김병기 한국기술교육대 교수 연구팀은 다수 음원 추적이 가능한 마이크로 전자기계시스템(MEMS) 마이크로폰 개발에 성공했다고 4일 밝혔다.
마이크로폰은 소리를 전기신호로 바꾸어 주는 소자로서 휴대폰, 보청기, 스마트 스피커, 스마트 TV 등 핵심부품으로 활용된다.
이번에 개발된 MEMS 마이크로폰은 8.5㎜×8.5㎜ 크기 초소형 실리콘 기판에 3개의 마이크로폰이 배열돼 동시 발생된 최대 3개 음을 각각 추적하고 각 음성을 따로 기록할 수 있다. 또 3차원(3D) 공간에서 임의로 들어오는 음원 방향을 측정하고 그 음원을 높은 신호 대비 잡음 비율로 전기신호로 바꾸는 것이 가능하다.
예를들어 기존 스마트 스피커는 두 사람이 동시에 명령을 내리는 경우 기기의 인식률이 매우 낮았으나 해당 기술을 사용하면 동시에 두 개의 명령을 각각 인식해 둘 다 실행시킬 수 있게 된다. 서비스 로봇이 대화할 때 상대가 키가 큰 사람이든 작은 사람이든 음성 방향을 인식하고 얼굴이나 몸을 돌려 눈을 맞추는 동작을 취하는 것도 가능하다.
연구 책임자인 김병기 교수는 “다수의 음성과 음원을 찾아내는 기능이 필요한 보안용 카메라, 군사적 목적의 센싱 시스템뿐 아니라 일상생활에서 음성을 이용한 기계·컴퓨터 등과 교류에 탁월한 기능을 발휘할 것”이라며 “기존에 없던 기능을 손톱만 한 작은 사이즈로 구현해 향후 활용 가능성이 매우 높다”고 강조했다.
해당 연구는 과학기술정보통신부의 '중견연구자지원사업'과 교육부의 '대학중점연구소사업'의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 'An mm-sized biomimetic directional microphone array for sound source localization in three dimensions(3차원 음원 추적이 용이한 생체모방형 초소형 지향성 마이크로폰)'이라는 '스프링거 네이처(Springer Nature)'가 발행하는 '마이크로시스템 앤 나노엔지니어링(Microsystems & Nanoengineering)'지 6월호에 게재됐다.
이준희기자 jhlee@etnews.com
