생각만으로 조종되는 세상! 중국 BCI 시장 살펴보기

적극적인 지원을 기반으로 신흥 기술 BCI 산업 ‘글로벌 리더’ 자리를 노리는 중국
가장 활발한 의료 분야를 넘어 확장 가능성이 무궁무진한 BCI 시장


BCI와 함께 디지털 세계로 뻗어나가는 인간의 뇌

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI, Brain-Computer Interface)란 인간의 뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 뇌에서 발생하는 신호를 감지 및 해석하고 컴퓨터와 상호작용하는 기술을 의미한다. 이 기술은 먼저 ①뇌와 연결된 컴퓨터에서 뇌 신호를 획득한 후 ②해당 신호에 대한 정보처리 과정을 거치고 ③마지막으로 BCI 애플리케이션에서 가공된 정보를 활용한다. 쉽게 말해서 뇌의 신호를 컴퓨터가 해석해 사람의 의도를 파악해 내면 이를 토대로 사람의 생각으로만 외부 기기를 조종할 수 있는 시스템이 마련된 것이다.

<뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 개념도>

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 측정 방식에 따른 분류

뇌 신호를 수집하는 방식에는 크게 두 가지가 있다. 두개골을 개방해 대뇌피질에 전극이나 마이크로칩을 활용하는 침습형 방식, 다른 하나는 뇌 외부인 두피에 전극을 부착해 뇌 신호를 측정하는 비(非)침습형 방식이다.

<측정 방식에 따른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 활용성>

분류	뇌 신호	특징
		측정 방식	BCI 활용성
비(非)침습형	EEG(뇌파)	두피 표면에서 뇌세포의 전기 신호를 직접적으로 측정	- 고밀도 전극으로 시공간 해상도가 뛰어남  - 두피에 직접 전극을 부착하는 형태로 편의성이 뛰어나 BCI 연구에 가장 많이 활용
	fMRI	자기공명 방식으로 혈류의 산소 소모를 유추해 간접적으로 측정	- 시간 해상도 성능이 낮아 실시간으로 뇌 신호를 감지하기엔 부적절함 - 신호 측정을 위한 장비가 거대하고 가격이 높아 BCI에선 주로 보조수단으로 사용
	fNIRS	근적외선을 이용해 뇌의 활성화 영역을 간접적으로 측정
침습형	ECoG(심전도)	대뇌피질 표면에 전극이나 칩을 부착해 뇌의 전기 신호를 측정	- 대뇌피질에 직접적으로 전극을 부착해 시공간 해상도가 월등하게 뛰어남  - 중증 환자가 아닌 일반인에게 사용하기엔 부담감이 높음
	Intracortical Recording	대뇌피질 내부에 직접 전극을 삽입해 뇌의 전기 신호를 측정

중국 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업 가치사슬

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업의 가치사슬 업스트림에는 주로 BCI 칩, 뇌 신호 수집 장비, 데이터베이스 및 알고리즘 등 소프트웨어와 하드웨어 장비로 구성된다. 미드스트림은 뇌-컴퓨터 인터페이스 가공 및 제조 기업이 담당하고 있으며, 마지막으로 다운스트림은 의료, 교육, 게임 등과 같은 다양한 산업으로 구성돼 있다.

<중국 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업 가치사슬>

글로벌 시장보다 빠르게 성장하는 중국 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장

중국의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업은 첨단기술 육성에 힘을 쏟는 중국 정부의 적극적인 지원을 등에 업고 가파른 성장세를 보이고 있다.

사이디컨설턴트(CCID, 赛迪顾问)에 따르면, 중국의 2024년도 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장 규모는 32억 위안으로, 전년 대비 18.8%의 성장률을 기록했다. 또한 앞으로 의료 분야를 비롯한 교육, 군사, 소비 등의 분야로 활용 범위가 확대돼 2027년에는 시장 규모가 55억7500만 위안에 이를 것으로 전망된다. 향후 3년간 중국의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장은 연평균 20.3%의 성장률을 보일 것으로 예상되는데, 이 수치는 해당 기간 전 세계 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장의 예상 연평균 성장률인 14%를 상회하는 수치다.

<2022~2027년 중국 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장 규모(예상치)>
(단위: 억 위안, %)

활용 분야 ①의료 부문 – 상하이시 BCI 글로벌 혁신 허브로 자리매김

중국정보통신연구원 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술 발전 및 응용 연구 보고서(2023)’에 따르면, 중국에서는 BCI 기술이 의료분야에서 주요 적용 분야로 자리 잡았고, 중국에는 약 200개의 의료 BCI 기술 기업이 운영되고 있다.

특히 상하이시는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 미래 산업 발전 계획(2025~2030년)’을 발표하며 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)가 접목된 상품을 임상에서 사용하겠다고 밝혔다. 또한 이어서 ‘상하이시 의학 인공지능 사업 방안(2025~2027년)’과 함께 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 포함한 첨단 의학 분야의 방향성을 제시했다. 이를 통해 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 글로벌 혁신 허브로 자리매김하려는 상하이시의 의지를 확인할 수 있다.

