[보청기 기술] 일반(범용) 칩이 청각 기술의 차세대 도약의 기반이 되는 이유

보청기 기술의 혁신은 최근 몇 년 동안 복합적으로 발전했습니다. 아이폰, 슈퍼컴퓨터, 심지어 자동차와 농기구와 같은 많은 다른 장치들처럼, 이 빠른 혁신은 핵심 기능인 칩에서 시작됩니다.

 

보청기 칩은 장치 내부에서 어떤 역활을 하는가?

수년 동안 청각 장치는 사운드 처리와 귀간 연결에 전력을 공급하기 위해 특수 칩에 의존해 왔습니다. 칩이 보청기 기술을 발전시키는 데 중요한 역할을 하는 이유를 이해하기 위해서는 칩이 장치 내부에서 수행하는 역할을 이해하는 것이 중요합니다.

칩은 장치의 사운드 처리를 담당합니다. 그것들은 먼저 소리를 포착하고 증폭하여 들어오는 소리를 더 크게 만듭니다. 소리를 캡처한 후 사용자가 깨끗하고 선명하게 섭취할 수 있도록 배경 소음 및 기타 원하지 않는 소리를 걸러냅니다. 또한 보청기 내부의 칩을 사용하여 장치에 의해 포착되는 소리를 처리하고 분석하여 들리는 소리를 보다 자연스럽고 정확하게 표현할 수 있습니다.

사용자가 특정 소리 또는 방향에 집중할 수 있도록 보청기의 방향성을 제어하기 위해 고급 칩을 사용할 수도 있습니다.그것들은 또한 양쪽 귀가 서로 상호 작용할 수 있도록 하는 귀의 외이도의 상호간 연결을 모방하여 귀와 귀의 연결을 도울 수 있습니다.

 

보청기에 대한 특수 칩  및 역사적 역할

보청기는 전통적으로 여러 가지 이유로 특수 칩을 사용해 왔습니다. 첫째, 보청기에 사용되는 기술은 전문성이 높고, 적절한 기능을 수행하고 고유한 요구를 충족시키기 위해서는 고도의 정밀도가 요구됩니다. 효율적이고 고품질의 사운드 처리를 달성하기 위해서는 실시간 음향 정보를 처리할 수 있는 민감한 기술이 필요합니다.

 

또한 보청기는 종종 작고 소형이며, 이는 보청기에 사용되는 칩이 성능을 저하시키지 않고 장치 내부에 들어가려면 작고 저전력이어야 한다는 것을 의미합니다. 마지막으로, 보청기는 배경 소음이 큰 문제가 될 수 있는 환경에서 사용되는 경우가 많기 때문에, 보청기에 사용되는 특수 칩은 매우 민감하고 원치 않는 소리를 걸러낼 수 있도록 설계되었습니다. 기존 보청기에 사용되는 맞춤형 칩은 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 특정 알고리즘으로 설계되었습니다. 커스텀 칩에 내장된 보청기는 아이폰 시대 이전의 노키아 폰과 비교할 수 있습니다. 특수 칩과 노키아 전화기가 작동하는 동안, 일반 칩이 청각 장치 기술의 다음 혁신이 된 방법인 혁신의 여지가 있었습니다.

 

일반 칩의 경우

컴퓨터와 스마트폰에 사용되는 칩과 같은 범용(일반) 칩은 급격한 기술 변화와 진화의 영향을 받습니다. 이러한 칩의 개발은 보다 빠르고 강력하며 에너지 효율적인 프로세싱의 필요성에 의해 주도되며, 이로 인해 이 분야의 혁신 속도가 빨라지고 있습니다. 결과적으로 이러한 칩의 반복 주기는 매우 짧으며, 새로운 세대의 칩이 6개월에서 12개월마다 출시되며 최종 사용자에게 도움이 되는 새로운 기능을 제공하는 경우가 많습니다.

