국내 연구진이 소리를 이용해 무단 침입이나 화재를 감지하는 센서를 개발했습니다. 특히 사각지대 없이 저렴한 설치가 가능해 시설 보안을 강화하고 소재·부품 국산화에도 큰 도움을 줄 전망입니다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 연구소기업 ㈜시큐웍스와 함께 음장(音場)의 변화를 기반으로 작동하는 센서를 개발했습니다. 눈 뿐만 아니라 귀까지 동원해 침입이나 움직임은 물론 화재까지 감지하는 스마트 안전센서입니다. 세계 최초라고 하는데요.
어떤 센스 가졌나
음장이란 음파가 존재하는 공간 또는 음파의 공간 분포 패턴을 말합니다. 음장(Sound Field) 센서는 스피커로 소리를 발생시켜 일정 공간에 형성된 음장변화를 분석해 작동합니다. 사람이 움직이거나 온도가 변화하면 음장 역시 달라지는데요. 음장 센서는 마이크를 통해 변화된 음파를 수신받아 상황을 감지하는 방식이죠.
연구진이 개발한 음장센서는 마이크, 스피커, 신호처리부 등 크게 세 부분으로 구성됐습니다. 크기는 8cm x 5cm로 주로 천정 등에 붙여 미세한 소리와 움직임 포착이 가능합니다. 예컨대 인공지능(AI) 스피커를 호출해 보안모드를 설정하면 스피커는 귀뚜라미 울음과 비슷한 소리를 2~3초마다 0.5초씩 방출합니다. 음파를 주기적이고 능동적으로 보내 공간에 만들어진 음장을 파악하는 것이죠. 만일 움직임이나 온도에 따라 음장의 변화가 감지되면 사용자에게 문자 등 알림이 오는 방식입니다.
연구진이 개발한 센서의 가장 큰 장점은 사각지대가 없다는 점입니다. 기존 영상 센서나 적외선 센서는 보이지 않는 장소, 차폐된 열 등을 감지하지 못하거나 오알람이 많았습니다. 하지만 음장 센서는 소리의 반사 및 회절 현상을 이용해 장애물을 넘어 사각지대의 움직임 역시 민감한 파악이 가능합니다. 뿐만 아니라 본 센서는 초기 화재 상황도 금방 알아챕니다. 기존 센서는 화재가 크게 번진 후에야 비로소 센서가 온도 변화를 감지하는 것과 달리 음장 센서는 사각지대에서도 50초 이내에 파악합니다.
과거에도 정상파 소리를 이용하는 침입 감지 연구는 이뤄졌는데요. 하지만 주로 단일 주파수를 아날로그 방식으로 파악해 음장 변화를 정확하게 구분하지 못했죠. 반면 연구진은 여러 주파수의 소리를 음장 스펙트럼 형태의 디지털 신호로 처리하고 이를 지능형 알고리즘으로 분석해 움직임과 온도 변화를 정확하게 구분하여 파악할 수 있었다고 합니다.
ETRI 연구책임자인 박강호 박사는 "현재 열화상 카메라 등 세계 센서 시장은 일본이 절반 이상을 점유하고 있다. 본 센서가 상용화되면 기존 센서를 보완해 수입을 대체하고 센서 제품 및 소재부품 국산화에도 큰 도움이 될 것으로 보인다"고 말했습니다. ㈜시큐웍스 김승주 부사장도 "이번 출시한 단독형 제품과 더불어 올해 3분기에 모듈 타입의 제품도 출시해 국내·외 굴지의 업체들에게 판매할 예정이며 ㈜KT와도 공동연구개발을 진행 중"이라고 밝혔습니다.
##참고자료##
- 전자기술연구회 <알기 쉬운 초음파 응용>
