국산 초정밀 음성인식 센서, 인간 귀에서 힌트 얻었다
국산 초정밀 음성인식 센서, 인간 귀에서 힌트 얻었다
  • 육군영 기자
  • 승인 2021.02.16 16:50
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이건재 교수팀, 유연 압전 음성센서로 초고감도 인공지능 음성인식 및 보안기술 구현
스마트폰, 인공지능 스피커에 탑재해 제품화 성공, 대량생산 상용화 공정 완성 단계
스마트폰 및 인공지능 스피커에 탑재된 유연 압전 음성 센서.
스마트폰 및 인공지능 스피커에 탑재된 유연 압전 음성센서.

[대전=뉴스봄] 육군영 기자 = 정확도가 높고 인공지능까지 갖춘 초고감도 인공지능 음성인식 및 보안기술이 국내 연구팀에 의해 개발돼 실용화를 앞두고 있다.

15일 KAIST는 신소재공학과 이건재 교수와 왕희승 박사팀은 공진형 유연 압전 음성센서를 기반으로 음성보안기술 개발해 스마트폰에 탑재하는데 성공했다고 밝혔다.

개발된 유연 압전 음성센서는 원거리에서 스마트 기기들을 정확하게 제어하는 미래 사물인터넷 기술과 음성을 암호화하는 보안기술을 연결해 맞춤형 보안서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대받고 있다.

이번 연구는 한국연구재단의 휴먼플러스 인공지능센서 센터의 지원을 받아 수행됐으며 국제 학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 2월12일 자에 게재됐다.

달팽이관 내 기저막을 모사한 모바일 압전 음성 센서의 원리.
달팽이관 내 기저막을 모사한 모바일 압전 음성센서 원리.

공진형 압전 음성센서는 음성에 의해 센서의 막이 진동하게 될 때 공진현상이 일어나 민감도 높은 전압 신호를 얻을 수 있는 센서로 민감도가 높고 전원이 필요치 않으며 신호 대 잡음비가 우월해 원거리 음성 인식이 가능하다.

그러나 공진형 음성센서는 크기가 크고 상용 전자회로와 시스템적으로 통합될 수 없다는 단점이 있어 모바일용 제품으로 상용화가 어렵다는 단점이 있었다.

연구팀은 매우 얇은 유연 압전막을 사용해 인간의 귀를 모사한 다수의 공진채널을 구현해 초고감도의 소리식별 센서를 만들었다.

모사된 공진형 음성센서는 신호 대 잡음비(Signal to noise ratio, SNR)가 우수해 음성인식 기능이 뛰어나고 다수 채널을 보유하기 때문에 인공지능 음성 서비스에 적은 데이터양으로도 화자 식별 정확도를 높이는 강점이 있다.

연구팀의 음성센서는 같은 조건에서 정전용량형 상용 마이크로폰과 성능 비교를 진행한 결과 음성 분석 및 화자 식별에 있어 인식률을 크게 높였고 조건에 따라 오류율을 60%에서 95%까지 줄일 수 있었다.

이건재 교수는 "이번에 제품화된 모바일 음성센서는 높은 민감도를 보유하면서도 크기를 획기적으로 줄였기 때문에 미래 인공지능기술을 구동하는 핵심센서로 적용할 수 있다ˮ며 "현재 대량생산 상용화 공정도 완성 단계에 있어 실생활에 곧 적용될 수 있을 것”이라고 말했다.


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