[청각연구] 파리의 슈퍼 청력은 인간에게 도움이 될 수 있습니다


텍사스에 있는 오스틴 대학교(UT Austin)의 Cockrell 공과대학 연구원 팀은 파리의 청력 메커니즘을 모방한 작은 저전력 장치를 개발했습니다. 새로운 장치는 착용자가 관심을 갖는 대화나 소리에만 적응적으로 초점을 맞추는 지능형 마이크가 있는 차세대 과민성 보청기를 구축하는 데 사용될 수 있습니다.

 

연구원들은 매우 민감한 예민한 청력 때문에 놀라운 정확도로 지저귀는 귀뚜라미의 위치를 ​​정확히 찾아낼 수 있는 노란색의 Ormia ochracea 파리에서 장치에 대한 영감을 얻었습니다. 파리는 2도 내에서 소리의 방향을 결정하기 위해 흔들리는 소리와 유사한 정교한 소리 처리 메커니즘에 의존합니다.

 

파리의 귀 구조를 모델로 사용하여 Cockrell School의 전기 및 컴퓨터 공학과 조교수인 Neal Hall 박사와 그의 대학원생들은 파리의 초진화된 청각 구조를 복제하는 실리콘으로 소형 압력 감지 장치를 제작했습니다. 폭이 2밀리미터인 이 장치는 크기가 파리의 청각 기관과 거의 동일합니다.

 

다른 연구자들은 파리에서 영감을 얻은 청각 장치를 만들었지만 UT Austin 엔지니어는 압전 재료를 처음으로적용했습니다. 이러한 재료는 기계적 압력을 전기 신호(또는 전압)로 변환하고 장치가 매우 적은 전력으로 작동할 수 있도록 합니다. 장치와 연구를 자세히 설명하는 기사는 Applied Physics Letters 저널에 게재될 예정입니다.

 

"보청기는 배터리에 의존하기 때문에 전력 소비를 최소화하는 것은 보청기 기술을 발전시키는 데 중요한 고려 사항입니다."라고 Hall은 말합니다. “이 기술은 미래에 청각 장애가 있는 사람들에게 도움이 될 수 있습니다. 현재 미국인의 2%만이 보청기를 착용하고 있지만 인구의 10% 정도가 보청기 착용으로 혜택을 볼 수 있습니다." 라고 Hall은 덧붙입니다.

 

“많은 사람들은 이러한 격차의 주요 원인이 환자의 불만이라고 생각합니다. 맞은편에 있는 사람의 소리를 듣기위해 볼륨을 높이면 주변의 모든 배경 소음이 증폭되어 마치 칵테일 파티 소리처럼 들립니다.”

 

인간과 다른 포유동물들은 우리의 귀 사이의 분리와 결합된 유한한 소리의 속도 때문에 음원을 정확히 찾아내는능력을 가지고 있습니다. 곤충들은 일반적으로 그들의 몸이 너무 작아서 음파가 본질적으로 양쪽을 동시에 공격하기때문에 이러한 능력이 부족합니다.

 

Ormia ochracea는 주목할만한 예외입니다. 귀와 귀의 간격이 2밀리미터 미만임에도 불구하고 귀뚜라미의 울음소리 방향을 찾을 수 있습니다. 한쪽 귀와 다른 쪽 귀로 들어오는 소리 사이의 400만분의 1초 동안 소리의 위상은 약간 이동합니다. 파리의 귀에 있는 비틀거리는 스타일의 구조는 시간 지연을 효과적으로 증폭시키고 파리가 귀뚜라미 먹이를 놀라운 정확도로 찾을 수 있도록 합니다.

 

파리의 청각 메커니즘을 복제하기 위해 연구원들은 유연한 빔을 개발하고 압전 물질을 통합했습니다. 압전 물질을 사용하여 빔의 구부러짐과 회전을 동시에 측정할 수 있었고, 이를 통해 파리의 청각을 복제할 수 있었습니다.

 

보청기를 개선할 수 있는 것 외에도 이 장치는 군사 및 방위 응용 프로그램도 활용할 수 있습니다. 예를 들어 시각적 신호를 사용할 수 없는 어두운 환경에서는 소리를 사용하여 이벤트를 현지화하는 것이 중요할 수 있습니다.

 

출처 : UT Austin

원문 : The Hearing Review

 

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