일본산업뉴스요약

첨단거점 해부
소리와 사람의 감각 심층분석
나가오카기술과학대학 음향진동공학센터

소리는 음악과 같이 좋은 느낌을 주는 경우도 있지만 소음처럼 해가 되는 경우도 있다. 나가오카기술과학대학의 음향진동공학센터는 소리와 인간의 관계를 연구하고 있다. 소리를 심층 분석하기 위한 환경을 갖추고 있어 소리를 사용한 새로운 서비스를 연구 개발하는 장이 되고 있다.

“물건을 떨어뜨리면 주울 수 없으니 조심하세요”. 주의를 듣고 무향실이라고 불리는 방에 들어갔다. 안에는 격자 모양의 금속선이 마치 현수교처럼 사방에 둘러쳐져 있고 그 위를 걷게 되어 있었다. 방문을 닫고 캐스터네츠를 치자 캐스터네츠 소리라고는 생각되지 않는 ‘찰칵’하는 소리가 울렸다.

소리가 울리지 않는 이유는 방안에서 만들어진 소리가 벽에 부딪혀도 반향(反響)되지 않도록 설계되어 있기 때문이다. 벽에 부딪힌 소리의 99% 이상이 벽에 흡수되어 반향되지 않는다. 와다(和田) 센터장은 “(공간적으로) 무한히 펼쳐진 방과 같은 성질이다”라고 말한다.

소리를 흡수하고 있는 것은 그라스울(Glass Wool)이라는 섬유계 재료다. 60cm 크기의 정육면체 그라스울 1,100개가 방 전체를 덮고 있다. 그라스울은 안쪽을 향해 V자형으로 되어 있다. 한번에 소리를 흡수하지 못하더라도 다른 단면에서 흡수하는 구조로 되어 있어 실내에 소리가 반향하는 것을 방지하고 있다. 금속선 위를 걸을 수 있는 것은 V자형 그라스울을 바닥에도 깔았기 때문이다.

무향실에서는 소리의 반향이 없기 때문에 집음(集音)기기가 수집하는 소리는 음원에서 직접 도착한 소리로 한정된다. 이 특성을 이용하여 스피커 등의 성질을 평가하는데 사용할 수 있다.

음향진동공학센터는 소리의 특성을 조사하는데 사용되고 있으며 나가오카기술과학대학에서는 전기전자정보공학을 전공한 교원이 센터담당 교원을 겸무하고 있는 경우가 많다. 이들 설비는 일반에게도 무상으로 개방하고 있으며 기업도 신제품의 소리를 조사하고자 할 때 이용하고 있다.

무향실과 반대로 소리가 계속 반향하는 곳이 잔향실이다. 만들어진 소리가 갖는 에너지가 1,000분의 1이 되는데 최대 16초나 걸린다. 잔향실에서 대화를 하면 먼저 말한 목소리가 계속 반향하면서 그 후에 나온 목소리와 겹쳐 버리기 때문에 서로 말하는 것을 알아듣기 어렵다.

잔향실의 벽은 소리를 반사하는 콘크리트로 되어 있으며 특징적인 것은 방의 모양이다. 바닥은 불규칙적인 오각형으로 되어 있고 천장도 기울어져 있다. 벽과 벽, 천장과 바닥이 평행하면 소리의 파장이 서로 간섭하면서 지워버리기 때문에 방향을 각각 다르게 함으로써 간섭을 피한다.

잔향실에서는 소리 에너지가 흡수되기 어려운 만큼 원리적으로는 스피커를 어디에 놓아도 수집할 수 있는 소리의 에너지는 일정하다. 이를 이용하여 신제품 등이 내는 소리의 절대량을 조사할 수 있다. 잔향실은 또 다른 잔향실과 이어져 있고, 그 사이에 콘서트 홀에서 사용하는 벽을 두면 방음 성능을 조사할 수도 있다.

소리의 특성을 서비스로 활용하는 연구에도 착수한다. 연구 성과의 하나가 이어폰을 하고 음악을 들으면 소리가 들려오는 방향이 계속적으로 변하는 듯한 착각을 느끼는 기술이다. 어느 위치에서 들리는 소리는 엄밀하게 말하면 왼쪽 귀와 오른쪽 귀에 도착하는 시간과 크기가 다르다. 그것을 좌우의 이어폰으로 충실하게 재현함으로써 마치 그 장소에서 소리가 나는 것처럼 느낄 수 있다. 이어폰만으로 실현할 수 있는 홈시어터 등에 응용할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

와다 센터장이 주력하는 것은 랜덤한 방향에서 들려오는 소리에 대해 뇌활동의 차이를 바탕으로 인간이 향하고 싶은 방향을 판별하는 기술의 개발이다. 인간의 뇌가 주의를 집중하고 있는 방향에서 들리는 소리에 강하게 반응하는 것을 이용한다. 휠체어 등에 장착하여 사람이 특별히 조작하지 않아도 목적하는 방향을 알 수 있도록 하는 것을 목표하고 있다.

  -- 끝 --