인공지능이 목소리가 없는 사람들에게 목소리를 줄 수 있을까

최근 인공지능(AI) 기술의 발전은 회복 및 장애 분야에서 흥미로운 돌파구를 가져왔습니다. 기술은 오랫동안 장애인들이 세상과 상호작용하고 이동하는 데 중요한 역할을 해왔습니다. 청각 장애인을 위한 보청기와 자막, 시각 장애인을 위한 오디오북 등, 기술은 필요로 하는 사람들에게 서비스를 제공하는 훌륭한 방법입니다.

AI 시스템은 이러한 개념들을 한 단계 끌어올릴 잠재력이 있습니다. 이미 AI 시스템은 환자들이 건강을 모니터링하고, 기록을 보호하며, 필요할 때 약속을 잡는 것을 쉽게 해줍니다. 이러한 작업 외에도 AI는 의료 하드웨어 기능을 지속적으로 개선하고 있습니다.

주요 돌파구

이번 주는 AI 커뮤니티에 중요한 이정표가 되는 주간입니다. UCLA의 Jun Chen 교수가 이끄는 연구팀이 논문을 발표했으며, 이 논문은 손상된 성대가 있는 사람들에게 다시 말할 수 있게 돕는 장치를 설명하고 있습니다.

새 시스템은 전자기 근육 움직임을 실시간으로 텍스트로 변환하여 작동합니다. 고급 AI 웨어러블은 양면 의료 테이프로 부착되는 비침습성 목 패치입니다. 보고서에 따르면 이 장치는 크기가 1.2인치 x 1.2인치에 무게는 약 7그램에 불과합니다. 이 장치는 얇고 유연한 디자인을 특징으로 하며, 장시간 착용해도 편안함을 유지하도록 설계되었습니다.

주요 업그레이드

이번 최신 개발은 여러 이유로 시장에 큰 소식입니다. 첫째, 현재의 휴대용 전자성대와 기관식도 방식은 침습적이며 불편함을 유발할 수 있습니다. 이러한 장치들은 부피가 크고 때때로 로봇처럼 비현실적인 음색을 제공합니다.

게다가 이러한 절차는 수행 비용이 많이 들고, 지속적으로 배터리와 기타 부품을 교체해야 합니다. 또한 사용 시 사람들의 불필요한 주목을 끄는 번거로운 장치이기도 합니다.

Chen과 그의 팀은 이러한 부피 큰 장치를 없애고 동일한 작업을 수행할 수 있는 AI 기반 패치를 도입하고자 합니다. 그들의 제품은 지금까지 테스트된 가장 작고 가장 강력한 AI 통합 음성 비서입니다.

작동 원리

이 장치가 작동하는 과학은 정말 인상적입니다. 기계적인 관점에서 보면, 장치는 두 층으로 나뉩니다. 첫 번째 층은 생체 적합성 실리콘 화합물인 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 구성됩니다. 이 신축성 있는 층은 내구성이 있으면서도 유연하도록 설계되었습니다.

두 번째 층은 구리 유도 코일을 통합하여 자기장을 생성합니다. 이 재료들은 근처의 미세한 자기 변화도 감지할 수 있는 마그네토엘라스틱 감지 메커니즘을 형성합니다. 이는 뇌가 필요할 때 근육을 활성화하기 위해 보내는 신호와 동일합니다. 따라서 이 기술은 근육 모니터링이 필요한 다양한 추가 응용 분야에 활용될 수 있습니다.

흥미롭게도, 자기장을 이용해 근육 움직임을 추적하는 이 과정은 Chen과 그의 엔지니어 팀이 2021년에 특별히 개발했습니다. 최신 적용에서는 내장된 자기 유도 코일이 고품질 전기 신호를 생성하고, 이 신호가 포착되어 소리로 변환됩니다.

