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과학 기술 관찰 전문가: 머스크의 뇌-컴퓨터 인터페이스 회사는 상용화 경로를 따르고 있으며 최첨단 기술을 대표하지 않습니다.

2024-08-03

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요약:상하이는 아직 국내 선도기업을 형성하지 못했다.


두뇌-컴퓨터 인터페이스에 관해서는 약간 공상 과학적이고 손이 닿지 않는 것처럼 보일 수 있습니다. 실제로 달팽이관 이식은 광범위하게 말하면 오랫동안 인기를 끌었던 이식형 뇌-컴퓨터 인터페이스 애플리케이션으로, 외부 소리 신호를 전기 자극으로 변환해 중추신경계에 직접 연결해 외부 소리 정보를 청각 장애인의 뇌에 입력하는 방식이다. . 뇌.

올해 1월, 미국의 유명한 기업가인 머스크는 여러 과학자들과 함께 설립한 뉴럴링크(Neuralink) 회사가 인간 두뇌에 칩 장치 이식을 완료했다고 소셜 플랫폼을 통해 발표했습니다.

이는 회사의 첫 번째 사례일 뿐이며 인간을 대상으로 한 최초의 침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스 임상 시험은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 머스크는 과감한 혁신으로 유명하며, 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야에서 그의 일거수일투족은 항상 주목을 받고 있으며 많은 관심을 받고 있습니다. 얼마 전 그는 Neuralink의 다음 제품이 시각 장애인의 시력 회복을 돕는 데 전념할 것이라고 광고했습니다.

뉴럴링크의 기술은 최첨단 기술인가요? 중국의 뇌-컴퓨터 인터페이스 현황은 어떠한가? 상하이에서 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발하면 어떤 이점이 있나요?해방일보·상관뉴스 기자 단독 인터뷰Wang Shouyan은 푸단대학교 뇌모방지능과학기술연구소 부소장이자 신경 조절 및 뇌-컴퓨터 인터페이스 연구 센터 소장입니다.

[머스크의 회사는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 1.0에 있습니다]

"Neuralink는 EEG 신호를 수집하고 디코딩하는 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술 1.0의 뇌 읽기 단계에 있습니다. 이는 상용화 경로이며 세계에서 가장 최첨단 기술을 대표하지 않습니다." 뇌-컴퓨터 인터페이스의 과학 기술 발전 경로는 머스크의 경로와 비교할 수 없다고 믿습니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스의 발전 경로 관점에서 볼 때, 2.0은 심부 전기 자극, 달팽이관 이식, 망막 이식, 척수 전기 자극 등을 통해 외부 정보를 뇌에 전달하는 "뇌에 쓰기"입니다. 뇌와 기계 사이의 정보 상호작용을 달성하기 위한 "읽기 및 쓰기 상호작용" 4.0은 두뇌와 유사한 개발을 통해 인간과 지능형 기계 및 환경 간의 고급 인지 기능의 상호작용 및 통합을 실현하는 "뇌-지능 융합"입니다. 지능 기술.

1973년 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 캠퍼스의 자크 비달(Jacques Vidal)이 처음으로 '뇌-컴퓨터 인터페이스' 개념을 제안한 이래로 '뇌 읽기'와 '뇌 쓰기'라는 두 가지 경로가 반세기 동안 병행하여 발전해 왔습니다. 오랫동안 '뇌 판독'은 실용적인 적용 경로가 거의 없다는 딜레마에 직면해 있으며, 주로 재활을 위한 보조 기술로 사용됩니다. 대조적으로, "브레인 라이팅(brain writing)"은 신경 조절에 초점을 두고 있으며 임상 실습에서 널리 사용되어 왔습니다. 우리나라를 예로 들면, 130개 이상의 병원에서 뇌 심부 자극 수술을 시행하고 있으며, 매년 10,000명 이상이 인공와우 이식을 통해 우리나라에서는 1,000개 이상의 병원에서 경두개 자기 수술을 시행하여 수만 명의 어린이의 청력을 회복했습니다. 자극 치료 서비스를 제공하고 있으며 매년 10,000명 이상이 이식을 받고 있습니다. 우울증 치료를 받는 환자 수를 보수적으로 추산하면 천만 명이 넘습니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스의 핵심 과학적 이슈는 뇌 정보와 외부 장치 및 환경 간의 상호 작용입니다. 최근 몇 년 동안 국제 사회는 점차 '뇌 읽기'와 '뇌 쓰기'를 통합하여 우울증, 통증, 간질 및 기타 분야에서 초기 돌파구를 마련했습니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스의 미래 장기 목표는 무엇입니까? "인간 의식과 디지털 가상 세계를 연결합니다." Wang Shouyan은 인공 지능의 급속한 발전으로 디지털 트윈과 구체화된 지능이 점차 현실화되고 감정, 기억, 의사 결정 능력을 갖춘 디지털 삶이 등장할 것이라고 말했습니다. 뇌와 지능의 통합 인간과 지능적 환경의 통합이 다음 핵심 노드가 될 것입니다. 그 기술적 혁신은 인지 신경과학과 뇌 유사 지능의 발전에 있으며 이는 Neuralink의 "뇌 읽기"에만 의존해서는 달성할 수 없습니다. " 사업 개발 경로.

