울산과기원, 피부에 붙이는 '투명한 스피커·마이크'개발

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 인간의 피부 등 어디든 붙여서 소리를 내는 '투명한 스피커'와 성대 진동을 감지해 목소리를 인식하는 '투명한 마이크로폰'을 개발했습니다.

고현협 에너지 및 화학공학부 교수팀은 투명하면서 전기전도성이 있는 나노막(Nanomembrane)을 만들고, 이를 음향소자에 응용해 다양한 사물에 부착할 수 있는 스피커와 마이크로폰을 개발했다고 4일 밝혔습니다.


나노막은 나노미터(㎚·1㎚=10억 분의 1ｍ) 두께의 얇은 막입니다.

고분자 나노막은 어디든 잘 달라붙고, 무게가 가벼우며, 유연한 소재여서 활용 가능성이 큽니다. 그러나 너무 얇아서 잘 찢어지고, 전기전도성이 없다는 한계가 있었습니다.

고 교수팀은 고분자 나노막에 은 나노와이어(Siver Nanowire)를 함몰시켜 두 단점을 해결했습니다.

전기가 잘 통하는 은 나노와이어로 그물 구조를 형성, 100나노미터 두께의 나노막을 만들고 기계적인 특성도 개선한 것입니다. 은 나노와이어 그물 구조는 투명해서 그 결과물은 '투명 전도성 나노막'이 됐습니다.

이 막은 얇고 유연해 손가락 지문처럼 굴곡진 미세한 표면에 자연스럽게 달라붙습니다. 또 미세한 진동에 민감하게 반응해 소리를 입·출력하는 음향소자에 활용할 수 있습니다.

투명 전도성 나노막을 개발한 울산과학기술원 연구진. 왼쪽부터 강세원 연구원, 고현협 교수, 조승세 연구원. /사진=울산과학기술원 제공

연구진은 이 막을 활용해 피부 등에 붙여서 소리를 낼 수 있는 '초박막형 스피커'와 성대의 떨림을 감지하는 '웨어러블 마이크로폰'을 만들었습니다.

특히 웨어러블 마이크로폰을 이용해서 특정 사용자의 목소리 주파수 패턴을 구별할 수 있는 '음성지문 보안 시스템'을 구축하기도 했습니다.

고 교수는 "로봇 등에 이 기술을 적용하면 스피커는 사람의 입처럼, 마이크로폰은 귀처럼 쓰일 수 있다"면서 "앞으로 음성 인식으로 전자기기를 작동시키는 사용자 인터페이스 구현에도 이바지할 것"이라고 밝혔습니다.

손등에 부착한 스피커/사진=울산과학기술원 제공

그는 "사물인터넷 발달로 인공지능 스피커나 음성보안 등에서 센서 기술이 주목받고 있어 이번 연구도 산업적 파급력이 클 것"이라면서 "다기능성 나노막 제조기술은 사물인터넷, 로봇, 웨어러블 전자산업에서 원천 소재기술로 활용될 것"이라고 내다봤습니다.

이번 연구는 미국과학협회(AAAS)가 발행하는 권위지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 3일 자에 발표됐습니다.

[MBN 온라인뉴스팀]