BCI 기술개발에서 임상 및 안전성 연구 가이드라인 개발에 관한 검토

강태우,오태원 경상국립대학교 법학연구소 2024 法學硏究 Vol.32 No.2

인공지능의 비약적인 발전으로 인해 인간의 뇌에 대한 신비가 풀리고 있다. 또한 이런 연구성과를 토대로 인간을 모사한 인공지능이 개발되고 있으며, BCI를 통해서 인간과 기계가 융합하는 시대가 도래할 것으로 전망되고 있다. BCI는 뇌질환과 같은 난제를 극복하고 인간삶의 질을 향상시키고 국민 건강의 질을 높여줄 강력한 수단이 될 수 있다. 그렇지만 모든 과학기술은 항상 이중성을 가지고 있다. 올바른 목적으로 미래 사회를 생각하며 사용하면 인류에게 큰 혜택을 주지만, 악의적 목적을 가지고 사용한다면 인류의 존망(存亡)에 관련된 사고를 일으킬 수 있다. 현재 연구현장을 비롯한 우리 사회는 BCI 기술이 가져다 줄 혜택에만 집중하는 경향이 있다. 그렇지만 인간의 뇌에 대한 접근 신중하고 충분한 사회적 논의를 거쳐서 이뤄져야 할 필요가 있다. BCI 기술 자체가 인공지능을 비롯한 이종 기술을 융합한 연구 분야로 신경과학자, 임상의사를 비롯해 다양한 과학기술분야의 전문가가 참여해 예상되는 문제점에 대하여 충분히 논의하고, 이를 법정책화하여 최소한의 규제를 설정할 필요가 있다. 이러한 규제는 인간의 기본권을 충분히 보장하면서도 혁신적인 BCI 기술개발을 촉진할 수 있는 새로운 매개체가 되어야 할 것이다. 현행 「생명윤리법」, 「약사법」으로 이중화된 법정기구를 새로이 개편하여 과학기술 진화 흐름에 맞춰 새로운 거버넌스를 만들어 사회에 확산시킬 필요가 있다. 그리고 이에 대한 전문가의 의견, 사회적 인식 등을 법정책에 반영하기 위해서는 사회 구성원 모두가 참여하는 개방형 플랫폼을 구축해서 운영할 필요가 있다. Recent breakthroughs in artificial intelligence are leading to the development of AI systems that emulate human cognition, paving the way for the imminent era of human-machine convergence through Brain-Computer Interface (BCI) technology. BCI holds immense potential as a powerful tool for addressing challenges such as neurological disorders, enhancing human well-being, and improving public health standards. However, like all scientific endeavors, BCI technology presents a double-edged sword. When used for noble purposes, it can significantly benefit humanity; however, if exploited with malicious intent, it could pose existential threats. Currently, our societal discourse, including within research circles, predominantly focuses on the potential advantages that BCI technology could bring. However, a thorough and open public discussion is necessary concerning access to and the use of the human brain. BCI, being an interdisciplinary research domain that integrates artificial intelligence and various technologies, requires comprehensive discussions that encompass potential risks. It is essential to engage neuroscientists, clinicians, and experts from diverse scientific and technological fields to identify potential risks and develop regulatory frameworks through legislation. These regulations should serve as mechanisms for fostering innovative developments in BCI technology while rigorously safeguarding fundamental human rights. As a result, the current patchwork of regulations within the Bioethics Act and the Pharmaceutical Affairs Act requires restructuring to align with the evolving scientific and technological landscape, with the resultant governance mechanisms effectively communicated throughout society. In addition, to integrate expert insights and societal perspectives into legislative policymaking, the establishment and operation of an inclusive platform where all segments of society actively participate become essential. This open forum would serve as a mechanism for synthesizing diverse viewpoints, ensuring that legal policies governing BCI technology resonate with societal values and aspirations.

