장갑 끼고 조끼 입으니 "어! 들려요"..청각장애인 위한 기술 나왔다

장애인 돕는 기술 속속 개발
ETRI, 청각장애인 위한 장갑
손끝으로 음정 전달기술 선봬
KIST, 손이나 팔 절단 환자
신경 이식 파악기술 실용화

◆ 2022 신년기획 건강 빅 모멘텀 ◆

국악 공연 `이음풍류`에 참석한 청각장애인이 ETRI가 개발한 촉각 음정 시스템 장갑을 사용해 음정 변화를 전달받고 있다. [사진 제공 = 한국전자통신연구원]

귀가 들리지 않는 청각장애인에게 음악 공연은 '남의 일'이었다. 손이나 팔 등 신체 일부가 없는 장애인들도 평범한 삶을 위해서는 많은 노력이 뒤따라야 했다. 최근 장애인들 삶에 도움이 될 수 있는 기술 개발이 속속 이뤄지며 기대를 모으고 있다. '로봇 의수' 실용화를 앞당길 수 있는 기술도 개발되는 등 공상과학 영화에서 보던 장면들이 머지않은 시점에 우리 주위에도 나타날 것으로 전망된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 청각장애인을 위한 국악 공연 '이음풍류'에서 촉각 음정 시스템을 이용해 음정을 실시간으로 전달하는 기술을 선보였다. 이 시스템을 장갑에 적용하면 음악이나 소리 등 청각 정보에서 뽑은 소리의 주파수 신호가 촉각 패턴 형태로 피부에 전달된다. 음정 변화를 손가락으로 느낄 수 있는 것이다. ETRI 측은 "해외에서 촉각을 이용해 청각장애인을 위한 라이브 공연을 시도한 적이 있으나 음악의 박자감을 몸으로 체감하는 수준"이라며 "정밀한 악기 음정 변화를 동시에 제공하는 방법으로 진행된 공연은 이음풍류가 세계 최초의 시도"라고 설명했다.

이음풍류에 온 청각장애인들은 국내 기업 비햅틱스에서 개발한 조끼를 착용해 연주의 박자감을 몸으로 느끼고, 장갑을 통해 음정 변화를 손가락으로 느꼈다. 모든 곡에는 수어를 통한 감정 전달과 해설, 자막이 제공됐다.

국악 공연을 위해 기존 촉각 패턴은 서양 음계 방식에서 국악 음계 방식으로 변경됐다. 악기 특성에 맞게 음역을 확대하는 등 시스템 최적화도 이뤄졌다. 연구진은 또 잡음을 조정하고, 음향·기기 간 실시간 반응속도를 높여 정확도를 향상시키는 데 집중했다. 특히 악기 중 대금에 집중해 음정 변화를 촉감으로 체험할 수 있도록 했다. 신형철 ETRI 휴먼증강연구실장은 "개발한 기술이 실험실 환경을 벗어나 실제 공연에 도입할 기회를 얻어 기술 개발에 대한 보람을 느꼈다"며 "기술 적용 분야에 대한 시야를 넓힐 수 있었다"고 말했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 손이나 팔이 절단된 환자가 생각한 대로 움직이는 '로봇 의수' 실용화를 앞당길 수 있는 기술을 선보였다. 로봇 의수를 구현하기 위해서는 절단 환자의 말초신경에 신경 전극을 수술로 이식한다. 이 때문에 전극의 이식 상태에 따라 로봇 의수의 기능성과 장기 사용성이 크게 달라지는 문제가 있었다. 기능 저하 원인을 파악하기 위해서는 말초신경 대상 조직검사를 실시해야 한다. 그러나 이 방법은 시간이 오래 걸려 즉각적으로 원인을 파악하고 대응하기 어렵다는 문제가 있었다.

황동현 KIST 지능로봇연구단 책임연구원 연구팀은 조직 검출 없이 말초신경 내에 삽입된 신경 전극의 이식 상태를 즉각 파악할 수 있는 3차원 영상장비를 개발했다. 근적외선을 이용해 조직의 3차원 내부 구조를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술이 적용됐다. 새 장비를 사용하면 10㎛보다 작은 말초신경 내부의 신경섬유 등 미세조직 구조, 신경 내에 삽입된 전극의 이식 상태를 3차원 고해상도 이미지로 볼 수 있다. 기존에는 해상도가 좋지 않아 말초신경 내부 미세구조를 보기 어려웠다. 황 연구원은 "이번 연구는 로봇 의수뿐 아니라 신경과학 분야 등 다양한 연구에 활용할 수 있다"며 "말초신경 인터페이스 연구 방법을 획기적으로 바꿀 수 있을 것"이라고 밝혔다. 이어 "추가 연구를 통해 생각대로 움직이고 느끼는 로봇 의수 실용화를 한층 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다"고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 저명 국제학술지 'Advanced Science' 온라인판에 게재됐고, 표지 논문으로 출판될 예정이다.

[정희영 기자]