창간 80주년 경향신문

목소리만으로 우울증 감지 ‘음성 분석 과학’…‘딥러닝’ 기술로 날개 달아

우리는 스피커에서 흘러나오는 음악, 친구와의 대화, 길거리 소음 같은 수많은 소리 속에서 매일 살아간다. 이런 소리에 담긴 정보를 파헤쳐 우리 삶을 풍요롭게 만드는 연구 분야가 바로 ‘음성 분석 과학’이다.음성 분석 과학의 세계는 놀랍다. 과거 한 외화 시리즈에 나왔던 인공지능(AI) 자동차 ‘키트’처럼 차량이 운전자의 말을 들은 뒤 반응하거나 로봇이 사람처럼 대화하는 모습은 더는 먼 미래 이야기가 아니다. 스마트폰에 “헤이 시리”를 외치면 원하는 정보를 찾아주고, AI 스피커가 내 취향에 맞는 음악을 추천해준다. 이 모든 것이 음성 분석 과학의 비약적인 발전 덕분이다.소리는 공기 진동으로 만들어지는 파동이다. 음성 분석 과학은 이 복잡한 소리 파동을 컴퓨터가 이해할 수 있는 디지털 신호로 바꾸고, 그 안에 담긴 정보를 추출하는 과정이다.가장 기본적인 음성 분석은 주파수(소리의 높낮이)와 진폭(소리의 크기)을 들여다보는 것이다. 파도를 분석하듯이 음성 분석 과학...

2025.11.23 19:54

소리 듣고, 온도 느끼고…똑똑해진 ‘스마트 해저케이블’이 온다

우리가 인터넷에 접속해 사용하는 스마트폰, 노트북, 태블릿PC는 모두 바다 깊은 곳에 깔린 ‘해저광통신케이블’이라는 거대한 ‘신경망’을 통해 전 세계와 연결돼 있다. 해저케이블은 대륙 간 데이터 전송의 99% 이상을 담당한다.이런 해저케이블은 최근 인공지능(AI) 시대를 맞아 중요성이 더욱 커지고 있다. AI는 스스로 학습하고 발전하기 위해 새로운 데이터가 끊임없이 필요한데, 이런 막대한 양의 데이터를 전 세계 단위에서 빠르게 공급하는 역할을 해저케이블이 한다. 해저케이블이 없다면 AI 기술은 각 지역 데이터만으로 학습해야 하는 한계에 부딪혔을 것이고, 이는 AI 발전 속도를 크게 늦추는 결과로 나타났을 것이다.그런데 이 해저케이블이 단순히 데이터를 옮기는 역할을 넘어, 이제는 바닷속의 모든 소리를 ‘엿듣고’ 해양의 비밀을 밝혀내는 최첨단 과학 장비로 변신하고 있다.오래전부터 과학자들은 바다를 탐험하고 싶어 했지만, 망망대해는 너무 넓고 깊어서 작은 배나 인공위...

2025.10.12 21:23

고래의 노래 귀 기울이면

최근 부산 기장군 대변항에서 향고래가 발견돼 먼바다로 유도된 사례가 있었다. 울산 앞바다에서도 돌고래가 많이 관찰됐다는 뉴스가 들려온다. 고래는 한국인에게는 매우 친근하면서 동시에 보호해야 하는 해양생물로 각인돼왔다.고래는 바닷속에서 소리를 낸다. 그 소리는 단순한 울음이 아니다. 수백㎞를 가로지르며 먹이를 찾고, 무리를 부르고, 사랑을 속삭이는 과학적 경이다. 진화의 산물이자 생존의 도구인 것이다. 흑고래는 오페라 가수처럼 20㎐(헤르츠)에서 10㎑(킬로헤르츠)에 이르는 복잡한 주파수의 노래로 바다를 채운다. 이를 통해 원거리의 짝을 유혹하고 무리의 결속을 다진다.과학자들은 고래의 노래가 지역마다 고유한 ‘방언’을 가진다고 설명한다. 부산 사투리와 서울말이 다르듯, 동해 고래의 노래는 태평양 고래의 노래와 미묘한 차이를 보인다. 이러한 방언은 고래 집단의 정체성을 형성하고, 무리 간 소통을 원활하게 한다. 또한 고래는 초음파를 이용해 먹이를 찾는다. 자신이 발사한 초...

