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[유리상자속의인간]

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5. 초음파형 스피커
 1999년 미국의 ATC USA사가 개발했다는 초음파스피커로 오디오계의 화제였다.
 이론은 200kHz, 2001kHz의 고주파를 동시에 크리스탈 진동판으로 구동하면 합성     되어져 1kHz만 들린다는 것인데 이론상 작은 스피커 하나로 모든 가청대역을 재   생 가능하다고 한다. 그래서 스피커의 혁명이라고 선전되어왔다. 그러나 상용화 되   지는 못하였다. 첫째, 여러 주파수가 동시에 존재하는 음악신호를 이 방식으로 완   벽 하게 재생 될 것인가의 문제와 둘째 스피커 신호가 고주파이므로 직진성이 강   하여 스피커 중심축에서 약간만 벗어나도 음압이 급격히 줄며 셋째, 음향특성을    어떻게 측정하느냐의 문제이다. 여러 가지 문제점이 산적해 있다고 한다. 

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원하는 소리를 레이저처럼 쏜다 ‘소리 제어’시대… 일정 영역에만 들리는 기술 소리도 빛과 같은 성격의 파동 초음파에 소리실어 목표물 보내는 기술 美서 개발 이어폰 없이도 미술관 그림앞에서 설명 듣게돼 조호진 기자 superstory@chosun.com

 

혼잡한 도심을 지나가는데 갑자기 요들송이 들려온다. 소리 나는 쪽으로 고개를 돌려보니 스위스 명품 시계점이 있다. 1m 정도 더 걸어가니 이번엔 열대 밀림의 동물 소리가 들린다. 아프리카 관광여행사에서 내는 소리인데 조금 전 들려오던 요들송은 어느새 사라져 버렸다.

이렇게 원하는 공간에 한정해 소리를 들려줄 수 있다면 업소의 홍보 효과는 만점일 것이다. 번잡한 도심에서 너나 할 것 없이 스피커로 쾅쾅 틀어대면 홍보가 아니라 소음이 될 뿐이기 때문이다.

최근 원하는 영역에만 소리를 들려주는 기술 개발이 활발하다. 일부 성공한 연구 결과도 학계에 보고되고 있다. 바야흐로 소리 제어 시대가 열리고 있다.

◆초음파로 소리 레이저 만든다

연못에 돌을 던지면 수면은 위아래로 흔들리면서 파문(波紋)을 만들어낸다. 이 파문은 마루와 골이 규칙적인 형태로 동심원을 그리며 나아간다. 빛이나 소리 역시 마찬가지이다. 일정한 마루와 골을 갖는 파동(波動) 형태로 공간 속을 골고루 퍼져나간다. 넓은 운동장에 운집한 사람들이 힘찬 구령소리에 맞춰 일사불란하게 행동할 수 있는 이유도 소리가 동심원처럼 퍼져나가기 때문이다.

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▲ 소리는 연못의 파문처럼 동심원을 그리며 퍼져 나간다(왼쪽 그림). 따라서 곳곳에 흩어져 있는 사람도 들을 수 있다. 미국 ATC사는 원하는 방향으로만 소리를 전달하는 스피커를 개발했다(오른쪽 그림). 따라서 소리가 진행하는 방향에 있지 않은 다른 이들은 소리를 듣지 못한다.

하지만 이제는 마치 레이저로 한정된 영역에 빛을 쏘듯이 소리도 보내고 싶은 영역에만 발사하고 싶다. 소리도 빛과 같은 성격의 파동이다. 빛이 가능한데 소리라고 불가능할 이유는 없을 것이다.

미국 나스닥 상장기업 아메리칸 테크놀러지(ATC)는 지난 2003년 초음파를 이용한 소리 레이저 기술을 개발하는 데 성공했다. 이 기술은 초음파에 소리를 실어보내 목표지점에서 1m만 벗어나도 들리지 않도록 하는 장치이다.

ATC는 올해 이 기술을 상용화, 월마트·맥도널드 등 미국시장에서 판매를 시작했다. 지난여름에는 미국 언론을 대상으로 시연 행사를 하기도 했다.

