‘생각이 곧 입력’—2025년 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)의 생명과학·정보기술 융합 최전선

[한국정보기술신문] 지난해 2조 8,400억 원 규모였던 글로벌 BCI 시장은 2033년 15조 원대까지 성장할 것으로 전망된다. BCI가 뇌신경계와 디지털 회로 사이에 직접 통신로를 뚫으면서, 생명과학의 임상 연구와 정보기술(IT) 산업이 한 축으로 묶이고 있다. 특히 침습적(implantable)-비침습적(non-invasive) 기술 스펙트럼 전반에서 신경 신호 해석 정확도가 AI 덕분에 비약적으로 높아지며 '생각 입력 장치'가 현실화하고 있다. 시장 주도권을 둘러싼 움직임도 빨라졌다. 미국의 뉴럴링크·싱크론부터 중국 국영 NeuCyber, 그리고 국내 ICT 대기업까지 '바이오-테크' 융합 생태계가 글로벌 특허와 임상 데이터를 확보하기 위한 레이스에 돌입했다. AI 언어모델-기반 신경해독, 엣지(Edge)-클라우드 협연, 사용자 경험 설계까지—BCI 연구는 더 이상 좁은 실험실에 머물지 않는다.

임플란트 BCI, 임상 무대에 오르다

세계 최초 인간 이식 1주년을 맞은 뉴럴링크는 "테러피(텔레파시) 칩"이 일상 컴퓨터 제어를 가능케 했다고 자평했다. ALS 환자 브래드 스미스 씨는 마우스 커서를 '혀를 움직이는 상상'만으로 조종해 영상을 편집하고, AI 복원 음성으로 내레이션까지 완수했다. 중국 NeuCyber-CIBR 연구진은 반무선(sem-invasive) 칩 '베이나오 1호'를 3명에게 성공적으로 이식한 뒤 올해 13건, 내년 50건 이상 임상을 예고하며 추격에 나섰다. 싱크론은 혈관 내 삽입형 '스텐트로드'를 애플의 새로운 BCI HID 프로토콜과 연동, 아이폰·비전프로를 생각만으로 조작하는 데 시연에 성공했다. 6명 대상 COMMAND 시험에서 12 개월간 중대한 신경학적 부작용 '0'건을 기록하며 안전성도 입증했다는 분석이 나온다.

AI와 함께 진화하는 BCI

동시에 뇌 내부 "속말"까지 실시간 해독하는 알고리즘이 등장했다. 지난해 Nature는 두 환자의 '마음속 단어'를 79% 정확도로 판별한 임상 칩 결과를 보도했다. 싱크론은 엔비디아 'Holoscan' 플랫폼을 도입해 신경 신호를 단말 내부에서 바로 추론, 지연시간을 크게 줄인 차세대 장비를 발표했다. Holoscan + Cosmos AI 모델은 대규모 뇌 데이터로 'Chiral' 기초 모델을 학습, 사용자의 의도를 더 정밀하게 예측한다. 학계도 의료 AI 시스템 지연 편차를 30% 줄이는 GPU 멀티태스킹 설계를 제시하며 엣지-AI 최적화 경쟁에 뛰어들었다. 실험실에선 fMRI 신호만으로 대형 언어모델(LLM)을 직접 구동, 10 분 분량 문장을 자동 생성해내는 'Brain-LLM' 접근이 공개돼 언어 복원 한계를 넓혔다.

비침습·웨어러블 시장의 약진

EEG 기반 헤드셋은 의료-연구용을 넘어 소비자용 '집중력 코치'로 확장 중이다. 미국 뉴러블은 12개 전극을 헤드폰 패드에 내장한 'MW75 Neuro'를 선보여, 작업 집중도를 실시간 피드백하는 기능을 699달러에 예약 판매하고 있다. 시장조사기관 IDTechEx는 "향후 20년간 비침습 BCI가 전체 매출의 60% 이상을 차지할 것"이라며 소비재-헬스케어 융합을 주요 기회로 꼽았다. 2025년 현재 비침습 장비가 전체 BCI 하드웨어의 86%를 차지하지만, AI-기반 신경신호 전처리가 성능 병목을 결정한다는 지적도 나온다. 투자사 byFounders는 "착용감 해결과 데이터 해독 표준화가 이뤄질 때 BCI가 스마트워치만큼 대중화될 것"이라고 분석한다.

인프라·보안·규제의 과제

의료용 BCI는 엣지 GPU에서 실시간 추론 후 클라우드로 동기화되는 하이브리드 인프라를 요구한다. Holoscan 사례처럼 신경 데이터가 단말-클라우드-모바일 OS까지 흐르기 때문에, 데이터 지연과 전력 효율을 모두 잡는 설계가 필수다. 그러나 네트워크 연결성은 해킹 위험을 키운다. 예일대 연구진은 암호화·원격 업데이트 정책이 미비할 경우 '의도왜곡' 같은 심각한 공격 시나리오가 가능하다고 경고했다. FDA는 지난해 '임플란트형 BCI 임상평가 가이드라인' 초안을 발표, 소프트웨어 업그레이드 계획을 승인 조건에 포함하도록 권고했다. NIH BRAIN Initiative도 '뇌-데이터 거버넌스' 원칙을 재정비하며, 개인정보·신경권(Neurorights) 보호를 연구비 지원 핵심 요건으로 명시했다.

미래 전망과 한국 ICT 기회

Generative-BCI 연구는 뇌파를 LLM에 바로 투입해 대화형 AI를 구동하는 단계로 나아가고 있다. 국내 반도체-통신 강자는 초저지연 엣지 칩, 6G-급 무선 백홀을 통해 국제 임상·데이터 센터를 연결하는 '뉴로 클라우드' 시장을 노려볼 만하다. 윤리-보안 설계를 전 과정에 내재화하지 못하면, BCI는 "차세대 개인정보 유출 지뢰밭"이 될 수 있다는 경고도 무겁다. IEC 등 국제표준 기구는 비침습 BCI용 데이터·전극·HCI 규격 초안을 마련 중이며, 한국 기업·학계의 선제적 참여가 요구된다.

결국 BCI는 생명과학의 '신경 해독'과 IT의 '실시간 컴퓨팅'이 만나는 결정적 지점이다. 시장과 연구가 맞물린 지금, '생각이 곧 입력'이 되는 미래는 이미 파일럿에서 서비스로 향하고 있다.

한국정보기술신문 학제간융합분과 김수민 기자 news@kitpa.org