[기술 중심 또는 문제 중심]

"네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)"는 2023년이 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술의 원년이며 곧 시장 폭발 시기를 맞이할 것이라고 믿습니다. McKinsey의 계산에 따르면 뇌-컴퓨터 인터페이스 의료 애플리케이션의 글로벌 잠재 시장 규모는 2030년에 400억 달러에 이를 것으로 예상되며, 2040년에는 1,450억 달러를 초과할 것으로 예상됩니다.

2023년 1분기 기준으로 전 세계적으로 대표적인 뇌-컴퓨터 인터페이스 기업이 500개 이상이다. 그 중 전극, 칩 등 핵심기기를 생산·판매하는 기업을 포함해 업스트림이 8%를 차지하고, 의료·과학 연구도구, 분석소프트웨어, 수집장비 등을 생산·판매하는 기업을 포함해 미드스트림이 30%를 차지한다. 다운스트림은 의료, 산업, 교육, 소비자 및 기타 산업에 제품과 솔루션을 제공하는 회사를 포함하여 62%를 차지합니다.

현재 중국의 뇌-컴퓨터 인터페이스의 국제적 위상은 어떠한가? "우리나라의 뇌-컴퓨터 인터페이스는 더 일찍 시작되어 많은 경험을 축적했지만 파괴적인 돌파구는 거의 없습니다. 현재 '읽기 및 쓰기 상호 작용' 3.0 단계에서 우리나라와 외국은 기본적으로 평행하며 각각 Wang Shouyan은 외국이 이론과 임상 실습에서 발전했다고 말했습니다. 연구를 선도하는 우리나라는 기술 연구 개발에서 우위를 점하고 있습니다. 따라서 '이론-기술-임상 적용'의 조화로운 개발을 유도해야 하며, '뇌-지능 융합' 4.0 단계의 뇌형 지능 과제를 적극적으로 전개해야 한다.

현재 전 세계적으로 뇌-컴퓨터 인터페이스 개발 경로는 두 가지가 있는데, 하나는 과학기술계의 문제로 인해 대중에게 잘 알려지지 않은 숨겨진 경로이다. 예를 들어 스위스 연방공과대학(Swiss Federal Institute of Technology)은 척추 하반신 마비 환자들이 다시 걸을 수 있게 했고, 미국 마운트 시나이 의과대학(Mount Sinai School of Medicine)은 폐쇄 루프 심부 뇌 자극을 사용해 심한 우울증의 효능을 70%까지 높였으며, 푸단대학교(Fudan University) 시각 장애인의 시력을 회복하기 위한 수동 인공 망막을 개발했으며, 칭화 대학교는 뇌 조절의 실시간 영상을 달성하기 위해 뇌 박동기 기술과 호환되는 세계 최초의 MRI를 개척했습니다. 두 번째는 기술적 혁신을 통해 주도되는 명시적인 경로입니다. 머스크(Musk)로 대표되는 변신 경로.

