(왼쪽) 최적의 전극 위치 탐색 실험을 위한 전극 부착 모습, (오른쪽) 개발된 뇌파 이어셋 시제품

한양대학교 바이오메디컬공학과 임창환 교수 연구팀과 삼성전자 MX 사업부 Digital Health 팀 오은규 연구원이 공동 개발한 웨어러블 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface:BCI) 논문이 미국전기전자학회(IEEE) 센서 협의회의 공식 학술지인 『IEEE Sensors Journal』 2025년 18호에서 124편 중 유일한 대표 논문으로 선정됐다고, 18일 밝혔다.

공동연구팀은 2023~2024년에 걸쳐 귀 주변에서 뇌파(EEG)를 측정할 수 있는 이어셋 형태의 웨어러블 장치를 개발했다. 기존에도 귀 주변 뇌파를 측정하는 ‘Ear-EEG’ 장치가 소개된 바 있으나, 착용 편의성과 디자인을 확보하면서도 높은 성능을 구현한 사례는 드물어 실제 시장에서 성공한 제품은 거의 없었다.

연구팀은 귀 주변 11개 지점에 전극을 부착해 뇌파 감도를 정량적으로 분석한 결과, 양질의 신호를 얻을 수 있는 최적의 3개 지점을 도출했다. 이를 기반으로 착용감과 디자인을 개선한 뇌파 이어셋 시제품을 제작했으며, 제작된 기기는 두 가지 실제 활용 시나리오에서 검증됐다.

첫 번째는 영상 선호도 분석 실험이다. 피험자 14명이 이어셋을 착용한 상태에서 두 개의 짧은 영상을 시청했고, 뇌파 분석 결과 인공지능 기술을 적용했을 때 최대 92.86%의 정확도로 선호 영상을 판별할 수 있었다. 이 기술은 광고, 영화 예고편 등 짧은 영상에 대한 시청자 반응을 파악하는 뉴로마케팅 분야에 적용될 수 있다.

두 번째는 졸음 감지 실험이다. 대학생 15명에게 지루한 영상을 장시간 보여주며 졸음을 유도한 뒤, 이어셋에서 측정한 뇌파를 분석했다. 그 결과 12명의 졸음 발생 시점을 정확히 추정할 수 있었다. 이 기술은 온라인 학습 중 학습자의 집중도 저하나 졸음 여부를 실시간으로 감지해 학습 효율을 높이는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

임창환 교수는 “이번 연구는 대학과 기업의 공동연구 성과가 국제적으로 학문적 가치를 인정받은 사례”라며, “개발된 기술은 교육, 마케팅뿐 아니라 엔터테인먼트, 정신건강 관리 등 다양한 분야로 확장 가능하다”고 말했다.

이번 논문 「Development of a New Around-the-Ear Electroencephalography Device for Passive Brain-Computer Interface Applications」에는 김민수 한양대 박사과정생과 오은규 삼성전자 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 삼성전자 김유성·김선호·박다솜 연구원과 한양대 김정환·김수혜 박사과정생이 공동저자로 이름을 올렸다. 교신저자는 한양대 임창환 교수와 삼성전자 안현진 연구원이다.