철강산업과 BCI 간의 상호관련성 분석

황요평(Yo-Pyung Hwang),박근식(Keun-Sik Park) 한국국제상학회 2021 國際商學 Vol.36 No.2

본 연구는 BCI(Baltic Capesize Index)가 최초로 고시된 1999년 3월부터 2021년 3월까지의 철강산업의 주(major)원료가격, 물동량, Capesize 선복량 그리고 세계조강생산량의 실증자료를 이용해 흐름을 파악하고, 시계열 분석을 통해 BCI와의 상호관련성을 파악하고자 하였다. 변수들의 기술적 통계값을 알아보기 위해 기술통계분석을 사전 실시 후 단위근 검정과 공적분 검정을 진행하고, VECM(벡터오차수정 모형)을 통해 해운시장과 철강시장의 대표 변수들 간의 동태적 특성을 분석하였다. 단위근 검정결과 6개의 변수가 모두 단위근을 가지고 있어 자기상관의 존재를 알 수 있었으며, Granger 인과관계 검정을 통해 철강산업의 주원료 가격은 BCI에 상호 유의한 영향을 주고, 물동량 측면에서는 원료탄이 BCI에 영향을 주는 것을 확인하였다. 또한, 이번 연구를 통해 새롭게 확인한 세계조강생산량은 BCI로부터 영향을 받고 있다는 상관관계를 확인하였다. 이를 통해 원자재가격 상승이 BCI의 동반 상승을 유도하는 것을 예상할 수 있으며, 이는 기대 이론에 따른 BCI의 상호 구조가 성립함을 시사했다. 나아가 충격반응 분석을 통해 신뢰구간의 상한과 하한이 모두 양(+)의 구간에 있는 철광석 가격은 단기와 장기에 있어 BCI와 모두 유의미한 것을 확인하였다. 마지막으로 예측오차 분산분해 결과 BCI의 자체충격이 장기까지 가장 높았고, 상대적으로 가장 많은 영향력을 가지는 변수는 바로 철광석가격이었으며, 다른 상대 변수들에 BCI에 전이되는 충격이 가장 높다는 것을 알 수 있었다. Purpose : This research focuses on finding the relationship between the Baltic Exchange Capesize Index(BCI) and the overall impact caused by factors including the price changes in raw materials in the steel industry, seaborne trades, and development of capesize vessels. Research design, data, methodology : After conducting descriptive statistical analysis by examining the period ranging from 1999 to 2021, including the percussion of COVID-19 made a clear mark, to identify the correlation of variables, followed by the Unit root and Cointegration test, a Vector error correction model(VECM) has been used in order to understand the dynamic characteristics of the key variables of the maritime and steel market. Results : According to the result, presented findings that the price of raw material of the steel industry and BCI have mutually significant influences and in addition the study revealed a new correlation between world crude steel production and BCI, where the crude steel production was affected by the BCI. Conclusions : In times when COVID-19 presents a challenge marked by unpredictability and characteristics unforeseen by patterns and trends of past economic crisis, the raw material market needs to be examined in a new light as a key factor for practitioners when analyzing and predicting the market in the decision making processes using BCI.

