한양대 전기생체공학부 바이오메디컬공학전공 학생들로 구성된 '옥수수인턴즈' 팀이 근전도(EMG) 신호를 활용한 실시간 드론 제어 시스템을 개발해 제5회 매트랩 AI 경진대회에서 2위를 차지했다. 한 달간 밤낮없이 연구하며 기술적 완성도를 높인 이들은 재난 현장의 한계를 극복할 대안을 제시했다는 평을 받았다. 

팀명 '옥수수인턴즈'는 이들이 소속된 계산 지능 및 뇌과학 연구실(CoNE Lab, Computational Intelligence & Neural Engineering Lab)의 영문 명칭에서 유래됐다. 최희진(바이오메디컬공학전공 4) 씨는 "연구실 이름인 'CoNE'이 옥수수(Corn)와 발음이 비슷해 평소 장난스럽게 부르던 것이 팀명이 됐다"고 설명했다. 팀은 같은 연구실에서 학부 연구생으로 활동하던 바이오메디컬공학전공 4학년 세 명이 뜻을 모아 결성됐다. 

연구는 사회적 문제에 대한 관심에서 시작됐다. 최 씨는 "대회 준비 당시 대형 산불 화재가 큰 이슈였기에 재난 상황에 실질적 도움을 줄 주제를 찾고 있었다"며 "학과 특색을 살려 지난해 프로젝트 수업에서 다뤘던 근전도(EMG) 신호를 드론 제어에 접목했다"고 밝혔다. 

이 과정에서 전공 수업인 '생체 시스템 설계 프로젝트'가 든든한 밑거름이 됐다. 최 씨는 "회로 납땜부터 신호 측정까지 직접 경험했던 수업 덕분에 EMG 관련 기술을 안정적으로 활용했다"고 덧붙였다. 

이들이 개발한 시스템은 한쪽 팔에 착용한 EMG 센서로 근육의 전기 활동을 감지해 드론을 조종하는 방식이다. 동작에 따른 근육의 수축과 이완 차이를 전기 신호로 읽어 드론의 전·후, 좌·우, 상승 및 하강 6방향 제어를 실시간으로 이뤄냈다. 

핵심은 비정형 데이터인 EMG 신호의 패턴을 정확히 분류하는 딥러닝 모델에 있다. 최 씨는 "3개 채널의 신호를 시간-주파수 맵으로 변환한 뒤, 채널별로 CNN단(Convolutional Neural Network)을 거쳐 특징을 추출하고 이를 결합해 LSTM단((Long Short-Term Memory)을 통과시키는 모델을 설계했다"고 기술적 구조를 설명했다. 

또한 '앱 디자이너'를 통해 신호를 실시간으로 측정하고 데이터 수집 및 분류를 확인했으며, '시뮬링크'를 활용해 드론의 실제 움직임을 재현하고 제어했다. 최 씨는 "한 팔의 동작만으로도 고도와 방향을 직관적으로 제어할 수 있는 것이 우리 기술의 강점이다"고 말했다. 

개발 과정이 순탄치만은 않았다. 가장 큰 문제는 실시간 제어의 안정성과 정확도였다. 최 씨는 "AI 분류 결과가 매 순간 100% 완벽할 순 없기에 틀린 값이 입력되면 드론이 급격히 요동치곤 했다"며 당시의 어려움을 회상했다. 

이를 해결하기 위해 팀은 독창적인 로직을 추가했다. 최 씨는 "가만히 있는 중립 상태를 포함해 총 8가지 동작을 분류하되, '정지' 동작이 명확히 인식돼야만 다음 명령이 실행되도록 해 제어의 정밀도를 높였다"며 "중립 상태에는 이전 명령어를 유지하도록 했다"고 말했다. 또한 앱 디자이너와 시뮬링크 간의 실시간 시간 동기화 문제를 해결하기 위해 시뮬링크 내부로 작동 환경을 통합하는 수정 과정을 거쳤다. 

최 씨는 대회를 준비하며 AI 개발자로서 중요한 역량을 깨달았다. 그는 "기술적 역량도 중요하지만 문제상황을 정의하는 능력이 가장 중요하다는 것을 느꼈다"며 "목적의식을 정확히 설정해야 그에 맞는 해결 과정을 밟아나갈 수 있기 때문이다”고 강조했다. 

실시간 드론 제어 기술의 확장 가능성도 무궁무진하다. 최 씨는 “생체 신호를 이용한 제어는 재활이나 산업 분야 등 다양한 곳에 활용될 수 있다"고 말했다. 그는 “이미 많은 연구가 진행 중이지만 현장 상용화까지는 넘어야 할 산이 많다”며 "이번 연구처럼 실생활에서 더 쉽고 정확하게 쓸 수 있는 방향으로 기술이 발전하길 기대한다"고 덧붙였다. 

최 씨는 이번 수상을 발판 삼아 더 큰 꿈을 꾸고 있다. 그는 "내년에 대학원에 진학해 뇌파 인터페이스(BCI)를 깊이 연구할 계획이다"며 "단순한 연구를 넘어 환자들의 삶에 실질적으로 기여하는 시스템을 구축하는 엔지니어가 되고 싶다"고 포부를 밝혔다. 

끝으로 대회 출전을 고민하는 한양인 후배들에게 그는 "나 역시 여러 번의 낙방 끝에 얻은 첫 상이다"며 "상을 타지 못하더라도 도전 과정에서 얻는 역량이 크니, 마음 맞는 동료가 있다면 망설이지 말고 일단 부딪쳐보기를 바란다"고 응원의 말을 남겼다.