상하이시와 같은 지방정부의 적극적인 지원이 실제 긍정적인 성과로 이어지는 선순환 구조가 형성되고 있다. 중국 증권일보(证券日报)에 따르면, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기업의 임상 시험을 적극 지원하고 있는 상하이에서 시행된 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 임상 시험 이식 수술이 중국 화산병원에서 성공적으로 끝났고, 교통사고로 인해 경추 척수가 손상돼 움직이지 못했던 환자를 치료한 사례도 나왔다.

활용 분야 ② 드론 - 생각만으로 드론의 움직임을 제어한다.

지난달 17일, 세계에서 가장 오래되고 저명한 과학 학술지 네이처(Nature)에 칭화대와 톈진대 연구팀이 공동 개발한 양방향 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)가 최초로 공개됐다. 기존의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술은 뇌에서 보내는 신호를 처리해 기계를 움직이는 단방향적 특징을 보였다. 따라서 피로나 감정에 의한 뇌 신호의 변화로 인해 효율성이 떨어지는 한계가 존재했다.

그러나 새롭게 개발된 양방향 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 통해 이제는 뇌와 기계가 상호 학습을 할 수 있게 됐다. 개발에 참여한 톈진대학교 쉬민펑 연구원은 해당 신기술을 두고 “생물학적 지능과 기계 지능 간의 상호 적응을 향한 첫걸음을 내딛는 것”이라고 평가하며“ 기술이 발달하며 효율성이 높아져 더 복잡한 작업을 수행하는 것도 가능하게 됐다”라고 말했다.

네이처(Nature)에 기재된 논문에 따르면, 지금까지 드론을 위아래로 움직이거나, 좌우로 움직이는 ‘2방향 동작 제어’만이 가능했지만 신기술을 통해 앞뒤 움직임과 회전을 포함한 ‘4방향 동작 제어’를 할 수 있게 됐다. 이제는 사람의 생각만으로 자유롭게 드론을 제어할 수 있는 시대가 열린 것이다.

<인간의 뇌와 기계가 서로 적응하며 진화하는 ‘공진화’ 기술 개발 개념도>

기업 동향: 시장에 진입하기 시작한 중국 기업들, 의료업계와 연계 뚜렷

현재 중국의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장에 상장회사들이 적극적으로 진입하고 있다. 중국 산업정보망에 따르면, 현재 의료분야는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업에서 가장 활발한 분야로, 전체 시장의 60%가 넘는 점유율을 차지하고 있다. 다양한 기업들이 의료 분야와의 연계를 통해 상업화 및 기술 임상 시험을 진행하고 있다.

정책동향: 국가 중점 산업, 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)

2024년 중국 공업정보화부 업무보고에서 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 중요한 미래 산업으로 명시됐다. 최근 몇 년간 중국은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업에 지원책을 쏟아내며 미래 혁신 기술에 대한 빠른 성장을 기대하고 있다. 중국 중앙정부와 상하이시와 같은 지방정부의 혁신 기술 지원 정책 시너지를 기반으로 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업의 발전은 계속될 것으로 전망된다.

전망 및 시사점

최근 몇 년간 중국 정부는 미래 혁신 기술 산업과 관련된 분야라면 전폭적인 지원을 아끼지 않고 있다. 이러한 맥락에서 중국은 국가 차원에서 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업을 중점 발전 분야로 지정하고 이를 위한 다양한 지원책을 마련하고 있다. 또한 중앙정부 지원책에 발맞춘 상하이시와 베이징시는 앞으로 5년간의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업 관련 발전계획 및 행동계획을 각각 발표하며, 해당 산업 관련 정책을 선도적으로 추진하고자 노력하고 있다. 이처럼 중국에서는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 산업 관련 기반이 안정적으로 축적되고 있으며, 이는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장이 수년 내에 중국에서 빠른 성장을 이룩할 가능성이 크다는 것을 보여준다.

공업정보화부 기술위원회 자문위원인 Z씨는 상하이무역관과의 인터뷰에서 “국가와 지방정부 차원의 막대한 지원을 통해 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술 혁신에 뚜렷한 변화가 나타나고 있다”고 밝히며, “국가는 거시적 차원의 기술 연구 및 산업 배치에 중점을 두고 있고, 지방에선 기술의 응용에 공을 들이고 있다”고 설명했다.

중국 의료업계 및 첨단기술 분야 진출을 희망하는 우리 기업은 글로벌 시장보다 빠르게 성장하는 중국의 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장 동향을 눈여겨 살펴볼 필요가 있다. 중국 정부의 지원을 등에 업고 발전하는 중국 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장에서 우리가 협업할 수 있는 분야가 무엇인지 분석하고, 확장되는 응용 분야 중 우리 기업의 선점 가능성이 높은 분야를 모색하는 것이 필요하다.



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