파동은 일반적으로 구멍을 통과할 때 주파수가 높을수록 좌우로 퍼지는 정도가 덜하고, 앞으로 곧게 직진하는 성격이 있다. 스피커가 구멍 역할을 한다고 보면 주파수가 높은 소리일수록 상대적으로 한정된 공간에만 전파될 것이다.

ATC는 사람의 가청(可聽) 대역을 벗어난 초음파 대역인 100㎑와 101㎑의 소리를 동시에 스피커를 향해 쐈다. 이렇게 하면 스피커는 두 소리의 주파수를 합한 201㎑의 소리와 그 차이에 해당하는 1㎑의 소리를 동시에 내보낸다. 고주파인 201㎑는 소리가 직진하도록 하는 역할을 맡고, 가청 대역인 1㎑의 소리는 실제 사람 귀로 들리게 된다. 사람은 최대 20㎑까지 들을 수 있다.

ATC는 이 기술에 초음파 소리(HSS·HyperSonic Sound)라는 이름을 붙였다. ATC는 이 HSS 기술이 상용화되면 활용될 수 있는 영역이 적잖을 것으로 보고 있다. 이를테면 미술관에서 안내 이어폰이 필요 없어진다. 사람이 그림 앞에 서면 HSS가 그 사람만 들을 수 있는 소리를 내보내 그림에 대해 설명해 준다는 것이다. ATC측은 “콜라 자판기 앞에 서면 콜라 따르는 소리가 나도록 하는 등 광고 등에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

◆스피커 배열 이용해 소리 제어할 수도

국내에서 소리 제어 연구가 진행 중이다.

KAIST 기계공학과 김양한(57) 교수는 스피커의 배열을 통해 소리를 한정된 영역에만 전달하는 기술을 개발 중이다. 폭 90㎝ 안에 스피커 9개를 일렬로 세워 놓고 소리를 냈을 때, 맨 가운데에 있는 스피커를 중심으로 반경 58㎝ 범위를 벗어나면 소리가 죽는 현상을 확인했다. 김 교수는 최근 이 같은 이론을 검증할 수 있는 스피커 개발에 성공, 미국음향학회에서 발표하기도 했다.

김 교수는 “이 이론은 스피커 간 소리간섭 현상을 활용한 것으로 수학적으로도 입증 가능하다”며 “이미 영국 연구진이 우리의 이론을 바탕으로 비행기 좌석에 적용되는 개인용 스피커 시스템을 선보였다”고 말했다.

입력 : 2007.12.13 00:13 

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원하는 소리를 레이저처럼 쏜다

‘소리 제어’시대… 일정 영역에만 들리는 기술

소리도 빛과 같은 성격의 파동 초음파에 소리실어 목표물 보내는 기술 美서 개발 이어폰 없이도 미술관 그림앞에서 설명 듣게돼

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발행일 : 2007.12.13 / 경제 B9 면

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혼잡한 도심을 지나가는데 갑자기 요들송이 들려온다. 소리 나는 쪽으로 고개를 돌려보니 스위스 명품 시계점이 있다. 1m 정도 더 걸어가니 이번엔 열대 밀림의 동물 소리가 들린다. 아프리카 관광여행사에서 내는 소리인데 조금 전 들려오던 요들송은 어느새 사라져 버렸다.

이렇게 원하는 공간에 한정해 소리를 들려줄 수 있다면 업소의 홍보 효과는 만점일 것이다. 번잡한 도심에서 너나 할 것 없이 스피커로 쾅쾅 틀어대면 홍보가 아니라 소음이 될 뿐이기 때문이다.

최근 원하는 영역에만 소리를 들려주는 기술 개발이 활발하다. 일부 성공한 연구 결과도 학계에 보고되고 있다. 바야흐로 소리 제어 시대가 열리고 있다.

◆초음파로 소리 레이저 만든다

연못에 돌을 던지면 수면은 위아래로 흔들리면서 파문(波紋)을 만들어낸다. 이 파문은 마루와 골이 규칙적인 형태로 동심원을 그리며 나아간다. 빛이나 소리 역시 마찬가지이다. 일정한 마루와 골을 갖는 파동(波動) 형태로 공간 속을 골고루 퍼져나간다. 넓은 운동장에 운집한 사람들이 힘찬 구령소리에 맞춰 일사불란하게 행동할 수 있는 이유도 소리가 동심원처럼 퍼져나가기 때문이다.