AI가 이를 가능하게 함

마그네토엘라스틱 센서는 이 자기장 데이터를 수집하여 고급 머신러닝 AI 알고리즘에 전달하고, 알고리즘은 이를 음성으로 변환합니다. 이 과정은 근육 움직임을 활성화하는 미세한 전자 펄스를 인식할 수 있습니다. 각 움직임은 특정 단어와 연결되어 가독성 있는 음성을 만들어냅니다.

AI 프로그래밍 방법

이 고감도 AI 웨어러블을 만들기 위해 팀은 8명의 건강한 피험자를 대상으로 테스트를 시작했습니다. 각 피험자는 목에 웨어러블을 착용하고 여러 문장을 말하도록 요청받았습니다. 이 문장들에는 자기소개와 “I love you”(나는 당신을 사랑합니다)와 같은 표현이 포함되었습니다.

각 문장은 근육 움직임, 고유한 특성 및 소리를 기준으로 선택되었습니다. 이 데이터는 기존 라이브러리와 함께 머신러닝 알고리즘에 제공되었습니다. 이 데이터를 통해 각 움직임이 단어와 대응되는 자기 매핑을 통한 근육 움직임 전체 범위가 구축되었습니다.

특히, 참가자들은 이 구절들을 크게 말한 뒤 조용히 말하도록 요청받았습니다. 이 전략은 연구자들이 장치가 올바르게 작동하는지 확인하는 데 도움이 되었습니다. 인상적으로도, AI 시스템은 실험에서 94.68%의 정확도를 달성했습니다. 이 성공률이 상용화에 적용된다면 수백만 명이 혜택을 받을 수 있습니다.

연구 자금 지원 기관

이 프로젝트는 많은 후원자들의 지원을 받고 있습니다. 구체적으로, 팀은 미국 심장 협회, 뇌·행동 연구 재단, UCLA 임상 및 번역 과학 연구소, 국립보건원(NIH), 미국 해군 연구소, 그리고 UCLA 사무엘리 공학 학교로부터 자금을 확보했습니다. 이 모든 기관은 해당 기술이 지닌 혁신적인 잠재력을 인정하고 있습니다.

출처 – UCLA

Chen이 만든 과거 프로젝트

Chen의 팀은 장애인들을 돕기 위해 다양한 제품을 개발했습니다. 한 사례로, Chen은 수화를 음성으로 변환하는 장갑을 소개했습니다. 이 프로젝트는 큰 성공을 거두었으며, 이미 언어 장애가 있는 사람들의 삶을 편리하게 만들었습니다.

음성 장애 증가

이 연구팀만이 청각 장애인을 돕기 위해 노력하는 것은 아닙니다. 청각 장애는 증가하고 있으며, 약 30%의 사람들이 일생 중 어느 시점에서 이 문제를 겪게 됩니다. 이번 최신 발명은 회복 시간을 단축하고 가장 필요로 하는 사람들에게 목소리를 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.

특히, 음성 장애는 많은 질병과 마찬가지로 저소득 및 소수민족 커뮤니티에 불균형적으로 영향을 미칩니다. 국립청각 및 기타 의사소통 장애 연구소(NIDCD)의 보고서에 따르면, 3~17세 흑인 어린이 10명 중 1명은 음성, 언어 또는 말 장애를 가지고 있습니다. 저비용 AI 시스템에 대한 접근은 이 상황을 조명하고 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

AI가 장애인들의 더 만족스러운 삶을 돕는다

접근 가능한 AI 도구의 도입은 이미 많은 장애인들이 문제에 대한 해결책을 찾는 데 도움을 주었습니다. 이러한 해결책은 주목받지 못한 것이 아니며, 오늘날 세계 최고의 기업들 중 일부가 참여하여 역할을 수행하고 있습니다.