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)와 인간의 조건에 대한 정치철학적 고찰

정진화(Jinwha Chung) 경희대학교 인류사회재건연구원 2023 OUGHTOPIA Vol.37 No.3

과학기술이 혁신과 초월을 거듭하고 있는 시대에 새롭게 부상하고 있는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface: BCI)’는 삶의 형태와 인간의 존재 방식까지 변화시킬 수 있을 것으로 보이며 BCI가 가져올 미래는 인간의 자유와 조건에 대한 궁극적인 질문을 던지고 있다. 이 점에서 BCI에 관한 문제는 과학, 경제, 산업 분야의 긍정적 전망과 윤리적 차원의 부정적 전망을 넘어 정치의 영역으로 이동시켜 논의할 필요가 있다. 이에 본 연구는 Arendt가 사유한 인간의 조건을 이론적 토대로 삼아 BCI에 내포된 특징과 문제들을 탐구하고, 정치적 과제와 역할을 모색해보고자 하였다. 인간의 조건을 활동적 삶과 정신의 삶 두 측면에서 사유한 Arendt의 사상과 이론은 BCI와 같이 신체적 활동뿐 아니라 정신적 활동까지 변화시킬 수 있는 기술을 고찰하는데 중요한 이론적 토대가 될 것이며 Arendt가 강조한 정치의 의미는 향후 정치적 과제와 역할을 모색하는 데에 중요한 실마리를 제공해 줄 수 있을 것이라 생각한다. In an era where science and technology are constantly innovating and transcending, the newly emerging ‘Brain–Computer Interface(BCI)’ is expected to change the form of life and even the way humans exist, and which BCI will bring the future is asking ultimate questions about freedom and conditions of human. In this respect, the issue of BCI needs to be discussed beyond the positive outlook in the fields of science, economy and industry and the negative outlook in the ethical dimension, and moved to the realm of politics. Therefore, this study tried to explore the characteristics and problems contained in BCI, and to seek political tasks and roles, based on the human condition thought by Arendt as a theoretical basis. Arendt’s thoughts and theories, which considered the human condition in terms of both ‘vita action’ and ‘the life of the mind’, will serve as an important theoretical basis for examining technology that can change not only physical activity but also mental activity, such as BCI. And I think that the meaning of politics emphasized by Arendt will be able to provide an important clue to finding political tasks and roles in the future.

BCI를 기반으로 하는 플레이어의 새로운 게임플레이 경험 연구

고민진,오규환,배경우 한국게임학회 2009 한국게임학회 논문지 Vol.9 No.6

Brain-Computer Interface(이하 BCI)는 뇌파를 활용하여 인간의 의지로 컴퓨터를 제어하는 수단이나 행위이다. 뇌파 인터페이스 관련 하드웨어 제작 기술이 발전함에 따라 고가이면서 대형이었던 뇌파 측정 장비가 최근에는 소형화 되고 개인이 구매 가능한 가격대로 출시되면서 앞으로 다양한 멀티미디어 분야에서 응용이 될 것으로 예상된다. 이 논문은 뇌파 인터페이스 장치를 게임의 새로운 장치로 활용이 가능한지에 대해 게임 디자인적 관점에서 접근한다. 먼저 논문에서는 뇌파 인터페이스 장치를 적극적으로 활용할 수 있는 게임 플레이 요소를 제안하고 체계화하며, 이를 기반으로 하는 게임의 시제품을 제작하였다. 다음으로 기존의 키보드, 마우스를 입력 장치로 사용하는 게임과의 비교 체험을 통해 뇌파 인터페이스 장치의 활용이 직관적이고 효율적인 게임 플레이를 제공하는지에 대해 통계적인 분석을 하였으며, 실제로 직관성과 흥미로움을 제공한다는 사실이 검증되었다. 본 논문의 결과는 BCI 기반 게임 제작을 위한 효과적인 게임 디자인 가이드라인이 될 것으로 판단된다. BCI (Brain-Computer Interface) is a way to control computer by using the human brain waves. As the hardware using brain wave technologies has developed, former expensive and big sized brain wave measuring devices have recently become much smaller and cheaper in their prices, making it possible for the individuals to buy them. This predicts them to be applied in various fields of multimedia industry. This thesis is to give an insight into whether the BCI device can be used as a new gaming device approaching it in a game designing point of view. At first, we proposed game play elements that can effectively utilizing the BCI devices, systematize, and produced a game prototype adopting the BCI device based on such game play elements. Next, we verified it with statistical data analysis to show that the prototype adopting the BCI device gives more clear and efficient controls in its game play than a game of only adopting keyboard & mouse devices and analysis verified that BCI-based game play elements provide users with a more intuitive and interesting experience than traditional non-BcI-based game play elements. The results will give a guideline for effective game design methodology for making BCI based games.

