특허 개요
본 특허는 피부에 입력한 문자·숫자·제스처를 뇌파로 판별하는 피부 터치형 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 디코딩 모델 구축 기술입니다. 사용자가 손바닥·손목·손등 등 터치 영역에 촉각 자극을 입력하면 뇌파 측정 장치가 신호를 수집하고, 학습 단계에서 터치 패턴과 뇌파를 매칭해 기계학습 모델을 구축합니다. 운용 단계에서는 측정 뇌파를 디코딩 모델에 적용해 패턴을 메시지 또는 제스처로 분류하며, 휴식 세션 뇌파를 함께 학습 데이터로 활용해 촉각 입력 신호와 비입력 상태를 구분하도록 구성됩니다.
- 핵심 기능
학습 시나리오에 따라 사용자가 터치 영역에 패턴별 촉각 자극을 입력하면, 해당 시점의 뇌파와 패턴을 매칭해 디코딩 모델의 학습 데이터를 생성합니다. 운용 중에는 측정 뇌파에서 터치 패턴을 추론하고, 메시지는 언어 모델로 교정·출력하며 제스처는 대응 제어 동작으로 외부 장치에 적용합니다.
- 차별 강점
종래 뇌-컴퓨터 인터페이스는 기계 장치·센서의 부착·착용 또는 이식에 따른 신체 부담이 문제로 제시됩니다. 본 특허는 피부 터치에 대응하는 뇌파와 휴식 뇌파를 함께 학습하고, 추론 결과를 메시지 교정 또는 제스처 제어로 연결해 촉각 기반 입력과 장치 제어를 하나의 파이프라인으로 구성한 점이 차별점입니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 뇌파 신호 처리, 촉각 인터랙션, 웨어러블 EEG, 접근성 인터페이스, 가상·증강현실 사용자 인터페이스 분야에 활용 가능하며, 문자·숫자·제스처 기반 의도 추론 연구로 확장할 수 있습니다. 사업 측면에서는 웨어러블·모바일 기기, XR 인터페이스, 보조 의사소통 솔루션, 재활·헬스케어 기기, 콘텐츠 및 스마트 기기 제어 제품군으로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
터치 패턴 입력 중 측정한 뇌파를 문자·숫자·제스처 패턴과 매칭하고, 휴식 세션 뇌파를 추가로 활용하는 디코딩 모델 구축 및 제어 절차가 제시됐습니다. 메시지 교정과 장치 제어 적용 예시는 있으나, 사용자 수·분류 정확도·오류율·실시간 지연 및 장시간 사용 성능에 대한 정량 실증은 기재되지 않았습니다.
- 입력 방식: 신체 터치 영역에 문자·숫자·제스처 촉각 패턴 입력
- 신호 구성: 터치 자극 중 제1 뇌파 신호와 패턴 간 휴식 세션의 제2 뇌파 신호 매칭
- 출력 적용: 메시지 언어 모델 교정 또는 제스처 기반 외부 장치 제어
현재 성과
피부 감각을 입력 센서로 활용해 별도 입력 장치 없이 생체 신호 기반의 명령 입력을 수행하도록 구성됩니다. 문자·숫자·제스처 등 다양한 터치 동작을 명령으로 사용할 수 있으며, 주변 환경이나 시야 조건의 영향을 줄이는 사용 방식을 제시합니다.
학습 시나리오에서 사용자가 입력한 촉각 패턴과 그에 따라 측정된 뇌파를 매칭해 학습 데이터를 구성합니다. 휴식 세션의 뇌파와 시작·종료 동작 시 뇌파를 추가 활용할 수 있도록 하며, 메시지 교정 적용 예시도 제시합니다.
기존 BCI는 동작·시각·발화 상상 신호를 이용한 제어 방식이 활용돼 왔으며, 신체 부착·착용 부담이 한계로 제시됩니다. 본 특허는 피부 터치 패턴에 대응하는 뇌파를 학습하고, 추론 패턴의 유형에 따라 언어 모델 기반 메시지 교정 또는 장치 제어를 수행하는 통합 구조를 제안합니다.
상용화까지 남은 부분
다양한 사용자와 피부 터치 영역에서의 분류 정확도·오류율·재현성 정량 실증
실시간 추론 지연, 신호 품질, 반복 사용 조건을 포함한 장시간 사용 성능 검증
웨어러블 EEG 장치 통합, 실제 사용 환경의 착용성 및 제품 수준 신뢰성 검증
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
뇌파 신호를 디코딩 하는 디코딩 모델 구축 방법과, 이를 포함하는 터치 제어 시스템 및 방법
10-2022-0069931 (2022.06.09)
1020230052799 (2023.04.20)
1029222790000 (2026.01.30)
이성환, 김명기, 조정현, 신혜빈
고려대학교 산학협력단
고려대학교 산학협력단