Microsoft (MSFT )

는 접근성 분야에 AI 통합을 촉진하기 위해 2,500만 달러를 약속했습니다. 이 자금은 다양한 내부 프로젝트와 잠재적인 혁신 기술에 대한 보조금으로 사용될 예정입니다. 시장에서 또 다른 주요 기업은 Amazon (AMZN )

이며, Echo Show를 제공합니다. 이 장치는 장애인들이 음성 제어를 통해 일상 기기를 조작할 수 있게 합니다.

가장 흔한 AI 통합

시장을 살펴보면 AI 기반 솔루션이 수백만 명에게 실질적인 변화를 가져올 수 있는 다양한 방식을 확인할 수 있습니다. Alexa와 같은 음성 지원 기술은 저비용으로 가정용 AI에 접근할 수 있게 합니다. 다음은 AI 통합으로 긍정적인 발전을 이룬 다른 분야들입니다:

소통

이미 AI가 언어 장애 및 성대 장애가 있는 사람들을 돕는 방법을 배웠습니다. 특히, 유사한 기술들은 사람들과 가족·친구 간의 소통을 돕고 있습니다. 예를 들어, Google의 AI 시스템 DeepMind는 입술을 읽을 수 있습니다.

인상적으로도, Microsoft의 Seeing AI와 같은 이미지 인식 프로토콜의 도입으로 시각 장애인들이 다시 볼 수 있게 되었습니다. 이러한 AI 프로토콜은 실시간으로 사물과 상황을 인식하고 설명하도록 훈련될 수 있습니다. 최근 AI 시스템은 이미지의 맥락을 번역할 수 있는 수준에 이르렀으며, 이는 가까운 미래에 시각 장애인들이 커뮤니티를 탐색하는 데 도움이 될 수 있습니다.

편리한 생활

조명 켜기나 쓰레기 버리기와 같은 일상 작업을 당연하게 여기기 쉽습니다. 그러나 장애인 커뮤니티에서는 이러한 작업이 큰 스트레스와 노력을 요구합니다. 특히, Alexis와 같은 AI 시스템은 스마트 홈 기기와 결합될 때 이러한 문제를 완화할 잠재력이 있습니다.

AI 시스템은 스마트폰을 통해 작업을 수행하기 쉽게 합니다. 누구든지 조명과 가전 제품을 켜고, 재산을 모니터링하고, 온도 조절기를 변경하는 등 다양한 작업을 할 수 있습니다. AI 웨어러블과 결합하면 이러한 작업은 속삭임만큼 간단해질 수 있습니다.

접근성

AI 시스템을 활용하면 장애인 접근성을 향상시킬 수 있습니다. 장애인에게는 식료품 구매, 약 복용, 출근 등 중요한 작업을 수행하는 것이 어려울 수 있습니다. 자율 주행 차량은 이러한 문제에 대한 다양한 해결책을 제공합니다.

자율 주행 자동차는 대규모 AI 모델을 사용해 복잡한 환경을 탐색하고 인간과 상호작용합니다. 이러한 서비스는 향후 장애인들이 약속 장소에 더 쉽게 도착하도록 맞춤화될 수 있습니다. 이 접근 방식은 고립을 줄이고 보다 생산적인 사회로 나아가는 문을 열어줄 수 있습니다.

동반자 관계

정신 장애 및 기타 질환은 사람이 외로움을 느낄 때 악화될 수 있습니다. AI 시스템은 이러한 사람들에게 가장 필요할 때 동반자를 제공할 수 있습니다. 예를 들어, Alexa나 Siri에게 농담, 사실, 뉴스, 혹은 책을 읽어달라고 요청할 수 있습니다.

이러한 상호작용은 ChatGPT와 같은 대형 언어 모델(LLM) AI 시스템의 발전 덕분에 개선되었습니다. 오늘날 이 알고리즘은 유창하게 말하며 인간과 거의 구분되지 않는 대화를 나눌 수 있습니다.

