美  UCLA  연구진 변환장치 개발
인공목근육 움직임 포착
음성 신호로 바꾸는 착용형 성대

미국 로스앤젤레스 캘리포니아대( UCLA ) 연구팀이 개발한 패치를 목에 붙인 장면(왼쪽). 목 근육의 움직임을 음성으로 변환해주는 장치다. 패치(오른쪽) 안에 자기 유도 코일이 있어 목 근육이 움직이면 전류가 흐른다 . / UCLA
사고나 병으로 목소리를 잃어버린 환자들도 음성으로 의사소통할 수 있는 방법이 생겼다. 

목 근육의 움직임을 포착해 음성 신호로 바꿔주는 ‘웨어러블(착용형) 성대’가 개발된 것이다.

미국 로스앤젤레스 캘리포니아대( UCLA ) 생명공학과 연구진은 목에 붙이기만 하면 인공지능( AI )이 목 후두 근육의 움직임을 음성으로 변환해 주는 장치를 개발했다고 최근 밝혔다. 

연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표됐다.

연구진은 유연한 실리콘층 사이에 자기 유도 코일을 넣은 패치를 만들었다. 

말할 때 목 근육이 움직이면서 패치가 늘어나거나 줄어든다. 

패치 안의 코일 모양이 바뀌면서 자기장이 변하고, 이에 따라 전류가 생긴다. 

목 근육 움직임이 전기 신호로 바뀌는 것이다.

전기 신호를 음성 신호로 바꿔주는 데는   AI   알고리즘이 사용됐다. 

연구진은 건강한 사람 8명의 목에 패치를 붙이고 서 있거나 뛰는 동안 ‘메리 크리스마스’나 ‘사랑해’ 같은 문장을 크게 말하거나, 소리 내지 않고 말하도록 해 전기 신호와 음성의 관계를 학습시켰다. 

그 결과 패치는 정확도 약 95%로 목 근육 움직임에서 말하려고 한 문장을 맞혔다. 

패치는 이렇게 변환된 음성 신호를 실제 음성으로 표현해 준다.

이 패치는 무게 7g에 두께는 1.5㎜, 가로 세로 길이는 각각 30㎜로 가볍고 작다. 

재료도 피부와 비슷하게 신축성이 있어 착용감이 좋고, 방수성이 있어 몸에서 땀이 나도 성능이 떨어지지 않는다.

필요에 따라 패치를 목에서 떼었다가 다시 붙일 수도 있다. 

게다가 목 움직임 감지를 넘어 움직임을 통해 전기를 생성한다. 

배터리나 전원 연결 없이 작동할 수 있다는 것이다. 

연구팀은 “이러한 접근법이 정상적 음성 기능 회복을 촉진하고 성대 기능 장애 환자의 삶의 질을 크게 높일 수 있을 것으로 기대한다”며 “패치 제조 과정을 더 효율적으로 만들어 대량생산하는 것이 과제”라고 했다.

https://n.news.naver.com/mnews/article/023/0003826316

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