하지만 이제는 마치 레이저로 한정된 영역에 빛을 쏘듯이 소리도 보내고 싶은 영역에만 발사하고 싶다. 소리도 빛과 같은 성격의 파동이다. 빛이 가능한데 소리라고 불가능할 이유는 없을 것이다.

미국 나스닥 상장기업 아메리칸 테크놀러지(ATC)는 지난 2003년 초음파를 이용한 소리 레이저 기술을 개발하는 데 성공했다. 이 기술은 초음파에 소리를 실어보내 목표지점에서 1m만 벗어나도 들리지 않도록 하는 장치이다.

ATC는 올해 이 기술을 상용화, 월마트·맥도널드 등 미국시장에서 판매를 시작했다. 지난여름에는 미국 언론을 대상으로 시연 행사를 하기도 했다.

파동은 일반적으로 구멍을 통과할 때 주파수가 높을수록 좌우로 퍼지는 정도가 덜하고, 앞으로 곧게 직진하는 성격이 있다. 스피커가 구멍 역할을 한다고 보면 주파수가 높은 소리일수록 상대적으로 한정된 공간에만 전파될 것이다.

ATC는 사람의 가청(可聽) 대역을 벗어난 초음파 대역인 100㎑와 101㎑의 소리를 동시에 스피커를 향해 쐈다. 이렇게 하면 스피커는 두 소리의 주파수를 합한 201㎑의 소리와 그 차이에 해당하는 1㎑의 소리를 동시에 내보낸다. 고주파인 201㎑는 소리가 직진하도록 하는 역할을 맡고, 가청 대역인 1㎑의 소리는 실제 사람 귀로 들리게 된다. 사람은 최대 20㎑까지 들을 수 있다.

ATC는 이 기술에 초음파 소리(HSS·HyperSonic Sound)라는 이름을 붙였다. ATC는 이 HSS 기술이 상용화되면 활용될 수 있는 영역이 적잖을 것으로 보고 있다. 이를테면 미술관에서 안내 이어폰이 필요 없어진다. 사람이 그림 앞에 서면 HSS가 그 사람만 들을 수 있는 소리를 내보내 그림에 대해 설명해 준다는 것이다. ATC측은 “콜라 자판기 앞에 서면 콜라 따르는 소리가 나도록 하는 등 광고 등에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

◆스피커 배열 이용해 소리 제어할 수도

국내에서 소리 제어 연구가 진행 중이다.

KAIST 기계공학과 김양한(57) 교수는 스피커의 배열을 통해 소리를 한정된 영역에만 전달하는 기술을 개발 중이다. 폭 90㎝ 안에 스피커 9개를 일렬로 세워 놓고 소리를 냈을 때, 맨 가운데에 있는 스피커를 중심으로 반경 58㎝ 범위를 벗어나면 소리가 죽는 현상을 확인했다. 김 교수는 최근 이 같은 이론을 검증할 수 있는 스피커 개발에 성공, 미국음향학회에서 발표하기도 했다.

김 교수는 “이 이론은 스피커 간 소리간섭 현상을 활용한 것으로 수학적으로도 입증 가능하다”며 “이미 영국 연구진이 우리의 이론을 바탕으로 비행기 좌석에 적용되는 개인용 스피커 시스템을 선보였다”고 말했다.



치아만 임플란트 하나? 소리 안들릴땐 ‘달팽이관 임플란트’를

공기가 약 20~2만㎐ 사이로 떨리면 우리가 듣는 소리가 발생한다. 하지만 공기가 진동한다고 바로 귀로 들을 수 있는 것은 아니다. 공기가 진동을 하다 귀로 들어오면 먼저 고막에 부딪힌다. 고막은 음파와 달팽이관을 연결하는 역할을 한다. 달팽이관에서 소리를 전달하는 부분은 액체로 되어 있다. 따라서 소리가 기체 중에서 진행하다 바로 액체로 들어가면 반사되거나 신호가 왜곡될 수 있다. 고막은 기체의 소리와 액체의 달팽이관을 이어주는 다리 역할을 하는 것이다.

고막에 결함이 있어 소리를 들을 수 없는 경우에는 골도(骨導) 기술을 활용해 치료할 수 있다. 골도는 뼈의 통로라는 뜻인데 소리가 뼈를 통해 고막을 우회해 달팽이관으로 전달되도록 하는 기술이다. 이를 활용한 제품은 이미 나와 있다.

