음파 변화로 사각지대없이 무단 침입·화재 감지한다

↑ 한국전자통신연구원(ETRI)와 연구소기업인 시큐웍스가 공동 개발한 스마트 안전센서의 작동 시나리오. 스피커가 주기적으로 소리를 발생시키고 이때 소리가 차지하는 공간(음장)에서 발생하는 음파 변화를 감지해 화재나 무단 침입, 장애물 움직임 등을 50초 내에 파악할 수 있다. [자료 제공 = 한국전자통신연구원]

국내 연구진이 소리를 이용해 사각지대 없이 무단 침입이나 화재를 감지할 수 있는 센서를 개발했다. 저렴하게 설치가 가능해 각종 시설 보안을 강화하는 한편 정보통신기술(ICT) 분야 소재·부품 국산화에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
박강호 한국전자통신연구원(ETRI) 지능형센서연구실 책임연구원 연구진은 연구소기업인 시큐웍스와 함께 음장(音場)의 변화를 기반으로 시각정보뿐만 아니라 청각정보까지 수집해 외부인의 침입이나 움직임은 물론 화재까지 감지하는 스마트 안전센서를 개발하는 데 성공했다고 3일 밝혔다. 음장은 소리가 존재하는 공간을 의미한다.
음장 센서는 스피커로 소리를 발생시켜 일정 공간에 형성된 음장의 변화를 분석하는 장치다. 사람이 움직이거나 온도가 변화하면 음장의 패턴도 달라지는데 이때 마이크를 통해 변화된 음파를 수신해 상황을 감지할 수 있다.
연구진이 개발한 음장센서는 마이크, 스피커, 신호처리부 등 크게 세 부분으로 구성돼 있다. 크기는 가로 8㎝, 세로 5㎝로 천정이나 벽 등에 붙여 미세한 소리와 움직임을 포착할 수 있도록 설계됐다. 예컨대 음성으로 인공지능(AI) 스피커를 호출해 보안모드를 설정하면 스피커는 귀뚜라미 울음과 비슷한 소리를 2~3초마다 0.5초씩 방출한다. 음파를 주기적이고 형성해 공간에 만들어진 음장을 파악하는 것이다. 만일 움직임이나 온도에 따라 음장의 변화가 감지되면 사용자에게 문자 등 알림이 간다.
이 센서의 가장 큰 장점은 사각지대가 없다는 점이다. 기존 영상 센서나 적외선 센서는 보이지 않는 곳이나 차폐된 열 등은 감지하지 못하거나 잘못 인식하는 경우가 많았다. 하지만 음장 센서는 음파의 반사와 회절 현상을 이용하기 때문에 장애물 뒤의 사물이나 사람의 움직임까지 정밀하게 파악할 수 있다. 음파는 벽 너머까지 전달될 수 있는 원리를 활용한 것이다. 또 기존 센서는 화재가 크게 번진 후에야 비로소 센서가 온도 변화를 감지했지만 음장 센서는 눈에 보이지 않는 사각지대의 화재까지도 화재 발생 후 50초 이내에 알 수 있다. 기존 센서의 30% 비용으로 설치할 수 있어 경제성이 높고, 기존 폐쇄회로(CC)TV와 인공지능(AI) 스피커로도 소프트웨어 업데이트를 통해 적용 가능하다.
ETRI는 자체 개발한 음장보안센서 원천기술을 연구소기업 시큐웍스에 이전하고 2010년부터 현재까지 한국, 미국, 독일, 영국, 중국 등 5개국에서 관련 특허 10건을 출원, 등록했다. 박 연구원은 "개발된 센서는 급증하는 1인 가구나 공공시설 등 도난·방범, 화재·안전이 필요한 곳에 널리 활용 가능하다"며 "노약자의 움직임을 감지해 알림을 제공하는 등 다양한 헬스케어 서비스에도 응용할 수 있을 것"으로 기대했다.
시큐웍스는 최근 주요 업체들을 대상으로 센서 시제품을 선보였고 이달 중 제품을 출시할 계획이다. 김승주 시큐웍스 부사장은 "현재 KT와 AI 스피커 '지니'를 활용한 공동 연구개발도 진행 중"이라며 "대량 생산을 통한 본격적인 판매는 내년부터 진행될 것으로 보고 있으며, 미국 실리콘밸리 등 해외 진출도 타진 중"이라고 밝혔다.
[송경은 기자]