▲ 고려대학교 뇌공학과 한재호 교수

인류의 삶을 바꿔놓을 ‘뇌-기계 인터페이스’
고려대학교 뇌공학과의 한재호 교수는 세계 뇌과학 분야에서도 ‘뇌-기계 인터페이스(BMI)’ 개발의 선구적인 연구자다. 2011년 고려대학교에 부임한 한재호 교수는 레이저 및 의료 영상 연구경험을 토대로 한 뉴로 포토닉스 및 인터페이스, 광학 기반의 망막·뇌 영상 진단기기, 광생체의공학 및 광센서, 신호·영상 처리 알고리즘 기술 등을 연구·개발하며 실력을 인정받아왔다.
그 가운데서도 한 교수가 집중하고 ‘뇌-기계 인터페이스(BMI)’는 차세대 유비쿼터스 기술의 핵심 요소일 뿐 아니라 U헬스케어 산업 등 생체신호의 측정과 분석이 요구되는 다양한 산업의 원천기술로 주목받고 있는 분야다. 한재호 교수는 “뇌-기계 인터페이스는 우리의 머릿속에 있는 생각을 기계로 하여금 동작으로 구현하게 만드는 프로그램입니다. 이 기술은 가깝게는 자신의 몸처럼 자유롭게 사용할 수 있는 의족·의수의 개발에서 멀게는 가상현실에 접목한 엔터테인먼트 컨텐츠의 개발까지 수많은 미래 첨단산업의 획기적인 전환점이 될 수 있습니다”라고 설명했다.
BMI의 개발은 정밀한 기계작업에 기반 한 의료, 재활, 헬스케어 분야의 발전을 이룰 수 있으며, 다른 일을 하면서 기기를 조작할 수 있어 IT기기, 자전거, 자동차 등에도 활용될 수 있다. 또한 터치스크린이나 증간현실 등의 차세대 인터페이스로도 사용 가능하다. 때문에 전 세계 수많은 국가에서 많은 투자를 쏟아 붓고 있는 핵심전략산업 중 하나이기도 하다.
특히 한재호 교수는 지금껏 뇌-기계 인터페이스 분야에서 시도되지 않았던 ‘광음향 뇌-기계 인터페이스 기술 연구’를 미래창조과학부의 지원을 받아 수행하고 있다. 한 교수는 이 연구를 통해 뇌 및 조직 등에서 나타나는 광음향학적 반응특성을 규명하여 적용 가능성을 밝히고, 외부자극에 따라 나타나는 감각반응 특성을 연구하여 향후 뇌-기계 인터페이스로의 실현 가능성을 규명하겠다는 계획을 갖고 있다. 한재호 교수는 “미국이나 독일이 이 분야 최고 기술을 개발하고 있는데, 우리나라도 그에 뒤처지지 않을 정도의 기술력을 인정받고 있습니다. 앞으로의 사업성 및 연구동향을 전망했을 때, 충분히 뇌-기계 인터페이스 분야의 독창적인 선도 연구 그룹으로 발전할 수 있으리라 자신합니다”라고 밝혔다.