미국 가정음향연구소의 새넌(Shannon) 박사는 지난 4월 미국국립과학원회보(PNAS)에 뇌에 직접 소리를 전달하는 기술을 발표했다. 이 기술은 달팽이관마저 망가진 사람에게 소리를 재생해 주는 기술로, 머리에 직접 음파를 잡는 장치를 부착하고 이 장치가 달팽이관 대신 음파(音波)를 전기신호로 변환해주는 시스템이다. 새넌 박사는 “‘달팽이관 임플란트’를 할 수 있는 기술”이라며 “이 기술이 상용화되면 앞으로 청각장애인들이 정상인보다 훨씬 잘 듣는 때가 올 것”이라고 말했다. 국내에서는 KAIST 바이오뇌공학과 이수영 교수팀이 음파가 달팽이관에서 뇌로 전달되는 과정을 연구하고 있다.

(조호진 기자 superstory@chosun.com)

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No : 180	내게만 들리는 소리, 하이퍼소닉사운드

글쓴이: 관리자

일시: 2004-08-16

조회: 1215

온 국민을 열광의 도가니로 몰아넣었던 월드컵 경기가 2006년에는 독일에서 개최된다.

한국에서 경기가 열렸던 2년 전과는 달리, 생방송으로 경기를 보려면 한밤중에 잠을 설칠 수밖에 없다.

더구나, 다른 가족이 잠들어 있거나 집안에 수험생이 있다면, TV의 오디오를 한껏 낮추거나 헤드폰을

사용해야 하는데, 그런 방법으로는 관중의 환호와 아나운서의 해설이 흥을 돋우는 축구 경기의 참맛을

제대로 느낄 수가 없다. TV 소리가 다른 사람에게는 전혀 들리지 않고 내게만 들리게 하는 그런 방법은

없을까?
캘리포니아 주, 샌디에고의 American Technology Corporation사(www.atcsd.com)는 이 질문에 대한

명확한 해결책을 제시한다. 바로 레이저빔처럼 소리를 원하는 방향으로 집중시킴으로써 소리의 가청

영역을 제한시킬 수 있는 지향성 사운드(directional sound) 기술이다. 스피커의 개념이 처음으로

소개된 1925년 이후 오디오 기술 발전에 있어 가장 혁신적인 기술로 평가되고 있는 이 기술은 소리가

퍼지는 방향을 조종함으로써 여러 사람이 모인 곳에서라도 제한된 사람들에게만 소리가 들릴 수 있게

하는 장점이 있어서, 박물관이나 무역 박람회, 극장, 대형 상점 등에서 유용하게 쓰일 수 있을 것으로

보인다. ATC가 하이퍼소닉사운드(Hyper Sonic Sound : HSS)로 이름붙인 이 기술은 미국 정부와 그

적용에 관심 있는 많은 기업들의 주목을 받고 있다.

헤테로다인 원리가 비밀
HSS 기술은 파장이 짧아 방향성을 가지는 초음파의 성질과 공기의 비선형 성질, 그리고 두 신호가

비선형 믹서에 입력되면 두 개의 새로운 부가 신호들이 생긴다는 헤테로다인 원리에 그 기초를 두고 있다.

