포항공과대학교(POSTECH) 연구진이 목 근육의 미세한 움직임을 읽어 조용한 말을 들을 수 있는 목소리로 바꾸는 획기적인 웨어러블 기술을 개발했다. 박성민 교수와 홍성국 박사가 주도한 이번 연구는 사이보그 앤 바이오닉 시스템즈(Cyborg and Bionic Systems)에 게재돼 인간과 기계의 의사소통에 중요한 진전을 이뤘다.
근육운동부터 말까지
혁신은 단순하지만 강력한 아이디어를 바탕으로 구축되었습니다. 즉, 음성은 단지 소리에 관한 것이 아닙니다. 사람이 말하거나 조용히 말하려고 시도할 때 목 주변의 근육과 피부에 작은 움직임이 발생합니다. 이러한 움직임은 의도된 음성의 일종의 “보이지 않는 지도”를 형성합니다.
이를 포착하기 위해 연구원들은 다축 스트레인 매핑 센서라는 웨어러블 장치를 만들었습니다. 이 시스템은 기준 마커가 내장된 유연한 실리콘과 소형 카메라를 결합하여 가장 작은 피부 변형도 감지할 수 있습니다. 매일 사용하도록 설계된 센서는 목에 편안하게 착용할 수 있으며 위치를 바꾸면 자동으로 재보정됩니다.
수집된 데이터는 인공 지능을 사용하여 처리되며, 이는 긴장 패턴을 해석하고 의도한 단어나 문장을 재구성합니다. 이를 사용자의 보컬 프로필에 대해 훈련된 음성 합성과 결합함으로써 시스템은 소리가 생성되지 않는 경우에도 사람의 자연스러운 목소리와 매우 유사한 음성을 생성할 수 있습니다.
기존 시스템에 대한 실질적인 도약
전통적인 음성 복원 방법은 근전도검사(EMG) 또는 뇌전도검사(EEG)와 같은 기술에 의존하는데, 이는 종종 부피가 큰 장비가 필요하고 장기간 사용하기에 불편할 수 있습니다.
POSTECH 팀의 접근 방식은 가볍고 착용 가능한 대안을 제공함으로써 이러한 장벽을 제거합니다. 테스트에서 시스템은 기존 마이크가 어려움을 겪는 산업 환경과 같은 시끄러운 환경에서도 음성 재구성의 높은 정확도를 입증했습니다.
실제 영향과 미래 잠재력
이 기술의 의미는 광범위합니다. 성대 손상이나 후두 수술로 인해 목소리를 잃은 환자들에게 자신의 음성 프로필을 사용해 다시 ‘말’할 수 있는 새로운 의사소통 경로를 제공할 수 있다.
의료 분야 외에도 이 시스템은 도서관, 회의, 소음이 심한 작업장 등 큰 소리로 말하기가 불가능한 환경에서 조용한 의사소통을 가능하게 할 수 있습니다. 또한 물리적 발성 없이 의도를 음성으로 변환할 수 있는 보다 자연스러운 인간-AI 인터페이스의 문을 열어줍니다.
미래를 내다보며
연구원들은 보다 광범위한 실제 배포를 위해 기술을 개선하고 정확성을 향상시키며 언어 기능을 확장하는 것을 목표로 합니다. 향후 반복은 소비자 장치와 더욱 원활하게 통합되어 잠재적으로 개인 및 업무 환경 모두에서 사람들이 의사소통하는 방식을 변화시킬 수 있습니다.
AI가 웨어러블 기술과 계속해서 통합됨에 따라 이와 같은 혁신은 더 직관적이고 눈에 거슬리지 않는 형태의 상호 작용으로의 전환을 의미하며, 마침내 무언의 말도 들을 수 있게 됩니다.