얼굴 추적 기반의 잡파 혼입 방지가 가능한 뇌파 DB구축 시스템 구현

신정훈,권형오,Shin, Jeong-Hoon,Kwon, Hyeong-Oh 한국융합신호처리학회 2009 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.10 No.1

컴퓨터를 중심으로 한 IT 기술의 비약적인 발전과 더불어, 정보산업사회가 고도화되어 감에 따라 사용자 편리를 위한 인터페이스의 지능화, 인간화에 대한 요구가 나날이 증가하고 있다. 이러한 사용자의 요구에 따라 다양한 형태의 인간친화형 사용자 인터페이스 중, 인간의 뇌를 활용한 사용자 인터페이스 즉, BCI에 관한 연구가 최근 산발적으로 다양하게 진행되고 있다. 최근 연구 개발중인 다양한 형태의 BCI 관련 연구들은 DB구축과 관련된 원천기술 확보 측면의 연구가 배제된 체 응용기술 개발 위주로 진행되고 있는 실정이다. 이와 같은 문제점으로 인하여 BCI 관련 연구들은 연구 초기 수준을 극복하지 못하고 있으며, 체계적인 연구가 진행되어지지 않고 있는 실정이다. BCI 관련 연구의 경우 피험자로부터 수집되어지고 있는 뇌파 신호가 실험에 필요한 적절하고 의미 있는 신호인지 구분하기 힘든 실정이다. 또한, 뇌파 수집 시 실험에 불필요한 행동 즉, 심한 눈 깜박임, 침 삼키기, 얼굴 및 몸 움직임에 의한 근전도와 전극의 부착상태, 주변소음, 진동 둥 실험환경에 따른 잡파의 혼입으로 인하여 정확한 뇌파 DB수집에 어려움을 겪고 있다. 이러한 피험자의 움직임 및 실험환경에 의해 혼입된 잡파의 손상된 정보로 인해 BCI 시스템 구현 시 인식률 및 성능저하를 초래할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 뇌파를 활용한 BCI 시스템 구현 시 보다 정확하고 높은 인식률을 위한 기반 연구로서 정확하고 효율적인 뇌파 DB구축 시스템을 제안하며, 잡파가 혼입된 뇌파 DB의 최소화를 위해 피험자의 얼굴 추적을 통하여 불필요한 행동 발생 시 DB수집의 사전 차단 및 자동 제어가 가능한 DB구축 시스템을 제안한다. Leading of the computer, IT technology has make great strides. As a information-industry-community was highly developed, user's needs to convenience about intelligence and humanization of interface is being increase today. Nowadays, researches with are related to BCI are progress put the application-technology development first in importance eliminating research about fountainhead technology with DB construction. These problems are due to a BCI-related research studies have not overcome the initial level, and not toward a systematic study. Brain wave are collected from subjects is a signal that the signal is appropriate and necessary in the experiment is difficult to distinguish. In addition, brain wave that it's not necessary to collect the experiment, serious eyes flicker, facial and body movements of an EMG and electrodes attached to the state, noise, vibration, etc. It is hard to collect accurate brain wave was caused by mixing disturbance wave in experiment on the environment. This movement, and the experiment of subject impact on the environment due to the mixing disturbance wave can cause that lowering cognitive and decline of efficiency when embodied BCI system. Therefore, in this paper, we propose an accurate and efficient brain-wave DB building system that more exactness and cognitive basis studies when embodied BCI system with brain-wave. For the minimize about brain wave DB with mixing disturbance, we propose a DB building method using an automatic control and prevent unnecessary action, put to use the subjects face tracking.