우리 귀가 들을 수 있는 소리들은 그 파장이 길기 때문에 소리가 사방으로 퍼져나가는데 반해, 파장이 짧은 초음파는 레이저 광선처럼 단일 방향으로만 퍼져 나가도록 조종할 수 있다. 한편, 진폭이 충분히 큰 두 초음파 주파수가 공기와 접촉하면, 공기의 비선형 성질 때문에 원래의 두 주파수에 더해, 두 주파수를 합한 합주파수와 감한 차주파수가 생긴다. 예를 들어, 48kHz와 49kHz의 두 초음파 주파수를 사용한다면, 이들이 공기 중에서 혼합되어 97kHz와 1kHz의 새로운 주파수를 만들고, 이들 중 가청주파수 범위(20Hz~20kHz)에 드는 차주파수, 1kHz톤을 들을 수 있게 된다.
결론적으로, HSS 기술은 원하는 오디오가 변조된 초음파 주파수와 원하는 차주파수를 생성할 다른 초음파 주파수를 함께 공기 중으로 보내어 그 상호작용에 의해 공기가 초음파 신호를 가청주파수 범위로 끌어내리게 함으로써 공기 중에서 원래의 오디오를 재생하는 기술이다. 이 때, 공기가 주파수에 미치는 영향을 정확히 계산하여 원하는 차주파수를 생성하게끔 출력 초음파 주파수를 정하고, 원하는 오디오를 충분한 음량의 초음파로 전환시키며, 원치 않는 고조파들 때문에 생기는 일그러짐(distortion)을 감소시키는 기술적 문제들이 해결되어야 한다.
ATC가 개발한 길이 28cm, 두께 8.8cm의 HSS 스피커는 압전효과를 일으키는 폴리머 필름으로 만들어졌고, 원하는 오디오를 초음파로 변조, 전환시키는 오디오 입력 프로세서와 파워 증폭 기능, 초음파 출력 이미터가 내장되어 있어, AC 전원과 CD 플레이어나 마이크와 같은 음원만 제공하면 작동할 수 있게끔 되어 있다. 종이 콘의 진동으로 공기를 움직여 소리를 내게 되어 있는 기존의 스피커와는 달리, HSS 스피커는 스피커 전면에서 최대 137m까지 길게 뻗쳐 나오는 초음파 터널 내 어디서나 원래의 오디오가 음량의 손실 없이 선명하게 재생된다. 초음파 터널 내에서만 오디오가 생성되므로, 스피커를 바로 앞에 놓고도, 초음파 터널 내에 있는 사람은 들을 수 있는 데 반해, 몇 발자국 떨어져 서 있는 사람은 전혀 들을 수 없는 경우가 생긴다. 이 초음파 터널은 벽에 부딪치면 반사되어 돌아오기 때문에 반사된 초음파 터널 내에 있는 사람은 마치 오디오가 벽 쪽에서 들려오는 것처럼 느끼게 된다. 따라서 HSS 스피커를 이용한다면 서라운드 시스템의 후면 스피커를 사용할 필요가 없어진다.

다양한 서라운드 음향, 비즈니스 모델로도 각광
이 기술은 기존의 스피커를 이용하는 많은 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 미술관에서는 전시된 작품들 바로 위에 지향성 사운드 스피커를 설치하여 주위 사람들을 방해하지 않으면서 각 그림 앞에 선 사람들에게만 작품 설명을 들려 줄 수 있고, 자동차나 비행기 내의 각 좌석에서는 헤드폰 없이 각자 취향에 맞는 방송을 듣게 할 수 있다. 극장에서는 지향성 사운드 스피커들로 화면에서 소리가 나는 지점을 모방하여 마치 관객이 실제로 영화 장면 안에 들어가 있는 것처럼 느끼게 할 수 있고, 해수욕장이나 대중집회와 같이 사람들이 많이 모이는 곳에서는 130m 이상의 거리에 미칠 수 있는 장거리용 메가폰으로 소수의 사람들에게만 주의를 줄 수 있다.
이 기술의 장점을 인식한 미 해군도 최근 ATC사에서 장거리용 음향 확성기(Long Range Acoustic Device)를 공급받기로 계약을 맺었는데, 이 제품은 해상에서는 457m, 지상에서는 274m까지 소리를 전달할 수 있어서 전함에 접근하는 수상한 배나 검문소에 접근하는 사람들에게 충분한 거리를 두고 경계신호를 보내는 데 사용될 예정이다. 이러한 분야 외에 지향성 사운드 기술이 가장 큰 환영을 받고 있는 분야는 매장 내에서 고객을 대상으로 판촉 효과를 노리는 소매상점들이다.
이미 미국의 대형 슈퍼마켓 체인인 Safeway(www.safeway.com)가 ABC 방송사(www.abc.com) 등과 손잡고, ATC사의 HSS 스피커를 장착한 플라스마 TV를 이용해 계산대를 통과하는 고객들이 판촉방송을 시청하게 하는 방법을 시험하고 있다. 상품 진열대에도 HSS 스피커를 설치하여 그 근처를 지나가는 고객들에게 해당 상품에 대한 광고를 내보낸다. 맥도날드사도 시험적으로 몇몇 매장 내의 음료수 기계에 HSS 스피커를 장착하여, 자사의 다른 제품을 맛보도록 유혹하고, 펩시와 코카콜라사는 음료수 자판기에 HSS 스피커를 설치, 음료수 캔을 따는 소리와 함께 광고를 내보내어 행인들의 관심을 유도하는 방법을 모색하고 있다. 한편, 유럽에서는 일본의 소니사(www.sony.com)가 은행이나 백화점, 박물관에서 안내나 전시를 위해 사용되는 자사의 플라스마 TV에 ATC사의 HSS 스피커를 도입하고 있다.
이미 이러한 다양한 분야에서 주목을 받기 시작한 지향성 사운드 스피커들은 기존의 스피커를 대체하기 시작하면서 수 년 내에 수십 억 달러 대의 시장으로 성장할 것으로 예측되고 있다. 물론, 이를 위해서는 현재 지향성 사운드 기술이 갖고 있는 문제점들, 제품의 생산성과 신뢰성을 개선하여 6백 달러에서 2천 달러에 이르는 높은 가격을 인하함과 동시에 음질에 있어 상대적으로 약한 저음을 강화하는 문제 등의 해결이 선행되어야 할 것이다. 소니사의 관계자는 지향성 사운드 스피커의 가격이 1백 달러 아래로 떨어져야 기존의 스피커에 대해 경쟁력이 있을 것으로 보고 있다. 내게만 들리는 소리, 이젠 기다리는 일만 남았다.