불가능을 가능으로 만들다
지난 2009년, 뇌공학 분야의 세계 Top 10 도달을 목표로 설립된 고려대 뇌공학과는 해당 분야의 전문 인력 양성을 위해 매진해왔다. 특히 매년 해외 석학들의 초청강의를 시행하는 한편, 해외교수와의 공동 연구 지도를 통해 국제적 감각을 갖출 수 있도록 노력해왔다. 또한 fMRI, EEG, NIRS 등 고가의 실험 장비를 도입하여 최신 기술을 접목한 연구가 가능하도록 노력하고 있으며, 뇌공학과-뇌공학연구소 간의 연계를 통해 구축된 세계 최고 수준의 연구와 교육체제를 기반으로 교과과정을 운영 중이다.
한재호 교수는 수많은 첨단 공학 분야 가운데서도 뇌공학은 사람들의 치료에 도움을 줄 수 있는 가장 중요한 분야라고 강조했다. 그는 “뇌공학의 많은 부분들은 인간의 뇌 영역을 탐구하고 신체적 한계를 극복하기 위한 노력을 담고 있습니다. 일례로 뇌-기계 인터페이스가 구현되면 몸을 거동하기 어려운 분들이나, 장애를 가진 분들에게 새로운 삶을 살아갈 수 있는 희망을 줄 수 있습니다”라고 전했다.
고려대학교에서 뇌인지과학융합전공의 주임을 맡고 있기도 한 한 교수는 연구팀과 더불어 기술연구와 세계적인 동향 분석에도 매진하고 있다. 그의 논문은 기계공학 분야의 저명한 국제학술지 ‘IEEE/ASME Transactions on Mechatronics’에 게재되었으며, 그가 배출한 두 명의 석사는 광학 및 전기전자공학 분야의 국제전문학술지 영향력 지수 상위 10% 저널에 제1저자로 논문을 게재하는 성과를 거두기도 했다. 한 교수는 현재 쥐를 대상으로 실제 동물의 행동을 제어하는 인터페이스 연구를 진행 중이다. 이미 초기 결과는 IEEE EMBS Neural Engineering Conference에서 발표된 상태이며, 앞으로도 가시적인 성과를 얻을 수 있을 것으로 기대되고 있다.
한 교수는 “연구란 불가능을 가능으로 만들어내는 작업입니다. 그 과정에서 연구자의 가치관이나 생각은 결과물이 어떤 방향으로 사회에 도움을 주게 될지를 결정합니다. 신뢰·정직·성실을 바탕으로 상상 속의 아이디어들을 기술로 구현할 때, 인류의 삶의 질을 높이는 데 기여하게 될 것이라 생각합니다”라고 밝혔다. 그는 이러한 생각을 제자들에게 강조하고 있다고도 전했다. 국가산업과 사회에 기여하는 공학자로서의 다짐을 굳건히 하고 있는 한재호 교수. 그의 연구가 우리에게 어떤 미래를 보여주게 될지 세간의 이목이 집중되고 있다.

Brain-Machine Interface that will change our lives
Prof. Jaeho is one of the world's top authorities in Brain-Machine Interface (BMI). He became a professor of Korea University in 2011 and has carried out R&D in neurophotonics & interface, optics-based retina & brain imaging device, optical bio engineering & optic sensor and signal/imaging process algorithm.
BMI is the core element of the next generation ubiquitous technology and is regarded as an original technology for various industries including U-health care that requires bio-signal measures and analysis. Prof. Han said "BMI is a program that realizes our thoughts in action. It can enable us to develop artificial arms and legs as well as virtual entertainment contents."
BMI can be applied to medicine, rehabilitation, health care, IT devices, bicycles and cars. It can also be used a touch screen technology and next generation interface and for this reason, many countries are pouring huge amount of money in the field. Han currently is carrying out a research on unprecedented 'Photo Acoustic Brain-Machine Interface Technology' supported by MSIP (the Ministry of Science, ICT and Future Planning). Han is to establish the characteristics of photoacoustic reaction that are appeared on brain and other tissues and the sensory response caused by external stimulus so that he can see the possibility of using Bran-Machine Interface. He continued "The US and Germany are the leading countries in the field but Korea is second to none in terms of its technology. I'm confident to say that we can lead the Brain-Machine Interface field in the near future."

Turning the impossible to possible
Korea University's Brain Engineering Department opened its door in 2009 with the goal to be the world's top 10 in the brain engineering field. The department has held numerous international invitation lectures on a yearly basis and carried out co-research with overseas professors. Also, the department introduced cutting edge research equipments such as fMRI, EEG and NIRS and has built the best research system and curriculum by connecting the related departments and organizations in the world. Prof. Han emphasized that brain engineering was the most important field that can overcome various physical difficulties of the body. He said "Brain engineering studies on the potential of our brain and dynamism of the body. People with physical disabilities will benefit from the development of the field."
Han is also working as the head of Brain Recognition Fusion Science Department. His research papers were published on a renowned mechanical engineering magazine 'IEEE/ASME Transactions on Mechatronics'. In addition, Han's two talented pupils have published their papers on top international academic journals. Currently, Prof. Han is working on interface that can control the movement of a mouse. The initial research result has already been published on IEEE EMBS Neural Engineering Conference and more substantial results are expected from the industry officials.
Prof. Han said "Research is the process to make the impossible to possible. The idea and the value of the researcher therefore play a vital role. It means that the researcher's trustworthiness, honesty and humanity is a must to contribute to raising the quality of our lives."