3cm 웨어러블 패치가 목소리 찾아줘

東亞日報
入力 2024年 3月 18日 03時 00分

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筋肉 움직임 感知해 音聲으로 變換
聲帶疾患者等音聲疏通可能해져

聲帶疾患이나 喉頭癌手術로 목소리를 내기 어려워 日常疏通에 어려움을 겪는 患者들이 손쉽게 意思疏通할 수 있는 方法이 開發됐다. 목 喉頭筋肉의 움직임을 感知해 音聲信號로 變換시켜 주는 웨어러블 機器다.

준 첸 美國 로스앤젤레스 캘리포니아代(UCLA) 生命工學科敎授硏究팀은 목 筋肉의 움직임을 音聲으로 變換할 수 있는 웨어러블 패치를 開發하고 硏究結果를 國際學術誌 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 12日(現地時間) 發表했다.

硏究팀은 먼저 실리콘層과 구리를 감은 코일 層을 쌓아 柔軟하고 伸縮性 있는 패치를 만들었다. 목이 움직이는 模樣에 따라 筋肉도 움직여 패치가 늘어나거나 줄어들게 考案했다. 筋肉이 움직일 때 九里 코일의 模樣이 바뀌면서 磁氣場이 變해 생기는 誘導電流로 筋肉의 움직임을 捕捉한다. 筋肉 움직임을 感知하는 過程에서 外部全員은 따로 必要 없다.

硏究팀은 聲帶가 내는 소리에 따라 움직이는 喉頭筋肉의 움직임 데이터와 패치의 電氣信號 데이터를 머신러닝으로 學習시켜 알고리즘을 開發했다. 이를 活用해 패치에서 誘導된 電氣信號가 音聲信號로 變換되도록 했다. 이어 陰性障礙가 없는 實驗參加者 8名에게 패치를 附着하고 서 있거나 걷고 뛰는 동안 ‘메리 크리스마스’, ‘사랑해’와 같은 日常的인 말을 하도록 했다. 그 結果 패치는 約 95% 正確度로 喉頭筋肉의 움직임을 音聲信號로 變換했다. 패치는 가로와 세로 길이가 30mm, 두께는 1.5mm로 작고 얇다. 防水性이 있어 몸에서 땀이 나도 性能이 低下되지 않는다. 硏究팀은 “무게가 約 7.2g으로 가볍고 材料가 皮膚와 비슷한 彈性率을 보여 着用感이 좋다”고 덧붙였다.

陰性障礙患者는 治療後回復하는 期間에 成大使用을 制限받는 境遇가 많다. 硏究팀은 “陰性障礙患者가 健康을 回復하는 동안에도 패치를 통해 音聲으로 疏通할 수 있어 全般的인 삶의 質을 向上할 수 있을 것”이라고 期待했다.

이병구 동아사이언스 記者 2bottle9@donga.com

#웨어러블 패치 #목소리 #意思疏通