소리로 공간 보는 3차원 마이크 세계 최초 개발…“산업·재난 현장 활용" 작성일 05-21 97 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">안성훈 서울대 기계공학부 교수 연구팀<br>소리로 소통하는 박쥐·돌고래에서 아이디어</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="U8PRSXxpcI"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="48f92f606da101940429e0ee5a9330483c66b411314560821fc2c99463f0c7b5" dmcf-pid="u6QevZMUkO" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 서울대학교 기계공학부 안성훈 교수, 서울대학교 기계공학부 안세민 박사과정생, 서울대학교 허준 박사과정생, 서울대학교 김재훈 석사과정생./서울대 공과대학" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/21/chosunbiz/20250521171309103oxwc.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="1KQ8awUlAL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/21/chosunbiz/20250521171309103oxwc.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 서울대학교 기계공학부 안성훈 교수, 서울대학교 기계공학부 안세민 박사과정생, 서울대학교 허준 박사과정생, 서울대학교 김재훈 석사과정생./서울대 공과대학 </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="18bb88bd3e706963f102a4cbaa6b47ee19f20d68d3badb089015369135c92646" dmcf-pid="7PxdT5RuNs" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/21/chosunbiz/20250521171309743kpjf.png" data-org-width="1800" dmcf-mid="tSAahGP3an" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/21/chosunbiz/20250521171309743kpjf.png" width="658"></p> </figure> <p contents-hash="41d94d80da259f97ca2eef5874befdc54c9198bf6dd3ec9b6a1473ce44eee8c5" dmcf-pid="zQMJy1e7gm" dmcf-ptype="general">안성훈 서울대 기계공학부 교수 연구팀이 마이크 하나로 사람의 위치를 확인하고, 소음이 가득한 공장 안에서도 사람과 로봇이 소리로 상호작용할 수 있는 기술을 개발했다. 재난 구조 현장이나 스마트 팩토리에서 활용 가능성이 큰 기술이다.</p> <p contents-hash="9c790b043265fbaaee1403448aae36fb47abb249aa3d80113c112bda71cd2936" dmcf-pid="qxRiWtdzkr" dmcf-ptype="general">연구팀은 음원 위치 추정 기술, 음향 기반 통신 기술을 통해 ‘눈이 아닌, 귀로 공간을 보는 ‘3차원 청각 센서’를 세계 최초로 구현했다고 21일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘Robotics and Computer-Integrated Manufacturing’에 게재됐다.</p> <p contents-hash="21c62eb36610cc16708169d0081444de7f6d0e672cfb7d75b7f20ddce54a4795" dmcf-pid="BMenYFJqaw" dmcf-ptype="general">산업 현장이나 재난 구조 현장에서 ‘소리’는 중요한 단서다. 고온, 먼지, 연기, 어둠, 장애물 등으로 인해 시각 센서나 전자기 기반 통신이 완전히 무력화되는 상황에서도 음파를 이용해 정보를 전달할 수 있다. 다만 현재 나와 있는 음향 센싱 기술은 정확도가 낮고, 복잡한 장비 구성이 필요해 실제 산업 현장에서는 활용도가 낮다.</p> <p contents-hash="fe0edde775aca6cdd4cf0a9bf68a98e979d12d6bde15e58b94eaafa1bc973b02" dmcf-pid="b5tpLk3IjD" dmcf-ptype="general">공장과 같은 고소음 환경에서는 보다 고도화된 음향 센싱 기술이 요구되는데, 사람의 위치를 정확히 파악하거나, 로봇이 작업자의 음성 지시를 인식하기 매우 어렵기 때문이다. 