오디오 스포트라이트

Holosonic Research Lab사(www.holosonics.com)의 오디오 스포트라이트(Audio Spotlight™) 제품을 전시하고 있는 보스턴의 과학박물관(Boston Museum of Science: www.mos.org )을 찾았다.
오디오 스포트라이트는 ATC사의 HSS 기술과 경쟁하고 있는 지향성 사운드 기술로, 수 년 전 MIT 미디어랩(www.media.mit.edu) 에서 탄생하였다. 이 곳 과학박물관의 오디오 스포트라이트 전시장에는 중앙 전방 위쪽에 지름 50 cm 정도의 스피커 세 개가 아래를 향해 약간씩 다른 각도로 설치되어 있고, 각각의 스피커는 같은 재즈 음악을 연주하는 바이올린, 가수의 음성, 트럼펫 소리를 따로 들려준다. 이들이 보통의 스피커라면 이 모든 소리들이 어디서나 한꺼번에 들리겠지만, 여기서는 청취자가 어디에 서는지에 따라 소리가 달라진다. 오른쪽 스피커를 정면으로 향하도록 중앙에서 왼쪽에 서면 트럼펫 소리가, 두 발자국 옆으로 옮겨 중앙에 서면 트럼펫 소리가 사라지고 가수의 음성만 들리며, 다시 두 발자국 옆으로 벗어나면, 가수의 목소리가 사라지면서 바이올린 소리만 들린다. 음질은 모노 사운드에 중고음이 강해 썩 듣기 좋은 소리는 아니었다.
오디오 스포트라이트는 수년 전 DaimlerChrysler사(www.daimlerchrysler.com)의 새 트럭에 각 좌석에서 다른 음악을 들을 수 있도록 실험적으로 설치되었었으나 소리가 곳곳에서 반사되는 문제와 높은 비용 때문에 취소되었다. 오디오 스포트라이트와 HSS 기술을 비교한 DaimlerChrysler사의 한 관계자는 현재 HSS 기술이 비용, 성능, 생산 면에서 상대적으로 낫다고 평가하고 있는데, 과연 앞으로 이 두 업체가 어떻게 경쟁해 나갈지 그 귀추가 주목되고 있다. 오디오 스포트라이트는 이 외에도 보스톤의 Symphony Hall, 워싱턴 DC의 스미소니언 박물관 등에도 설치되어 있다.

