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말하지 않아도 알아요: 생각을 음성으로 바꾸는 장치 개발
2019년 06월 26일
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우리는 보통 대화를 통해 서로 소통을 한다.
때문에 질병 등 여러 이유로
말하는 방법을 잃은 사람들에게
소통은 너무나도 어려운 일이다.
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수화, 독순술, 필화, 손짓, 발짓 등
다양한 방법으로 교류를 시도하지만
대화에 비하면 턱없이 부족한 것이 사실이다.
그런데 머릿속 생각을 직접 음성으로 출력할 수 있다면 어떻게 될까?
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영화 속 이야기가 아니다.
BBC, 포브스 등 외신에 따르면
최근 UCSF(University of California San Francisco) 연구진이
사람의 마음을 읽고, 그 생각을 음성으로 표현하는
획기적인 방법을 개발했다.
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연구진이 제시한 방법은
사람의 뇌에 일종의 통역기를
이식하는 것이다.
그 과정은 몇 단계에 걸쳐 이뤄진다.
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연구진은 먼저 뇌 질환으로 언어 능력이 저하된
실험 참가자 5명을 모아 수 백 개의 문장을 읽도록 했다.
이 때 발생하는 뇌 신호(brain signal)를 스캔하기 위해서다.
이와 함께 뇌 신호에 대응되는 음성 데이터도 기록했다.
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다음 단계는 발화에 필요한
입술, 혀, 후두, 턱 등의 움직임을 파악하는 것이다.
연구진은 뇌에 부착된 전극을 통해
뇌가 각각의 근육을 움직이기 위해 전달하는
생체 전기 신호를 정교하게 포착했다.
발화(發話)=언어를 소리 내어 음성으로 표현하는 행위
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마지막 단계는 전극이 포착한 [전기 신호]와
문장을 읽은 후 나타난 [뇌 신호]와의 상관관계를
인공지능으로 분석하는 것이다.
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이를 통해
발화를 위한 신체 움직임의 미세한 차이를 구별하고
그에 해당하는 문장을 연결하여
컴퓨터로 음성을 출력할 수 있다는 것이다.
과연 그 정확도는 얼마나 될까?
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연구진은 컴퓨터로 출력된 음성과
실제로 실험 참가자들이 읽은 문장을 대조했다.
그 결과 평균 70%의 단어가 올바르게 표현됐다.
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그런데 이번 실험은
비록 언어능력이 저하됐지만
기본적으로 발화가 가능한 사람을 대상으로 한 것이다.
과연 완전히 발화 능력을 잃어버린 사람에게는 효과가 어떨까?
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이에 연구진은 추가 실험을 진행해 보았다.
이번에는 참가자들에게 특정 문장을 소리 없이 읽도록 한 것이다.
그 결과 정확도는 다소 떨어질지언정 유의미한 결과를 얻었다.
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다만 이러한 음성 장치를
실생활에 바로 적용하기에는 다소 무리가 따른다는
것이 연구진의 설명이다.
아직 정상적인 음성에 비해
그 음질이 크게 떨어지는 것이다.
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입술, 혀, 후두, 턱의 기능과 연관된
뇌의 특정 부분에 절대적으로 의존하고 있다는
근본적인 한계점도 있다.
때문에 관련 부분에 이상이 있는 일부 뇌졸중 환자에게는
적용이 어렵다.
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그럼에도 불구하고, 이번 연구의 의미는 결코 작지 않다.
[개인의 뇌 활동을 분석해 온전한 문장을 만들 수 있다]는 것을 증명한
사실상 최초의 성과이기 때문이다.
이번 연구를 바탕으로 좀 더 많은 사람들이
소통의 즐거움을 느낄 수 있게 되길 바란다.
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