[글로벌-Biz 24] "언어발달 장애인도 생각만으로 말할 수 있다"

美 연구팀, 인간 생각을 음성으로 변환하는 '뇌 매립형 기기' 개발

기사입력 : 2019-04-26 16:57

  • 인쇄
  • 폰트 크기 작게
  • 폰트 크기 크게
공유 4
  • 페이스북 공유하기
  • 트위터 공유하기
  • 카카오스토리 공유하기
  • 구글플러스 공유하기




center
미국 캘리포니아대학교 연구팀에 의해 사람의 생각을 직접 해석하고 말로 변환시키는 혁신적인 '뇌 매립형 기기'를 개발했다는 연구 결과가 발표됐다. 자료=글로벌이코노믹
외상이나 뇌 손상 등을 원인으로 말을 잃은 사람이 다시 말을 할 수 있게 되는 날이 머지않았다. '인간의 생각을 음성으로 변환'하는 것을 목표로 노력하던 미국 연구팀에 의해 사람의 생각을 직접 해석하고 말로 변환시키는 혁신적인 '뇌 매립형 기기'를 개발했다는 연구 결과가 25일(현지 시간) 발표됐다.

신경학적 질환 중에는 환자의 언어 능력과 말을 내뱉는 능력을 해치는 무서운 병이 존재한다. 그런데 이렇게 후천적으로 병을 얻어 말을 잃은 환자의 대부분은 잃어버린 목소리를 대신하기 위해 머리와 눈의 움직임을 통해 문자를 엮는 커뮤니케이션 기기에 의존해 어렵게 글자를 적어내는 것이 현실이다.

그런데 최근 미국 캘리포니아대학교 샌프란시스코 캠퍼스(University of California, San Francisco) 연구팀이 이러한 질환을 가진 지원자를 모집해 수백 문장의 글을 읽도록 한 다음, 뇌 매립형 기기를 이용해 지원자와 글 사이의 ‘뇌 신호’를 스캔하는 것으로 인공적인 발성을 재구성하는 데 성공했다.

영국 과학잡지 네이처(Nature)에 논문을 발표한 연구팀은 "현재 이 기술은 아직 초기 단계에 있다"고 전제를 단 뒤 다만 이 기술에 의해 "말을 할 수 없는 환자의 사고를 실시간 발화(発話)로 변환할 수 있게 될 것으로 기대된다"고 밝혔다. 이어 발화의 전기적 활동을 직접적으로 변환하는 것이 아니라 다음과 같은 3단계 방법으로 이를 실현했다고 설명했다.

제1단계는 피험자에게 글을 읽게 한 뒤 뇌 표면에 부착한 기기를 통해 피험자의 신경 활동을 관찰하는 것과 동시에 발췌한 언어의 음향 음성을 기록했다. 여기서 연구팀은 "Ship building is a most fascinating process(조선은 매우 흥미로운 공정이다)"와 "Those thieves stole thirty jewels(이 도둑들은 보석을 30개 훔쳤다)"라는 등의 간단한 평서문을 사용했다.

제2단계에서는 발화에 필요한 몸의 움직임(턱, 입, 혀에 의한 특정 관절 운동)을 나타내는 신경 신호를 해독해 합성 음성 문장으로 변환했다. 그리고 최종 단계에서는 컴퓨터가 발화한 단어와 문장을 피험자에게 알려 자신의 의도대로 올바로 표현되었는지를 확인했다.

그 결과 발화된 문장은 매우 정확했다. 물론 발음이 불분명한 부분도 일부 보였지만, 합성 발화된 문장은 피험자가 제시한 글을 생각으로 읽어낸 문장에 매우 가까웠고 대부분의 단어는 명확하게 이해할 수 있는 수준이었다고 연구팀은 밝혔다.

한편, 이번 실험은 발화가 가능한 사람만을 대상으로 실시했지만 피험자가 목소리를 내지 않고 생각과 함께 입 모양만으로 문장을 읽어도 발화의 합성은 가능하다는 사실도 입증한 것으로 알려졌다.

논문의 수석 저자 에드워드 장(Edward Chang) 박사는 "말을 하고 있을 때 입안이 어떤 운동을 하고 있는지를 파악하고 있는 사람은 거의 없다"고 지적하며 "뇌는 생각을 성대의 진동으로 변화시켜 목소리는 내는데 우리는 이번 연구에서 이 해독을 시도해 왔었다"고 설명했다.

연구팀이 논문에서 제시한 이 기술에 대해 발화 방법을 알고는 있지만 그 능력이 손실된 환자의 뇌 활동을 말로 번역할 수 있는 "뇌 매립형 기기를 실현하는 길을 열 가능성이 있다"고 전문가들은 높이 평가했다.

특히 미국 조지아 공대(Georgia Institute of Technology) 전문가들은 이번 연구에 대해 "설득력이 있다"고 견해를 밝힌 뒤 "연구가 더욱 진전되면 발화 장애를 안고 있는 사람이 자유롭게 생각한 그대로를 외부에 표현하는 능력을 되찾고 자신의 주변 세계와 연결을 재설정할 수 있는 것을 기대할 수 있을 것"이라고 말했다.


김길수 글로벌이코노믹 기자 gskim@g-enews.com

김길수 기자 gskim@g-enews.com

오늘의 핫 뉴스

실시간 속보

금융 최신기사

미국 많이 본 기사

가장 많이 공유 된 기사

생활경제