귀보다 피부로 더 잘 듣는다

귀보다 피부로 더 잘 듣는다
날짜:
2022년 7월 1일
원천:
포항공과대학교(POSTECH)
요약:
연구팀은 소리를 감지하는 피부 부착형 음향 센서를 개발했습니다. 새로운 센서는 크기를 줄이고 유연성을 높여 청각 전자 피부로 적용할 수 있습니다.

"이봐, Siri, 오늘 날씨는 어때?" 음성 인식 기술은 사소한 질문, 음악 재생, 문자 메시지 전송에서 GPS 내비게이션 시스템 제어에 이르기까지 일상 생활에서 점점 더 보편화되고 있습니다. 폭넓은 응용이 가능한 편리한 기술입니다. 그러나 의도한 기능을 최대한 활용하려면 장치 가까이에 서서 주의 깊게 표현해야 합니다. 우리 몸의 피부가 기기를 사용하지 않고도 음성을 인식할 수 있다면 어떨까요?

화학공학과 조길원 교수, 이시영 박사는 포스텍 기계공학과 문원규 교수, 김준수 박사와 공동으로 고분자 재료를 미세전자기계시스템(Microelectro-Mechanical System)에 적용해 소리를 감지하는 마이크를 개발했다. MEMS)

새로 개발된 마이크는 사람의 귀보다 넓은 가청 영역을 보여주며 놀라울 정도로 작고 얇은 크기로 피부에 쉽게 부착할 수 있습니다. 이 학문적 성과는 최근 국제재료학술지인 Advanced Materials 에 뒷표지 내부로 발표되었다 .

휴대폰, 블루투스 기기 등에 사용되는 기존의 MEMS 기반 마이크는 얇고 작고 정교한 진동판 구조로 이루어져 있다. 그러나 단단하고 부서지기 쉬운 실리콘으로 만들어졌기 때문에 진동판이나 마이크를 원하는 대로 구부리기가 어렵고 장치의 소리 감지 능력을 방해합니다.

연구팀은 실리콘보다 유연하고 어떤 형태로든 디자인이 가능한 고분자 소재를 사용해 MEMS 기반 마이크 구조를 만들어 이러한 한계를 극복했다. 장치의 크기는 손톱의 1/4이고 두께는 수백 마이크로미터(μm, 1μm=100만분의 1미터)에 불과합니다. 마이크는 실제 사람의 피부처럼 신체의 넓은 표면적이나 손가락에도 부착할 수 있습니다.

연구에 따르면 마이크의 청각 감도는 사람의 귀보다 높으며 주변 소리와 사용자의 목소리를 왜곡 없이 인식한다. 또한 청각에 손상을 주는 범위인 85데시벨 이상의 큰 소리와 사람이 들을 수 없는 저주파 소리를 모두 감지할 수 있다.

음성 감지 품질은 휴대폰이나 스튜디오 마이크와 비슷합니다. 피부에 부착된 음향 센서를 상용 음성 비서 프로그램(구글 어시스턴트)에 연결하면 사용자가 손쉽게 기기를 검색, 번역, 제어할 수 있다.

새로운 음향 센서는 사물 인터넷(IoT) 및 인간-기계 인터페이스를 위한 웨어러블 음성 인식 장치에 잠재적으로 응용할 수 있습니다. 연구팀은 피부에 부착할 수 있는 압력·온도 센서, 플렉서블 디스플레이 등을 접목해 청각 전자 피부를 만들 계획이다.