오감자극을 활용한 효율적인 뇌파 DB구축 시스템

신정훈,진상현,Shin, Jeong-Hoon,Jin, Sang-Hyeon 한국융합신호처리학회 2007 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.8 No.4

유비쿼터스 시대의 도래에 따른 서비스의 고급화는 다양한 형태의 사용자 단말기의 개발을 유도하였으며, 이러한 사용자 단말기의 변화는 다양한 형태의 인간친화형 사용자 인터페이스의 개발로 이어지게 되었다. 이러한 다양한 형태의 인간친화형 사용자 인터페이스 중, 인간의 뇌를 활용한 사용자 인터페이스, 즉, BCI에 관한 연구가 최근 산발적으로 다양하게 진행되고 있다. 현재 진행되어지고 있는 다양한 형태의 BCI 관련 연구들은, 연구 초기 수준을 극복하지 못하는 실정이며, 이러한 연구개발의 지체 이유로는 체계적인 연구가 진행되어지지 않고 있다는 점을 들 수 있다. 대부분의 HCI 또는 BCI 관련 연구들은 생체신호를 수집하여 신호처리 과정을 거치게 되며, 이때 중요한 연구요소중의 하나로 DB구축 분야를 들 수 있다. 하지만 현재 진행되고 있는 대부분의 BCI 관련 연구의 경우 DB구축부터 시작한 체계적인 연구가 이루어지고 있지 않는 실정이다. 뇌파를 제외한 다른 생체신호, 즉 오감자극을 활용한 HCI 연구와는 달리, 뇌파 DB의 경우 피험자를 제외한 다른 연구 관련자들은 현재 피험자로부터 수집되어지고 있는 DB가 실험에 필요한 적절한 신호인지 구분하기 힘든 실정이다. 또한, 뇌파 신호의 수집 시 연구관련 자들은 피험자에게 정확한 지침을 제시하지 못하고 있는 실정이며 어떠한 방법으로 피험자가 실험에 집중하여야 확연한 패턴을 보이는 차별화 된 뇌파 신호의 생성이 가능한지 명확하게 알려지지 않은 실정이다. 따라서 본 논문에서는 뇌파를 활용한 BCI구현과 사용자 의지에 따른 활용 시 보다 정확하고 높은 인식률 구현을 하기 위한 기초 연구 방안으로 정확하고 효율적인 뇌파 DB구축 시스템을 제안한다. 또한 현재까지 명확하게 알려지지 않은 효과적인 뇌파생성 방안을 동시에 연구하기 위하여 오감자극을 활용한 뇌파 DB 수집이 가능한 구축 시스템을 구현하며 각 방법에 따라 구축되어진 뇌파의 패턴 분석을 통한 효율적인 뇌파 DB구축 방안을 제안한다. Ubiquitous systems have grown explosively over the few years. Nowadays users' needs for high qualify service lead a various type of user terminals. One of various type of user interface, various types of effective human computer interface methods have been developed. In many researches, researchers have focused on using brain-wave interface, that is to say, BCI. Nowadays, researches which are related to BCI are under way to find out effective methods. But, most researches which are related to BCI are not centralized and not systematic. These problems brought about ineffective results of researches. In most researches related in HCI, that is to say - pattern recognition, the most important foundation of the research is to build correct and sufficient DB. But there is no effective and reliable standard research conditions when researchers are gathering brain-wave in BCI. Subjects as well as researchers do not know effective methods for gathering DB. Researchers do not know how to instruct subjects and subjects also do not know how to follow researchers' instruction. To solve these kinds of problems, we propose effective brain-wave DB building system using the five senses stimulation. Researcher instructs the subject to use the five senses. Subjects imagine the instructed senses. It is also possible for researchers to distinguish whether brain-wave is right or not. In real time, researches verify gathered brain-wane data using spectrogram. To verify effectiveness of our proposed system, we analyze the spectrogram of gathered brain-wave DB and pattern. On the basis of spectrogram and pattern analysis, we propose an effective brain-wave DB building method using the five senses stimulation.

Falling Fuzzy BCI-Commutative Ideals

( Young Bae Jun ),( Seok Zun Song ) 호남수학회 2014 호남수학학술지 Vol.36 No.3

On the basis of the theory of a falling shadow and fuzzy sets, the notion of a falling fuzzy BCI-commutative ideal of a BCI-algebra is introduced. Relations between falling fuzzy BCI-commutative ideals and falling fuzzy ideals are given. Relations between fuzzy BCI-commutative ideals and falling fuzzy BCI-commutative ideals are provided. Characterizations of a falling fuzzy BCI-commutative ideal are established, and conditions for a falling fuzzy (closed) ideal to be a falling fuzzy BCI-commutative ideal are considered.