 

일반 칩은 종종 고성능 또는 낮은 전력 소비가 필요한 장치에 사용됩니다. 이 기술은 AI 또는 일반 칩으로 인해 혁신을 이루거나 급격하게 변화한 여러 산업에 사용됩니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

자율주행차 : 인공지능으로 구동되는 칩이 자율주행차를 현실화하는 데 도움이 되고 있습니다.이 칩들은 자율주행차가 안전하게 탐색하는 데 필요한 방대한 양의 데이터를 처리하는 데 사용됩니다.또한 소형 기기에서 사용할 수 있도록 소형화되고 있습니다.

스마트폰 : 스마트폰은 AI 칩의 가장 인기 있는 애플리케이션 중 하나입니다. 얼굴 인식 및 객체 식별과 같은 작업에 사용되며, 중급 및 보급형 레벨의 전화기에서도 점점 더 보편화되고 있습니다.

IoT 장치 : 사물 인터넷은 인공지능 칩이 영향을 미치기 시작하는 또 다른 분야입니다. 이 작은 칩들은 스마트 온도 조절기에서 보안 카메라에 이르기까지 모든 것에 사용될 수 있으며, 우리의 집과 사무실이 그 어느 때보다 더 연결되도록 도와줍니다.

위에서 언급한 장치들은 일반 칩이 청력 장치를 위한 신뢰할 수 있는 옵션이라는 것을 증명했지만, 일부 회사들은 여전히 전문 칩에서 일반 칩으로의 전환을 다른 산업에 비해 느리게 만드는 사소한 문제점들에 사로잡혀 있습니다.

 

보청기 제조사들이 일반 칩을 사용하는 것을 가로막는 요소는 무엇인가?

일반 칩의 업계 채택을 지연시킨 두 가지 주요 문제점이 있습니다. 바로 전력 효율성과 경로 의존성입니다.

 

보청기에 사용하도록 특별히 설계된 특수 칩은 종종 전력 효율성에 최적화됩니다. 그들은 에너지 소비를 줄이고 보청기의 배터리 수명을 연장하기 위해 클록 게이팅 및 파워 게이팅과 같은 저전력 설계 기술을 사용할 수 있습니다. 반대로 스마트폰 및 기타 가전제품에 사용되는 범용 칩은 전력 효율에 대해 최적화되지 않을 수 있으며 보청기에서 배터리를 더 자주 교체해야 할 수 있습니다.

 

보청기 제조사들은 맞춤형 칩에 의존하고 있습니다. 즉, 그들은 그들의 요구에 맞는 맞춤형 칩을 기반으로 한 제품을 개발하는 데 많은 투자를 했습니다. 결과적으로 보청기 업체들이 범용 칩 사용으로 빠르게 전환하기는 어렵습니다. 그들은 팀, 장비, 소프트웨어 및 공장에 많은 투자를 했습니다. 변화에 대한 내부의 저항은 엄청날 것입니다. 범용 칩으로의 전환은 몇 가지 이점을 제공할 수 있지만, 많은 기업들에게 느리고 점진적인 과정이 될 것입니다.

 

처리 능력 및 고급 알고리즘

일반 칩과 빠른 혁신 주기는 미래의 보청기가 현재 시장에 나와 있는 장치보다 20배에서 100배의 처리 능력을 가질 수  있음을 의미합니다. 보청기가 아직 해결하지 못한 주요 과제는 복잡하고 동적인 환경에서 낮은 대기 시간과 높은 품질로 인간의 목소리를 추출하는 능력입니다. 이것은 청각 장애가 있는 사람들이 시끄럽거나 붐비는 환경에서 말하는 것을 이해하는 데 필요합니다.