Wang Shouyan은 기술 중심 기술이 단일 지점 혁신을 가져오는 반면, 문제 중심 기술은 교차 통합을 가져온다고 믿습니다. 기술 중심에서 문제 중심으로의 전환은 뇌-컴퓨터 인터페이스의 파괴적인 변화에 도움이 될 것입니다. 우리 나라의 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야는 독립적인 개발 경로를 가져야 합니다. 머스크를 벤치마킹한다면 우회로를 택하여 국가의 과학기술적, 사회적 자원을 많이 낭비할 수 있습니다.

"최근 외국에서는 뇌-컴퓨터 인터페이스와 신경조절의 통합을 위한 개발 경로를 제안했습니다. 2022년에 우리는 "뇌-컴퓨터 상호작용 신경조절의 최전선 발전에 관한 백서"를 발표했습니다."라고 Wang Shouyan은 소개했습니다.

[상하이는 글로벌 경쟁에서 나름의 장점을 갖고 있다]

우리나라의 "14차 5개년 계획"에는 뇌-컴퓨터 인터페이스가 해결해야 할 핵심 기술 범주로 명확하게 나열되어 있습니다. Wang Shouyan은 "이를 통해 기초 과학 연구와 뇌-컴퓨터 인터페이스의 핵심 기술 연구 및 개발이 효과적으로 촉진되었지만 여전히 생태학적 건설에 대한 투자가 부족합니다."라고 말했습니다.

첫째, 과학연구와 산업의 통합에 대한 투자가 부족하다. 혁신적인 제품이 적고 응용 구현이 어렵습니다. 단일 기술 혁신이 많고 학제 간 협력이 적으며 기술 혁신을 연결하기가 어렵습니다.

둘째, 다학제적 인재에 대한 예비와 훈련이 부족하다. 뇌-컴퓨터 인터페이스를 위해서는 연구자와 실무자가 '특수부대'처럼 되어야 하며, 의학, 컴퓨터, 인공지능, 로봇공학, 재료과학, 전자공학 등 첨단 기술과 그 응용에 대한 폭넓은 이해를 갖춰야 합니다.

셋째, 산학연-응용 생태계가 아직 확립되지 않아 과학적인 연구 방향, 산업 배치, 전환 응용이 분산되어 있다.

넷째, 법적, 윤리적 규범 측면에서 인간 실험 및 인간 두뇌 정보 데이터의 개인정보 보호는 법적 규범이 부족하고 윤리적 기준이 불명확하다는 문제에 직면해 있습니다.

올해 3월 상하이는 기업이 바이오제조, 뇌-컴퓨터 인터페이스, Web3.0, 메타버스, 6G, 양자 기술 등 새로운 기술 혁신 분야에서 혁신을 주도할 수 있도록 지원하기 위해 '신산업화 가속화를 위한 구현 계획'을 발표했습니다. 우주정보, 저고도경제, 산업의 '핵폭발점'을 육성한다.

현재 상하이에는 20개 이상의 뇌-컴퓨터 인터페이스 회사가 있는데, 그 중 약 60%가 대학 및 과학 연구 기관에서 인큐베이팅되었으며, 대부분은 2015년 이후에 설립된 스타트업 회사입니다. 이들 기업은 대체적으로 규모가 작고, 인공지능, 스마트제조 등 산업간 협력이 부족하고, 아직 국내 선두기업을 형성하지 못했다.

Wang Shouyan은 "그러나 우리는 상하이가 풍부한 혁신 요소, 완전한 규율 배치, 견고한 국제 협력 기반 등 뇌-컴퓨터 인터페이스 산업의 글로벌 경쟁에서 이점을 갖고 있다는 점도 주목해야 합니다."라고 말했습니다.

상하이는 최근 "바이오의약품 산업 전체 체인의 혁신적인 발전 지원에 대한 여러 의견"을 포함한 다양한 정책 이니셔티브를 시작했습니다. 그는 이것이 좋은 두뇌-컴퓨터 인터페이스 생태계 구축을 확실히 가속화하고, 대학과 과학 연구 기관, 기업, 투자자 간의 다자간 교류를 통합하고, 여러 정부 부서의 연결과 조정을 강화하고, 상하이를 건설할 것이라고 생각합니다. 뇌-컴퓨터 인터페이스 분야의 국제적 리더로 성장했습니다.