기존의 통신 방식은 네트워크가 부재한 환경에서는 로봇 간 원활한 협업이 어렵다는 한계도 있었다.</p> <p contents-hash="3d2c7f9074cb0d262e3d61fd1924bdd5726f487fadf02a948741e7eafe278ef0" dmcf-pid="K1FUoE0CgE" dmcf-ptype="general">연구팀은 단 하나의 센서로 위치 인식이 가능한 메타구조 기반의 3차원 청각 센서를 세계 최초로 개발했다. 이 센서는 두 가지 핵심 기술, 즉 소음 환경에서도 사람이나 물체의 3차원 위치를 추정할 수 있는 ‘3차원 음향 인지 기술’과 인간-로봇 및 로봇 간 새로운 상호작용 방식을 구현한 ‘음파 기반 이중 통신 기술’에 바탕을 두고 있다.</p> <p contents-hash="1a63d729cd3ce206b373c2cafcade761c9c219fe6ff30aa28ddb60fa7948e0ba" dmcf-pid="9t3ugDphjk" dmcf-ptype="general">연구팀은 박쥐나 돌고래가 소리만으로 주변 환경을 인식하고, 서로 의사소통하는 생물학적 메커니즘에 주목했다. ‘특정 방향의 소리만을 선택적으로 듣는’ 청각 능력을 공학적으로 구현해 복잡한 소음 속에서도 원하는 소리만 골라낼 수 있도록 했다. 서로 다른 경로에서 도달하는 음파의 위상을 인위적으로 조절해 특정 방향의 소리만 증폭하고 나머지는 소거하는 방식이다. 연구팀은 이 시스템에 ‘3DAR(3D Acoustic Ranging)’라는 이름을 붙였다.</p> <p contents-hash="15e75e3041c98517fd4c41261ad708657fb599bca5215a2b125d3eedb7f2a5e8" dmcf-pid="2F07awUloc" dmcf-ptype="general">연구팀은 돌고래의 이중 주파수 의사소통 원리에 착안해, 가청·비가청 영역을 분리한 이중 음향 채널을 설계했다. 사람과 로봇은 가청 주파수(인간이 들을 수 있는 소리)로 소통하고, 로봇끼리는 비가청 주파수(인간이 못 듣는 소리)로 소통하게 한 것이다. 연구팀은 “이 구조는 간섭을 최소화하고, 로봇 간 독립적인 통신 경로를 제공하기 때문에 산업 현장에서 보다 복잡한 협업 시나리오를 실현할 수 있다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="57decf523fe86f45e799d8ff4caf60e4a29d959673a5ff277e1211998062569f" dmcf-pid="V3pzNruSAA" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기술을 실제 산업 현장에 적용해 실증도 완료했다. 이 시스템이 장착된 사족 보행 로봇은 사람과 소리로 상호작용하고, 가스 누수 위치를 소리로 탐지하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="da9f0148ba81433fb20a8f7825a7391c8389b4a21d5b05cb4a6dd518e5118cb8" dmcf-pid="f0Uqjm7vNj" dmcf-ptype="general">연구를 이끈 안성훈 교수는 “벽이나 장애물에 막히는 전자기파에 의존하는 기존 통신 기술과는 달리, 좁은 틈만 있다면 벽도 통과해 들리는 소리를 이용한 시스템은 앞으로 새로운 상호작용 방식이 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="1cb7159cb465c83f32e1f656d15670dd3dd357fdcdc7fd9ef0238c6baed6218e" dmcf-pid="4puBAszTkN" dmcf-ptype="general">논문의 제1저자인 기계공학부 안세민 박사과정생은 “기존에는 소리로 위치를 파악하려면 여러 개의 센서나 복잡한 계산이 필요했다”면서 “회전하는 단일 마이크만으로도 음원의 위치를 정확하게 파악할 수 있는 이번 3차원 센서의 개발은 음향 기반 센싱 기술의 새로운 길을 열었다고 할 수 있다”고 밝혔다.</p> <p contents-hash="4156f5b6e7ba20d4c1d972e74d0e4782ca9db6ae5785c066ffc50287a61e54d0" dmcf-pid="8U7bcOqyca" dmcf-ptype="general">- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -</p> </section> </div> <p class="" 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