2025.08.24 20:35

빛을 듣고, 소리를 보는…인류의 4%만 경험하는 ‘공감각’

바이올린의 높은음을 들으면 푸른 불꽃이 눈앞에 펼쳐지고, 종소리가 울리면 피부 위로 부드러운 진동이 퍼지는 경험을 상상해 보자. 대부분의 사람에게 청각, 시각, 촉각은 독립적인 감각이지만 어떤 이들에게는 이 경계가 모호해지는 놀라운 현상이 있다. 바로 ‘공감각’이다.공감각은 한 가지 감각이 다른 감각을 유발하는 신경학적 현상으로, 전체 사람의 약 4%가 경험한다. 소리를 들으면 색깔이 보이거나, 글자를 보면 맛이 느껴지는 식으로 감각이 얽히는 것이다. 뇌가 청각, 시각, 촉각을 한 무대에서 춤추게 하는 파티 같은 일이 나타난다.가장 흔한 형태는 소리와 색상 공감각이다. 스티비 원더나 빌리 조엘 같은 음악가들은 음악을 들을 때 색깔을 본다고 한다. C장조 화음이 황금빛으로 빛나고, 단조가 보라색으로 반짝이는 세상을 그려내는 셈이다.공감각은 왜 일어날까. 뇌신경학 관점으로 보면 이유를 알 수 있다. 사실 우리의 뇌는 청각 피질, 시각 피질, 피부감각 피질 등 감각별...

2025.07.06 20:06

바다 강수량, 빗소리로 잴 수 있다

바다에서 들리는 소리를 떠올려보자. 철썩이는 파도와 끼룩이는 갈매기가 먼저 생각난다. 그런데 빗방울이 수면에 떨어지며 내는 미세한 음파를 상상해 본 적 있는가. 이 소리는 단순한 배경음이 아니라 과학적으로 분석할 수 있는 데이터의 보고다.바다에 떨어지는 빗방울은 ‘수중청음기(소리 부이)’로 들을 수 있다. 소리 부이는 넓은 바다에 네트워크 형태로 다수 설치해 10㎐(헤르츠)~20㎑(킬로헤르츠) 주파수를 감지하는 장치다. 작동에 필요한 전력은 태양광이나 파력으로 만들고, 데이터는 5세대통신(5G)이나 위성 통신으로 전송한다.동해와 서해, 남해에 소리 부이를 설치하면 기상 예보와 해양 연구에 혁신을 가져올 수 있다. 이유가 있다. 빗방울이 바다에 떨어질 때 나는 소리는 단순한 ‘툭’이 아니어서다. 빗방울은 수면에 부딪히면서 물속에 공기 방울을 만든다. 공기 방울은 물속에서 ‘삥~’하고 진동한다. 공기 방울 크기는 방출되는 소리의 주파수와 세기를 결정한다.작은 공기 ...

2025.05.25 20:16

귀 열고 세계를 느끼면…보이지 않는 것들이 들린다

어느 날 잠깐 눈을 가리고 앉아 있어 보기로 했다. 10분을 참았다. 단 10분이었다. 그런데 답답했다. 초조했다. 늘 당연하게 여기던 ‘보는 것’이 사라지자 세상은 낯설고 불안해졌다. 하지만 곧 달라졌다. 귀가 열리기 시작했다. 주변이 소리로 가득 차 있음을 깨달았다. 벽시계 초침 소리, 창밖에서 불어오는 바람 소리가 들렸다. 문득 그동안 이 많은 소리를 듣고도 인식하지 못하고 있었다는 사실이 놀라웠다. 우리가 일상에서 시각에 지나치게 의존한 나머지, 소리의 가치를 간과하고 있었던 것은 아닐까 하는 생각이 들었다.소리는 공간을 인식하는 실체적 감각이다. 눈을 감으면 소리가 공간을 채운다. 사람들은 두 귀로 소리의 방향을 감지한다고 생각하지만 사실 한쪽 귀만으로도 방향을 알 수 있다. ‘머리 움직임(HRTF, Head-Related Transfer Function)’을 통해 소리의 세기와 위상 변화를 분석할 수 있기 때문이다.예를 들어 고개를 10도만 돌리면 소리의 도...

2025.04.13 20:51

들리지 않는 소리가 만드는 ‘경이로운 세상’

봄이 오고 있다. 곧 땅에서 지렁이가 기어가는 소리, 바람이 잎사귀를 스치는 진동, 먼 산 너머 번개가 치기 전의 낮은 울림이 자연을 채울 것이다.창밖에서 들려올 풀벌레 소리에 “저 작은 곤충들은 어떤 소리로 서로의 마음을 전할까”라는 궁금증이 일지도 모르겠다. 사실 우리가 듣는 자연의 소리는 이 세상 모든 소리의 관점에서는 ‘빙산의 일각’이다. 세상에는 인간의 귀로는 전혀 들리지 않는, 그러나 과학의 눈으로 포착된 수많은 소리가 있다. 이 보이지 않는 소리 파동이 일상과 첨단 기술을 가로지르며 펼치는 경이로운 이야기를 하고자 한다.어느 초등교실의 가상 상황을 생각해보자. 수업 중 뒷줄에서 휴대전화 벨 소리가 울렸는데, 선생님은 아무 반응이 없다. 그러나 아이들은 벨 소리를 알아차린다. 모기 날갯짓 같은 날카로운 소리가 공기를 가른다. 바로 ‘틴 버즈’ 현상이다. 청소년 이하 연령만 들을 수 있는 18㎑(킬로헤르츠) 이상의 고주파 소리가 난 것이다. 실제로 이런 틴 버...

