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포스텍, 소음 상관없이 목소리 정확 감지 센서 개발

목에 붙여 피부 진동통해 음성인식
전자피부, 성대 헬스케어 등 다양한 활용 기대

소음 등 외부환경에 관계없이 피부 진동을 통해 목소리를 정확하게 감지할 수 있는 기술이 포스텍 연구팀에 개발됐다.

포스텍은 화학공학과 조길원 교수, 박사과정 이시영씨, 전자전기공학과 정윤영 교수팀이 목에 붙여 소음과 마스크 등의 방해물에 영향 받지 않는 음성인식 ‘피부 부착형 고성능 진동감지 유연센서’를 개발했다.

이 센서를 목에 붙이면 아무리 시끄럽거나 목소리가 작고 마스크를 쓰더라도 피부의 진동을 통해 목소리를 정확하게 감지할 수 있게 된다.

기존 마이크의 경우, 공기의 떨림을 통해 목소리를 인식하기 때문에 공명현상이나 감쇠효과로 인해 민감도가 떨어져 목소리를 정성적으로만 인식한다.

자연히 소음이나 방해물로 인해 인식 정확도가 떨어질 수밖에 없어 음성 보안 등에 활용하기에는 무리가 있었다.

연구팀은 일반적인 소리의 세기 범위(40~70dBSPL) 안에서 소리의 세기는 성대의 진동 가속도와 비례해 증가한다는 점에 착안해 진동가속도를 활용한 진동센서를 제작했다.

마이크로미터(μm) 크기의 미세한 구멍이 새겨진 가교 고분자 진동판으로 구성된 이 센서는 피부를 통해 전해지는 진동가속도를 측정해 정량적으로 음성을 인식할 수 있다.

이 센서는 소음이 있는 환경이나 목소리가 거의 들리지 않는 가스마스크를 착용한 상황에서도 목소리를 왜곡없이 정확하게 감지한다.

이를 이용하면 음성을 인식할 수 있는 전자피부, 휴먼-머신 인터페이스, 성대 헬스케어 모니터링 웨어러블 기기 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다고 연구팀은 설명했다.

조길원 교수는 “이번 연구는 그간 정성적 해석에 그쳤던 목소리 인식 기술을 외부환경에 관계없이 목소리를 정량적으로 감지하고 분석할 수 있는 새로운 음성인식 시스템을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 추진하는 글로벌프런티어사업 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단’의 지원으로 수행됐다.

연구결과는 지난 18일 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’를 통해 발표됐다.

포스텍 연구팀이 개발한 피부 부착형 진동감지 유연센서 연구도.


김웅희 기자 woong@idaegu.com
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