고병희 | 미국객원기자

[출처] 내게만 들리는 소리, 하이퍼소닉사운드|작성자 songdang

 [ⓒ 테크타임 & tech.sbc.or.kr] 

[출처] 내게만 들리는 소리, 하이퍼소닉사운드|작성자 songdang

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 영화 속 무기의 구상이 현재의 과학기술 정보에 근거한 것인지 아니면 상상인지는 알 수 없다. 하지만 미국 ATC사는 실제로 2001년 극초음파(하이퍼소닉) 권총을 개발하는 데 성공했고 항공기 납치 등 유사시를 대비해 탑승보안요원이 이미 이 권총을 휴대한 것으로 알려졌다. 2004.7

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HSS™ Speaker 
(HyperSonic™ Sound Technology) -
루민,하이퍼소닉 (HSS™ Speaker),초음파 지향성 스피커

▒ 소리, 원하는 곳만 쏜다 !!
스피커에서 발생하는 소리는, 전.후.좌.우에서 들린다. 스피커에서 만들어진 음파가 공기를 통해 확산돼, 방문을 닫아도, 거실의 TV 소리가 들리고, 휴대폰을 사용해도 통화소리가 옆 사람에게 들리는 것이다. 공기는 어디에나 있어 이어폰을 쓰더라도 소리는 새어 나온다.
이 같은 소리의 무지향성을 뒤엎은, 음향시스템이 
하이퍼소닉- 초음파 지향성 스피커이다.

현재 시중에 사용되어지는, 지향성 스피커시스템은 사운드 돔(Sound Dome),스티어드 어레이 (steered array) 등에서 선보인바 있지만, 기존의 스피커들은, 지향성이 60%에 불과하지만, 

하이퍼소닉의 사운드 빔의 지향성은, 99%에 이르며,  음질 또한 최고의 음질수준을 구현하는 것이 특징이며,
스피커, 앰프 일체형이 특징이다.

▶ 하이퍼소닉 스피커, 공공장소에서 일반스피커 다수의 스피커 설치시 음의 확산으로 소음이

될수 있으나, 지향성 스피커 사용으로 다양한 음원 및 명확한 소리전달 가능.

▶ 하이퍼소닉 스피커, 특정한 지역 및 청취자를 분리하 여 소리표출이 가능, 소리를 레이저처럼 특정 영역안에만 쏠 수 있는 특징

▶ 장거리 정보 메시지 전달용 가능(軍 및 비상방송)-lLRAD, SOUNDSABER
▶ 하이퍼소닉 스피커, Virtual 스피커로도 사용이 가능
▶ 하이퍼소닉 스피커, 그 자체로서 고객들의 이목을 끌  수 있을뿐만 아니라 소리를 구역별로 가두어 둘 수가 있으므로 주변의 혼잡한 소리와 완전히 구별된 자신만의 전시공간을 소리까지 포함하여 제공할 수 있는 장점

▶ 하이퍼소닉 스피커, 유니트의 뒷면 및 옆면으로 확산되지 않아, 원하는 청취자에게, 원하는 장소에 정확하게 전달이 가능.

▶ 전시영상, 문화관, 백화점의 상품진열대, KIOSK,광고 홍보시스템, 화상회 시스템의 하울링 문제해결안
▶ 앰프내장형으로 설치가 용이 함.

[출처] 지향성스피커, 초지향성 스피커,HSS-450|작성자 luminsky

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  보통의 스피커에서 나오는 소리는 전후좌우 어디서나 들린다. 고막이 찢어질 듯이 느껴지는 110dB의 자동차 경적 소리는 도시 소음의 가장 큰 요인이 된다. 거실의 TV 소리로 인해 공부를 할 수 없거나, 휴대전화를 사용할 때 통화소리가 옆 사람에게 들리는 것 모두 스피커에서 나온 음파가 공기를 통해 확산되기 때문이다. 하지만 아메리칸 테크놀러지(ATC)사의 초지향성 스피커를 사용하면 소리가 사방으로 확산되는 것이 아니라 원하는 곳에 원하는 만큼 전달가능해진다. 레이저처럼 소리가 한 곳으로 모이게 돼 소리를 특정 영역 안에만 쏠 수 있기 때문이다. 이렇게 되면 군사용 및 비상 방송 등 장거리 정보 메시지 전달이 가능하며 소리를 구역별로 가두어 둘 수 있으므로 주변의 혼잡한 소리에 구애 받지 않게 된다. 소리가 확산되지 않아 주변 사람에 대한 소음 피해 역시 줄일 수 있다.