2025.03.02 20:09

만물의 근원 중력, 소리 만드는 엔진이었다

전자기력이란 두 전하가 상호작용하며 당기거나 밀치는 힘이다. 만유인력 또한 질량을 가진 두 물체가 서로 당기는 힘이다. 만유인력은 전자기력에 비해 매우 작은 힘이다. 하지만 태양과 지구같이 물체의 질량이 커지면 매우 강력한 힘이 된다. 이 글에서는 만유인력을 중력이라는 용어로 통일하고자 한다.중력은 두 물체 사이에 중력자라는 입자가 관여해 당기는 힘을 생성한다고 과학자들은 생각하고 있다. 아인슈타인은 중력은 시공간의 휘어짐으로 발생한다고 주장했다. 어쨌든 중력은 물질을 서로 끌어당겨 달이나 지구 같은 구체를 형성한다. 서로 모인 입자들은 중력 중심에 가까울수록 큰 힘을 받게 되며 원자 간 반발력, 즉 전자기력으로 다시 서로를 밀어낸다. 이 과정에서 물질 내부에 진동이 발생하며 이 진동이 소리로 나타나게 된다. 즉 입자가 모인 곳에서는 항상 소리가 발생할 수 있다.이렇듯 소리는 물질에서 나타나는 입자의 주기적인 움직임, 즉 진동이며 중력이 물질을 모은다는 점에서 소리의 ...

2025.01.19 20:07

꼭 들어 보고 싶은‘우주 소리’의 비밀

음향과 음파 등을 아우르는 개념인 소리는 ‘매질(파동 전달의 매개물)’이 있는 곳에서는 어디서나 발생하고 전파된다. 공기 중은 물론 물속과 고체에서도 가능한 일이다. 입자가 거의 없는 우주공간에서는 소리의 전달이 매우 어렵기는 하다. 하지만 예외적으로 성간물질이나 태양풍이 모인 우주 공간에서는 입자가 많기 때문에 소리가 생성·전달된다.이 때문에 우주론에서도 소리는 중요한 학문적 탐구 영역이다. 예를 들면 ‘중입자(바리온) 음향진동’이라는 현상은 초기 우주의 원시 플라스마(물질의 제4상태)에서 나타나는 ‘음향 밀도파’의 파동 현상을 가리키는데, 과학자들은 이 현상을 연구함으로써 우주의 가속 팽창을 일으킨다고 추정되는 ‘암흑에너지’를 설명할 근거를 얻는다. 소리가 우주의 초기 현상을 이해하는 데 중요한 변수가 되고 있는 것이다.중입자 음향진동의 파장은 특이하다. 한 파장이 무려 45만 광년이나 되는 초월적 길이를 보인다. 피아노의 가장 낮은 음인 27.5㎐(헤르츠)보다 4...

2024.12.08 20:10

삶에 감성 한 톨, 귀로 듣는 ‘예술’

소리 예술(Sound Art)은 말 그대로 소리를 예술적으로 다루고 표현하는 분야다. 소리 예술가는 음악적, 공간적, 사회적 또는 정서적 의미를 담아내기 위해 다양한 소리와 음향 기술을 사용한다.소리 예술은 특히 현대 예술에서 중요한 위치를 차지하는데, 디지털 기술의 발전과 함께 새로운 창작과 표현 방식이 계속해서 나타나고 있다.소리 예술의 형식은 다양하다. 예를 들어 음향 설치물 예술은 공간에 마련한 여러 개의 스피커로 다채로운 소리를 조합해 특정 환경이나 주제를 표현하는 것이다. ‘사운드 스케이프’는 자연의 소리와 도시 소음, 음악 등을 조합해 특정 장소나 환경을 표현한다. 또한 소리 예술가들은 종종 실시간으로 소리를 조작하고 현장에서 퍼포먼스를 제공한다.소리 예술은 때로는 철학적인 고찰 대상이 된다. 이는 소리 예술가들이 자연과 문화, 인간의 의식과 존재에 대해 깊이 생각하고 탐구할 기회를 제공한다. 소리 예술은 인간의 지각에 영향을 미치는데, 이는 감정적...

2024.10.20 20:04