닫힌 눈 (eye-closed) EEG신호를 이용한 높은 비율BCI 맞춤법 시스템

김종진,웬충하오,양다린,정완영 한국융합신호처리학회 2017 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.18 No.2

This study aims to develop an BCI speller utilizing eye-closed and double-blinking EEG based on asynchronous mechanism. The proposed system comprised a signal processing module and a graphical user interface (virtual keyboard-VK) with 26 English characters plus a special symbol. A detected “eye-closed” event induces the “select” command, whereas a “double-blinking” (DB) event functions the “undo” command. A three-class support vector machine (SVM) classifier involving EEG signal analysis of three groups of events (“eye-open”-idle state, “eye-closed”, and “double -blinking”) is proposed. The results showed that the proposed BCI could achieve an overall accuracy of 92.6% and a spelling rate of 5 letters/min on average. Overall, this study showed an improvement of accuracy and the spelling rate resulting from in the feasibility and reliability of implementing a real-world BCI spelle 이 연구는 비동기 매커니즘을 바탕으로 닫힌 눈(eye-closed) 및 이중 블링크 (double-blinking) EEG를 사용하여 BCI를 개발하는 것을 목표한다. 제안된 시스템은 신호 처리 모듈과 그래픽 사용자 인터페이스 (VK- 가상 키보드)로 구성되어 있으며 26개의 영문자와 특수 기호로 구성됩니다. “눈 닫기”이벤트는 “선택”(select)명 령을 유발하는 반면, “이중 블링크”(DB) 이벤트는 “실행 취소”(undo) 명령에 따라 실행합니다. 3개의 이벤트 그 룹 (“열린 눈”(eye-open, “닫힌 눈” (eye-closed)및 “이중 블링크”(double-blinking)에 대한 EEG 신호 분석과 관 련된 3 등급 벡터 보조 분류 (SVM) 기계가 제안되었습니다. 결과는 제안된 BCI가 평균 92.6 %의 전체 정확도 와 5 글자 / 분의 맞춤법 비율을 달성 할 수 있음을 보여주었습니다. 전반적으로 이 연구는 실제 BCI 맞춤법을 구현하기의 실현 가능성과 신뢰성으로 인해 정확도와 철자 비율의 향상을 보여주었습니다

FALLING FUZZY BCI-COMMUTATIVE IDEALS

Jun, Young Bae,Song, Seok-Zun The Honam Mathematical Society 2014 호남수학학술지 Vol.36 No.3

On the basis of the theory of a falling shadow and fuzzy sets, the notion of a falling fuzzy BCI-commutative ideal of a BCI-algebra is introduced. Relations between falling fuzzy BCI-commutative ideals and falling fuzzy ideals are given. Relations between fuzzy BCI-commutative ideals and falling fuzzy BCI-commutative ideals are provided. Characterizations of a falling fuzzy BCI-commutative ideal are established, and conditions for a falling fuzzy (closed) ideal to be a falling fuzzy BCI-commutative ideal are considered.

FALLING FUZZY BCI-COMMUTATIVE IDEALS

전영배,송석준 호남수학회 2014 호남수학학술지 Vol.36 No.3

On the basis of the theory of a falling shadow and fuzzy sets, the notion of a falling fuzzy BCI-commutative ideal of a BCI-algebra is introduced. Relations between falling fuzzy BCI-commutative ideals and falling fuzzy ideals are given. Relations between fuzzy BCI-commutative ideals and falling fuzzy BCI-commutative ideals are provided. Characterizations of a falling fuzzy BCI-commutative ideal are established, and conditions for a falling fuzzy (closed) ideal to be a falling fuzzy BCI-commutative ideal are considered.