영국서 청각 장애 거의 100% 회복 기술 개발

英그리니치대 연구팀, 6년내 상업적 이용가능 제품

기존 오디오 압축과 저장 방식을 대체 방식 될 수도

기사입력 : 2019-07-21 12:10

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달팽이관 임플랜트를 통해 상실된 청력을 90~100%까지 회복시켜주는 기술이 영국 그리니치대에서 개발됐다.상용화까지는 아직 시간이 걸린다. (사진=Center for Hearing.org)
청각장애인들의 청력을 거의 100% 가까이 회복시켜 새 삶을 가져다 줄 기술이 영국에서 개발됐다.

메디털 익스프레스는 19일(현지시각) 영국 그리니치대를 인용, 기존 청각장애인용 귀 임플랜트보다 월등한 청력 회복을 가져다주는 기술개발에 성공했다고 보도했다. 이에따르면 그리니치대 윔 멜리스 박사는 매우 높은 정확도(90~100%)로 오디오 신호를 분해하고 재구성하는 작업을 하고 있다.

현재의 임플랜트 기술은 이식후 금속성 소리가 들리고 음악소리는 충돌 소리처럼 들린다. 그러나 그리니치대의 새로운 시스템이 들려주는 소리 품질은 원래 신호의 90~100%로 거의 완벽한 청력을 되찾아 준다. 다중 저장 버전은 시스템 일부의 정확성이 떨어져도 높은 수준의 청력을 되찾아 줄 것으로 기대를 모으고 있다.

일반적으로 소리는 귀에 잡혀 거기서부터 뇌가 사용하는 급경사 신호로 변환된다. 이는 뇌로 들어가 원래 소리의 90~100% 수준으로 복제돼 재구성된다. 달팽이관 임플랜트(cochlear implants)로 알려진 기존 기술은 이의 극히 일부만 재생할 수 있다. 이들은 내이의 손상된 부분에서 작용하며 보청기는 소리를 더크게 내도록 도와주는 것 뿐이다.

윔박사는 “기존 청각 임플란트에 의해 만들어진 신호는 뇌에 전체 오디오 파동의 일부만을 제공하기 때문에 사용자에게 매우 금속음으로 들린다. 이것은 원래 신호의 완전한 재구성을 방해한다”고 말한다. 그는 이어 “우리는 스토리지에 복수의 버전을 도입하면서 아날로그 구성요소의 소리 입력 신호 분해 방법을 개발했다. 이는 시스템의 일부 정확도가 떨어지더라도 매우 높은 정확도로 신호를 재구성할 수 있다는 것을 의미한다”고 설명했다.
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달팽이관 임플랜트 원리도(사진=키즈헬스)


윔박사는 “간단히 말해서 걸어가면서 늘어선 양동이에 물을 붓는 것을 상상해 보세요. 물은 당신이 붓고 있는 아래로 들어갈 겁니다. 만약 양동이가 부서진다면 물은 사라질 것입니다.기존 청각 임플란트 기술은 이같은 방식으로 작동합니다. 이는 볼륨, 위상, 빈도 같은 다른 매개변수가 아니라 한 시점에 쏟아지는 물의 양을 보는 것과 같습니다”라고 비유해 말했다.

그는 “우리 시스템은 더 발전했습니다. 똑같이 비유하자면 여러분은 그 위에 부분적으로 뚤허진 깔때기를 가진 양동이를 가지고 있을 것입니다. 이는 물이 아래쪽의 양동이로 들어가는 동안, 어떤 것은 인접한 양동이로 들어간다는 것을 의미합니다”라면서 “우리가 연구하고 있는 것은 매우 낮은 전력일 것이고, 따라서 생물 의학적으로 사용하기에 이상적일 겁니다. 현재의 기술은 더 나은 출력을 제공하기 위해 개선될 수 있지만, 더 크고 더 많은 전력을 사용할 뿐만 아니라 만들기 더 어려울 겁니다”라고 설명했다.

윔 멜리스 박사는 “우리는 약 6년 내에 상업적으로 이용 가능한 우리의 시스템이 현재의 청각 임플란트와 같은 크기, 혹은 더 작은 크기일 것으로 예상하고 있다”고 밝혔다.

기존 청각 임플란트 사용자들은 금속성 소리를 경험하는데, 이는 뇌가 이러한 신호를 적절하게 해석할 수 있도록 상당한 기간의 훈련이 필요하다는 것을 의미한다. 이에 대해 윔 박사는 “이 훈련은 뇌가 수신되는 시끄러운 신호로부터 유용한 정보를 추출하는 것을 배우는 데 필요합니다. 일단 뇌가 훈련되면, 더 명확한 신호를 받습니다. 그러나 뇌로 전달되는 오디오 신호에 대한 정보가 제한되어 있기 때문에 여전히 금속성이 있을 것입니다”라고 말했다. 그는 “그래서 사람들이 대화를 나누는 동안 이들은 군중, 교통 체증, 파티와 같은 배경 소음을 걸러내려고 애씁니다. 라이브 음악 소리가 마치 충돌하는 소리처럼 끔찍하게 들립니다”라고 말했다.

이 연구는 멜리스 박사가 아날로그 컴퓨팅을 사용해 하드웨어에서 진정한 인간 지능을 모방하는 것을 목표로 하는 연구의 토대를 이루고 있다.

멜리스 박사팀은 또한 매우 높은 충실도로 오디오를 압축하기 위해 이 방법을 사용할 수 있는지 탐구하고 있다. 이는 예를 들어 스트리밍 서비스와 휴대폰 오디오 저장 장치에 의해 사용되는 기존 오디오 압축과 저장 방식을 대체하는 것이 될 수도 있다.


이재구 글로벌이코노믹 기자 jklee@g-enews.com

이재구 IT전문기자 jklee@g-enews.com

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