알아두면 좋은 시장 선도 기업

이 혁신을 주도하는 것은 대형 기술 기업뿐만 아니라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 장애인 커뮤니티가 직면한 오래된 문제들을 해결하기 위해 AI를 독특하게 통합하는 스타트업이 늘어나고 있습니다. 이들의 노력은 시장을 재구성하고 새로운 기회의 문을 열고 있습니다.

1. HOOBOX Robotics

HOLBOX는 최신 발명품인 Wheelie 7을 통해 전 세계 수백만 명의 마비 및 장애인들을 돕고자 합니다. 이 AI 기반 얼굴 인식 시스템은 기존 휠체어에 7분 이내에 통합될 수 있도록 설계되었으며, 이름도 그에 따라 지어졌습니다. 이 장치는 사용자가 얼굴 표정만으로 휠체어에 제어 명령을 전송할 수 있게 합니다.

2. Voiceitt

Voiceitt는 AI 머신러닝을 활용해 말더듬 문제를 겪는 사람들의 말하기를 원활하게 돕습니다. 이 시스템은 착용자의 말 패턴, 음성 및 억양을 이해하기 위해 고급 머신러닝을 통합합니다. 이러한 데이터 포인트는 AI 라이브러리를 생성하는 데 사용되어 그들의 말과 비교됩니다.

이 장치는 실시간으로 오류와 오해를 인식하고 수정할 수 있습니다. 뇌졸중 및 기타 의료 상태 후에 흔히 발생하는 언어 장애를 가진 사람들에게 이 장치는 삶을 수백만 배 쉽게 만들어 줍니다.

AI에 대한 장애 데이터의 중요성

AI와 장애 통합에서 가장 흔히 간과되는 이점 중 하나는 귀중한 데이터 포인트에 대한 접근성입니다. AI는 신뢰할 수 있고 정확한 결과를 제공하기 위해 지속적인 데이터가 필요합니다. 안타깝게도 최근까지 AI 알고리즘에 전혀 참여하지 못한 많은 그룹이 존재했습니다. 이러한 상황은 편향된 AI와 기타 문제를 초래했습니다.

AI를 장애 분야에 통합하면 방대한 데이터에 접근할 수 있게 됩니다. 이 의료 데이터는 향후 AI 모델을 향상시키고 더 유용한 장치와 애플리케이션을 만드는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 이러한 라이브러리는 토큰화되어 해당 정보를 필요로 하는 다른 기업에 판매될 수 있어 새로운 수익 창출 경로를 만들 수 있습니다.

주목해야 할 AI 헬스케어 시장

AI 헬스케어 시장은 2021년부터 성장하고 있습니다. Statista 연구원들은 2030년까지 연평균 복합 성장률이 37%에 이를 것으로 전망합니다. 이 성장으로 시장 규모는 2021년 110억 달러에서 1880억 달러로 확대될 것입니다.

같은 데이터는 AI가 의사들이 시간을 절약하고 오류를 줄이는 데 어떻게 도움이 되는지도 보여줍니다. AI 시스템을 사용한 의사들은 각 환자에게 더 많은 시간을 할애하고 비용을 증가시키지 않으면서 더 나은 치료를 제공할 수 있었습니다. 이러한 모든 요인으로 AI 도입은 의료 서비스 제공자들의 관심이 커지고 있습니다.

AI가 말할 수 없는 사람들을 대신해 말한다

AI가 세계와의 상호작용 방식을 계속 재구성하는 모습을 보는 것은 인상적입니다. 장애 제품에 AI를 통합하는 것은 전반적으로 타당하고 모든 이해관계자에게 가치를 제공하는 움직임입니다. 따라서 앞으로 AI 신경망으로 구동되는 더 많은 유용한 창작물을 기대할 수 있습니다. 현재 AI는 제한으로부터 해방을 찾는 수백만 사람들에게 희망의 등불을 밝힐 잠재력을 가지고 있습니다.

흥미로운 블록체인 프로젝트에 대해 더 알아보려면 여기를 클릭하세요.