G summit’ 패널 세션에서 6G 시대의 활용 분야로서 주목하는 인간 확장에 관한 최신 연구를 소개했다. 원격지에 있는 타인과의 시청각·촉각 공유와 함께 뇌와 외부 기기 간에 직접 정보를 입∙출력하는 기술인 ‘브레인 머신 인터페이스(BMI)’ 분야에서도 초저지연·초대용량의 데이터 전송을 목표로 하는 6G를 빼놓을 수 없다고 했다.

6G는 2030년경의 실용화를 목표로 하는 5G의 차세대 무선통신 방식이다. 5G를 한층 더 진화시킨 초고속·대용량 및 초저지연이나 하늘과 바다, 우주 등 모든 장소로의 커버리지 확장 등이 논의되고 있다. 현시점에서 표준화 활동은 시작되지 않았지만, 중국이나 한국, 유럽 등에서 6G를 위한 프로젝트가 활성화되고 있다.

도코모의 이벤트에서는 인간 확장 기술을 개발하는 벤처기업 H2L(도쿄)이 6G의 활용을 상정하는 사람의 촉감을 원격지의 로봇이나 다른 사람과 상호 공유할 수 있는 ‘바디셰어링(Body sharing) 기술’을 소개했다. 바디셰어링을 사용하면 어떤 사람의 신체 움직임이나 무겁고 가벼운 중량의 감각을 떨어진 장소에 있는 다른 사람에게 전달하고, 그 사람 몸에 원래의 움직임이나 감각을 재현할 수 있게 된다. 이와사키(岩崎) 대표이사는 “예를 들어 전문가의 악기 연주의 움직임을 기록해 자신의 몸에 재현할 수 있다”고 말한다.

H2L이 개발하는 바디셰어링 기술은 움직임이나 감각을 전송하는 측의 사람에게 ‘근변위 센서’를 장착한다. 그리고 받는 측의 사람에게는 근육에 전기 자극을 줌으로써 가상의 움직임이나 감각을 얻을 수 있는 ‘전기 자극 제어(출력) 장치’를 장착한다. 양자가 주고받는 신호에 저지연으로 대용량 통신이 가능한 5G나 6G를 활용하는 등 멀리 떨어져 있는 사람끼리 감각을 공유하는 구조이다.

근변위 센싱 장치에 대해 H2L은 빛을 비추면 근육이 부풀어 오르는 것을 검출하는 근변위 센서를 개발했다. 전완부에 부착해 근육의 신축을 측정, 손가락의 세세한 움직임을 검출한다. 자이로 센서나 가속도 센서에 의한 팔의 각도나 움직임의 센싱과 조합하고 있다고 한다.

출력에 대해 이와사키 씨는 “단순히 전기를 흘려 촉각을 전달하는 것 만으로는, 그다지 몰입감을 얻을 수 없다”라고 한다. 그래서 근육에 전기 자극을 주어 수축시키는 촉각 기술과 더불어 가상현실(VR) 등으로 영상을 제시하고 시각도 공유한다. “시각과 촉감을 조합하는 것이 중요하다”(이와사키 씨). 그래서 중요지는 것이 시각이나 청각, 촉각이 지연 없이 자신의 몸에 전달되는 것이다. 이와사키 씨는 5G와 앞으로 등장할 6G의 초저지연이 관건이 될 것이라고 말한다.

H2L는 2019년에 도코모와 협업. 5G를 활용한 고속·저지연인 바디셰어링을 실현하는 연구를 진행시키고 있다. 예를 들면 양사는 2020년 2월에 오키나와 공업 고등전문학교 등과 협력해, 풀장에 띄운 카약 로봇을 5G로 접속. 감각을 전송함으로써 원격지에서도 카약을 체험할 수 있는 실증실험을 실시했다. VR 영상과 더불어, 노를 저었을 때의 물의 저항감이나 무게, 카약의 기울기와 같은 감각을 원격지로부터도 위화감 없이 전달할 수 있게 진행하고 있다.

-- 뇌파 교환에 6G --
저지연·대용량이라고 하는 6G의 특성은 근변위 센서뿐만 아니라, BMI의 분야에서도 활용할 수 있을 전망이다. 도코모의 이벤트에 등단한 산업기술 종합 연구소의 하세가와(長谷川) 씨(인간정보 인터랙션 연구부문 상급 주임연구원)는 인지 신경과학의 지견을 BMI에 응용해, 근위축성 측삭경화증(ALS, 루게릭병) 등의 운동 기능 장애를 가진 중증 환자와 커뮤니케이션을 도모하는 연구를 소개했다.

루게릭병 환자와의 의사소통에서 이전부터 사용되고 있는 방법은 간병인이 하는 말에 대해 환자가 몸의 일부를 움직여 신호를 보내는 것이다. 이 기법은 의사 전달까지 시간과 노력이 필요한데다 몸을 전혀 움직일 수 없는 중증 환자에게는 적용할 수 없다는 단점이 있다.

이에 하세가와 씨는 뇌의 미소한 전위 변화를 정수리에 단 헤드기어로 의사소통을 도모할 수 있도록 한 ‘뉴로 커뮤니케이터’를 개발했다. 뉴로 커뮤니케이터는 뇌파의 일종인 사상관련전위(ERP) 변화로부터 환자의 의사를 읽어 내는 구조다. 환자의 의사를 파악하기 위해서 ‘화장실’이나 ‘음료’, ‘조명’과 같은 요구 사항의 후보가 되는 메세지를 환자 앞의 모니터에 표시한다. 메시지 후보를 순차적으로 바꾸어 환자의 욕구와 일치했을 경우에 생기는 ERP의 미세 변화를 계측함으로써 의사소통을 도모한다.

‘뇌파를 순간에 해석하는 것이 BMI의 묘미’(하세가와 씨). 임상·간병 장면에서 사용할 때 환자의 의사를 즉시 전달할 필요가 있기 때문에 저지연 전송기술은 필수라고 할 수 있다. “BMI를 포함한 바디 프리 기술이 세계로 확대되고 있는 가운데, 5G/6G와의 연계는 빼놓을 수 없다”라고 하세가와 씨는 말한다.

패널 세션에서는 도쿄 대학의 이나미(稲見) 씨(첨단 과학기술 연구 센터 신체정보학 분야 교수)도 등단.　그가 개발한 원격 2인조 로봇 Fusion을 소개했다.　Fusion은 떨어진 장소에 있는 로봇의 조작자와 파워 어시스트 슈트를 장착한 사람이 동일한 시점에서 공간을 공유. 작업을 가르치거나 스포츠의 연습을 돕거나 하는 커뮤니케이션 로봇이다.

Fusion에 대해 이나미 씨는 “잠시 사용을 할 경우, 떨어져 있는 사람끼리 서로 친해 지게 될 때가 많다. 누군가에게 몸을 맡기거나 하는 것은 상당히 편한 마음이 될 수 있다”라고 말한다. 또한 그는 “통신 기술은 어디에 있더라도 거리를 느끼지 않게 하는 기술이다. 물리적인 거리를 유지하면서 커뮤니케이션을 위해서도 5G/6G가 효과적이다”라며 인간 확장 분야에서 고속 통신의 중요성을 말했다.

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