독일 올덴브룩(Oldenburg) 대학교, 스마트 보청기 개발 프로젝트

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지난 4년 동안, 독일 올덴브룩 대학의 CRC(청각 음향 연구센터) 연구원들은 사용자의 개별 요구에 적응, 반응하는 스마트 보청기 개발이라는 목표를 위해 노력해 왔습니다. 이 연구는 University of Oldenburg, Jade University of  Applied Sciences, Fraunhofer Institute for Digital Media Technology IDMT, Hörzentrum Oldenburg GmbH, RWTH Aachen University, and Technical University of Munich 등 뮌헨 공과대학은 모두 연구 분야의 선두 기관으로, 총 12년 동안 운영될 예정인 이 대규모 프로젝트에 참여한다고 합니다.

 

"고령화 사회에서는 어려운 음향환경에서 효과적으로 작동하며 일상생활에서 사람들에게 도움이 되는 보청기 등의 개발이 점점 더 시급해지고 있습니다. Oldenburg의 청력 연구는 우수한 성과를 내고 있으며 국내외에서 높은 평가를 받고 있습니다. 독일 연구 재단의 새로운 자금 지원 약속은 인상적인 방식으로 이를 강조하고 있습니다."라고 랄프 브루더 대학 총장이 말했습니다.

 

CRC 청각 음향학에는 음향학, 정신 음향학, 청각학, 공학, 물리 모델링 등 다양한 분야가 포함되어 있습니다. 첫 번째 자금조달 기간에는 청각장애인과 청각환경 간의 상호작용에 초점을 맞췄습니다.

 

[이미지] CRC(Collaborative Research Center) 대변인 Volker Hohman 교수 / 사진 : 올덴브룩 대학교

"실생활에서는 사람들이 목소리와 소리에 반응하기 때문에 청력 상황이 끊임없이 변합니다. 예를 들어, 그들은 음원을 향해 고개를 돌리거나 시선을 그 방향으로 옮깁니다. 우리는 이것을 '음향 커뮤니케이션 루프'라고 부릅니다."라고 Hohmann은 말했습니다. 이 동적(다이내믹) 루프는 과거에는 음향학 분야에서 거의 주목을 받지 못했다고 그는 지적합니다.

 

지난 몇 년 동안 팀은 이 음향 통신 루프와 보청기를 통합하는 데 성공했습니다.

 

Hohmann은 "우리는 음향 상황을 지속적으로 평가하고 테스트하는 사람이 주어진 순간에 어떤 음원에 주의를 기울이고 있는지 식별하는 소위 '몰입형 보청기'의 첫 번째 프로토타입을 개발했습니다."라고 설명했습니다. 이 장치는 검사자의 시선과 머리 움직임의 방향을 결정한 다음 신호 처리를 조정하여 검사자가 대상 음원을 최적으로 들을 수 있도록 합니다. 현재 프로토타입은 실험실뿐만 아니라 현장 실험에서도 사용할 수 있습니다.

 

다른 요인들 중에서도 연구팀이 다양한 청력 상황에서 사용하기 위해 개발한 새로운 인식 모델이 이러한 성공을 위한 길을 열어주었습니다.

 

Hohmann은 "이러한 모델은 예를 들어 시끄러운 환경에서 대화를 따라갈 수 있는지 여부와 같이 테스트하는 사람이 주어진 상황에서 소리 신호를 인식하는 방법을 예측합니다."라고 설명했습니다. 그는 배경 소음 및 잔향을 포함하는 다양한 청력 상황에서 청력 손상이 있거나 없는 청력을 시뮬레이션하는 것이 보청기의 신호 처리를 위한 혁신적인 방법의 개발 및 평가에 필수적이라고 강조했습니다.

 

첫 번째 펀딩 기간의 또 다른 중요한 결과는 "히어피스(hearpiece)"로, 연구 목적으로 특별히 제작된 고품질 이어피스입니다. 귀에 삽입되고 여러 개의 통합 마이크와 소형 확성기가 특징인 이 장치는 보청기와 똑같은 방식으로 소리를 높일 수 있습니다. 예를 들어 연구원들은 이를 사용하여 귀에서 직접 신호 처리를 위한 새로운 알고리즘을 테스트할 수 있습니다. 여기의 특별한 특징은 히어피스가 음향적으로 투명하다는 것입니다. 즉, 이 장치로 듣는 것은 귀가 열려 있는 정상적인 청각에 해당한다는 의미입니다.

 

또한 연구팀은 실험실에서 통제된 조건에서 실험 대상자를 대상으로 청력 실험을 수행하기 위한 대화형 시청각 가상 현실 설정도 개발했습니다. 이 기술을 사용하면 실제 상황을 이전보다 더 사실적으로 시뮬레이션할 수 있습니다. 이를 위해 연구팀은 가상의 식당, 지하역, 거실 등 시험자가 직접 "어렴풋이" 볼 수 있는 복잡한 시청각 시나리오를 만들었습니다. 이러한 시나리오는 관련 데이터와 함께 전 세계 연구소에서 자유롭게 사용할 수 있게 되어 자체 청력 실험을 수행할 수 있습니다.

 

이제 시작될 두 번째 자금 조달 기간에 CRC 팀은 인식 모델, 알고리즘 및 응용 프로그램을 개선하고 병합할 계획입니다. 한 가지 목표는 음향 시나리오에 따라 소음을 능동적으로 제어할 수 있는 청각적 보청기 및 몰입형 보청기용 알고리즘을 개발하는 것입니다. 이를 위해 연구원들은 자체 개발한 최첨단 AI 기법을 사용하고 있습니다. 장기적인 목표는 각 보청기가 특정 상황에서 각 사용자에게 최적의 설정을 예측하는 데 지속적으로 학습하고 향상시키는 것입니다. 청각 장애가 있는 사람들은 스마트폰을 통해 필요한 피드백을 스스로 입력할 수 있게 됩니다.

 

"하지만, 이 목표에 도달하기 전에 우리는 여전히 할 일이 많습니다" 라고 Hohmann은 말합니다.

 

이 팀은 또한 서로 다른 실험실 간의 교환을 촉진하고 향상시키기 위해 청력 연구 및 청력학에서 복잡한 음향 시나리오에 대한 국제 표준을 수립하기 위해 노력하고 있습니다. 또한 CRC는 연구원이 개인 인식의 차이를 더 잘 식별할 수 있도록 가상 환경에서 새로운 청력 음향 테스트를 개발하는 것을 목표로 합니다. 이것은 개인의 필요에 최적으로 맞춰진 진단 및 보청기 재활 조치를 설계할 수 있어야 합니다.

 

출처 : 올덴브룩 대학교(University of Oldenburg)

기사원문 : The HearingReview

 

 

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