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아기의 언어, '울음소리'를 해석한 인공지능 기술

미국 노던 일리노이 대학교 리촨 리우 교수 연구팀이 개발

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이불속 안녕
인공지능으로 아기의 우는 소리를 해석하다!

아기는 울음을 통해 부모에게 신호를 전달한다. 배고파서 울고, 기저귀 갈아달라고 울고, 짜증날 때도 울고, 심심하면 운다. 그래서 부모들은 아기가 울기만 하면 달려가 상황을 파악하고 적절한 조치를 취한다.

보통 숙련된 산부인과 간호사들이나 노련한 부모들은 아기가 내는 울음소리를 듣고 그 원인을 적절히 찾아 맞춘다. 매일 우는 소리를 반복적으로 듣다 보니 울음 소리에 숨어 있는 패턴을 읽어낸 결과라고 할 수 있다.

그동안 몇몇 연구자들은 이런 아기의 울음 소리를 해석할 수는 있는 방법을 찾아왔다. 국내에서는 육아 앱 크라잉베베가 1천만 개의 아기 울음을 분석해 잠, 트림, 배고픔, 불편함, 가스 참 등 5가지 울음 패턴을 분석한 바 있다.

미국 노던 일리노이 대학교(Northern Illinois University)의 리촨 리우 교수 연구팀도 인공지능 기술을 활용해 아기들의 울음을 분석했다. 최근 이들은 아기의 울음소리에서 음성의 특징을 분석해 우는 원인을 파악하는 알고리즘을 개발했다.

다양한 신체 상황을 표현하고 있는 아기 울음소리

국제전기·전자공학회(IEEE)에 논문을 발표한 리촨 리우 교수 연구팀은 아이의 울음소리에는 숨겨진 음성 패턴뿐 아니라 다양한 건강 관련 정보까지 들어있다는 것을 밝혀냈다. 

이들은 선형 예측 부호화(LPC, Linear Predicative Coding)라는 방법을 이용해 울음소리에서 다양한 형태의 소리들을 추출했다. 그런 다음 압축 센싱(Compressed Sensing)으로 데이터를 처리했는데, 이 방식은 불규칙한 소리 데이터 신호를 재구성해 소음과 여러 음성 데이터를 적절히 분류해 추출할 수 있었다.

그 결과 아이의 정상적인 울음 소리와 그렇지 않은 소리를 구분할 수 있었을 뿐만 아니라, 다양한 울음 소리의 특징을 인식하고 분류해 울음의 이유와 응급 상황의 수준까지 분별할 수 있었다.

앞으로 연구팀은 국내의 크라잉베베와 같이 인공지능 앱을 개발해 실제 부모들이 손쉽게 사용할 수 있는 형태로 서비스를 출시할 예정이다. 많은 부모들이 아기의 언어를 이해하고 손쉽게 소통하는 그날이 하루 빨리 왔으면 하는 바람이다.

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