헬스장에서 통화하면 왜 어색할까 [달콤한 사이언스]

건강한 삶을 위해서는 중강도의 운동을 규칙적으로 하는 것이 필요하다. 그런데 중강도라는 것이 어느 정도일까. 운동 강도를 가늠하는 가장 손쉬운 방법은 운동 중 대화 가능 여부를 살펴보는 ‘대화 검사’다. 말하거나 노래까지 무리 없이 할 수 있으면 저강도, 짧게 끊어서만 말할 수 있으면 중강도, 대화 자체가 어려우면 고강도로 분류하는 식이다. 미국 운동의학회에서도 이런 대화 검사를 운동 강도 평가 보조 지표로 인정하고 있다. 이처럼 신체에 부담이 가해지면 호흡과 말하기 사이의 조율이 흐트러지는데 이 관계를 통해 신체 상태를 측정할 수 있는 기술이 개발됐다.

미국 댈러스 텍사스대 컴퓨터공학과, 전기공학과 연구팀은 호흡과 발성은 하나로 신체 상태는 목소리에 그대로 남는다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 11~15일 미국 필라델피아에서 열린 ‘미국 음향학회’ 제190차 학술대회에서 발표됐다.

신체에 가해지는 부담은 호흡과 발성에 곧바로 영향을 주고 말하기도 같은 호흡계를 공유하기 때문에 변화가 음높이, 발화의 시간 구조, 음질에도 영향을 미친다. 호흡과 신체적 부담의 변화에 가장 민감하게 반응하는 음성 특성은 음높이, 음의 세기, 쉼의 구조다. 운동 중에는 음높이와 음 세기가 모두 높아지고 동시에 음 세기는 일정함을 유지하기 어려워져 들쭉날쭉해진다. 또 호흡에 더 많은 시간을 배분해야 하다 보니 말 속도는 느려지고 문장 사이의 쉼이 더 길고 잦아지면서 발화가 토막토막 끊기는 경향을 보인다. 연구팀은 이런 변화가 사람 귀에는 또렷하게 감지되지 않지만 음향 측정 장비로 분석하면 그 차이가 명확하게 드러난다고 밝혔다.



청자가 음높이, 세기, 발화 시간 구조 같은 특성은 청취자가 단번에 알아채지 못하는 경우에도 일관되고 분명한 변화를 보인다. 발성 기관의 변화를 측정해 신체적 부담이 어느 정도인지를 측정해 평가할 수 있다. 연구팀은 신체 부담이 음성 패턴을 어떻게 바꾸는지 정확히 파악하면 표준적이지 않은 음성을 잘 인식하지 못하는 음성 인식 시스템의 성능을 끌어올리는 데도 도움이 된다고 설명했다.

연구를 이끈 자흐라 오미디 연구원은 “긴급 구조 대응, 군사 작전, 업무 부하가 큰 항공 운항, 신체 활동 중에 말로 작동시키는 웨어러블 음성 인터페이스 같은 분야에 활용할 수 있다”며 “이런 상황에서 화자의 말소리는 호흡 및 발성에 가해지는 제약 때문에 평상시 상태에서 벗어나게 되고 말의 명료도와 시스템 성능이 함께 떨어진다”고 지적했다. 오미디 연구원은 “인간의 말은 본질적으로 몸에 의해 빚어지는 산물이기 때문에 이번 연구는 신체 부담이 말의 발화에 어떤 영향을 미치는지 분명하게 보여주는 사례”라며 “말의 변이를 단순히 언어학적 차원이 아니라 화자의 ‘몸 상태’가 드러나는 신호로 폭넓게 받아들이는 시각 전환이 필요하다”고 덧붙였다.

유용하 과학전문기자