 

이 문제를 해결하기 위해 보청기는 딥러닝 분야의 최신 연구를 따라잡기 위해 강력한 계산 능력과 매우 역동적인 계산이필요합니다. 이는 범용 칩과 AIPU(인공지능 처리 장치)를 사용해야만 달성할 수 있습니다. AIPU는 자연어 처리 및 이미지 인식과 같은 복잡한 작업을 처리하도록 설계된 컴퓨터 하드웨어의 한 유형입니다. 보청기와 직접적인 관련은 없지만, 잠재적으로 보청기의 컴퓨팅 능력을 향상시키는 데 사용될 수 있습니다. 따라서 복잡하고 동적인 사운드 환경을 효과적으로 처리할 수 있습니다.

 

현재 범용 칩은 원하는 결과 100점 만점에 70점을 달성할 수 있는 능력이 있는 반면 맞춤형 칩은 100점 만점에 60점에불과합니다. 그러나 딥러닝의 성숙과 칩 제조 공정의 지속적인 발전으로 AIPU는 보청기의 컴퓨팅 능력을 향상시킬 수 있으며, 딥러닝을 통해 동적이고 복잡한 환경의 건전한 처리를 마침내 실현할 수 있습니다. 이 기술은 보청기의 기능을 크게 향상시켜 사용자에게 크게 향상된 소리 경험과 더 나은 삶의 질을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

 

맞춤형 커스텀 칩을 사용하는 회사의 경우, 더 고급 기능으로 변경할 여지가 많지 않기 때문에 큰 조정 없이 칩에 있는 기존 알고리즘을 간단하게 사용할 수 있습니다. 따라서 개발 및 생산 프로세스가 비교적 간단합니다. 그러나 노이즈 감소와 같은 청각 장치를 발전시키는 구체적이고 원하는 알고리즘은 맞춤형 칩에 배치할 수 없습니다. 이는 일반적인 칩 경로를 통해 제조업체가 모든 기본 알고리즘을 직접 작성하고 디버깅, 검증, 임상 테스트 등의 프로세스를 거쳐야 할 수도 있지만, 결국에는 필요한 모든 알고리즘을 완벽하게 제어할 수 있게 하고 보다 정교한 장치를 위해 고유한 기능을 통합 및 최적화할 수 있게 한다는 것을 의미합니다. 또한 기업은 시장에서 이미 제공되는 청각 장치에서 제공되는 기능을 넘어 혁신적인 고유한 방식으로 소프트웨어와 하드웨어를 지속적으로 결합할 수 있다는 자신감을 갖게 됩니다.

 

청각 건강 장치에서 일반 칩의 발전

일반 칩은 청각 건강 장치의 혁신을 주도하는 고유하고 발전된 알고리즘을 통해 소프트웨어와 하드웨어의 조합을 최적화하는 것이 전부입니다. Orka는 현재 연결 기능과 함께 처리 및 계산 능력을 향상시키기 위해 독특한 알고리즘을 활용하여 2023년에 출시될 일반 칩 청각 장치를 연구하고 있습니다.

 

청각 건강 산업이 여전히 일반 칩의 채택을 위해 노력하고 있는 동안, 처리 능력과 계산 능력, 그리고 독특한 AI 기능 모두에서 장치의 발전은 일반 칩이 청각 장치 기술의 다음 혁신적인 발전인 이유를 보여줍니다. 산업 채택에는 시간이 걸릴 수 있지만, 범용 칩의 사용은 확실히 청각 관리 세계에서 더 일반적인 것이 될 것입니다.

 

저자 : Ben Sun

Ben Sun은 난청을 해결하려는 열정과 헌신에서 태어난 혁신적인 글로벌 청각 기술 회사인 Orka의 CEO이자 공동 설립자입니다.Orka 이전에 Sun은 Apple에서 하드웨어 엔지니어로 근무했으며 1세대  Apple Pencil 및 나비 키보드와 같은 마이크로 인터랙티브 제품의 하드웨어 설계, 공급망 및 프로세스 제어에 참여했습니다.

 

출처 :  The Hearing Review

 

 

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