  이 같은 기술이 가능한 데는 극초음파 합성(파라메트릭 어레이) 기술이 있기 때문이다. 예를 들어 인간이 들을 수 없는 100㎑와 101㎑ 극초음파 주파수를 함께 쏘면 들리지 않는 201㎑의 고음과 1㎑ 가청 저음이 발생한다. 극초음파는 레이저 광선 못지않게 파장이 좁다. 따라서 송출된 두 음은 레이저처럼 좁은 경로를 통해 전달되고, 새로 발생한 저주파 가청 저음도 해당 지점에서 들을 수 있게 된다.

( HSS 시스템의 실사용 예시. 소리는 사진 속의 원통영역으로만 전달된다. )

  이 같은 초지향성 스피커를 자동차에 달게 되면 보행자들이 자동차의 경적 소음 공해에 시달리지 않아도 된다. 정면의 앞차에만 경적 소리가 들릴 수 있도록 하면 되기 때문이다. 노트북에 스피커를 달면 이어폰을 사용해 동영상을 실행하지 않아도 옆사람에게는 소리가 들리지 않게 된다. 전시관 또는 박물관에서는 각 작품 앞에 스피커를 장착해 작품을 지나치는 관람객에 한해서만 설명을 들려줄 수 있다. 자세한 정보는 ATC사의 공식 홈페이지 ( http://www.atcsd.com )를 통해 얻을 수 있다.

 

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2003년 10월 Christopher Helman 기자
소리를 레이저처럼 쏘아주는 장비가 나왔다. 소리를 한 사람 귀에만 들리게 할 수 있다. 완벽한 마케팅 수단이 등장한 셈이다. 이 발신기의 효용은 여기에 그치지 않는다. TV와 자동차의 음향 시스템은 물론 군사용에도 활용되고 있다. 엘우드 노리스가 발명한 극초음파 음향 발신기를 한 사람에게만 메시지를 전달 할 수 있다.  상장 소기업 아메리칸 테크놀로지(ATC) 회장 엘우드 노리스(Elwood Norris ·64)가 뉴욕 어느 오피스 빌딩 3층 유리창 밖으로 몸을 내민다. 그는 최근 발명한 극초음파 음향 발신기 ‘하이퍼소닉 사운드(HSS)’를 들고 있다. 포브스 기자 두 명이 과연 어떤 소리가 들리는지 직접 체험하기 위해 20m 정도 떨어진 5번가 맞은편에 서 있다. 여전히 자동차 소리뿐이다. 그러다 갑자기 택시 경적소리에 열대우림 속 새들의 지저귐과 물 흐르는 소리가 섞여 들려오기 시작한다. 그 소리는 거리의 보행자들도 들을 수 있을 정도로 크다. 하지만 열대우림의 소음은 놀랍게도 두 기자에게만 들린다. 오른쪽으로 한두 걸음 비켜서자 정글 소리가 희미해진다. 노리스가 HSS를 기자들 쪽으로 다시 조준한다. 기자들 머리 속은 콜라 뚜껑을 따고 얼음이 담긴 잔에 따를 때 나는 소리로 가득하다. 노리스가 “정말 멋지지 않아요”라고 소리친다. 그리곤 나이에 걸맞지 않을 정도로 새하얀 이를 드러내고 씩 웃으며 “콜라 자판기에서 이 소리가 나온다고 상상해보라”고 덧붙였다.
코카콜라는 이미 HSS를 사용하고 있다. HSS는 점점 더 많은 업체에서 활용되고 있으며 광고업계를 강타할 태세다. 노리스는 시험용 HSS를 월마트(Wal-Mart)와 맥도널드(McDonald’s)에 보냈다. 소니(Sony)는 HSS의 유럽 내 판매 계약을 따냈다. 게이트웨이(Gateway)는 HSS 기술을 TV 제품군에 적용할 생각이다. 제너럴 다이내믹스(GD)는 HSS를 미 군함의 확성장치에 설치하고 있다. 노리스의 최대 수확은 매주 1억 명에 달하는 슈퍼마켓 고객을 대상으로 한 HSS가 설치된다는 점이다. 디즈니(Disney) 등 대형 미디어 업체들은 내년 ABC 인스토어 네트워크(ABC In-Store Network)를 구축할 계획이다.
이들은 2억5,000만 달러를 들여 13개 체인 5,600개 고급 슈퍼마켓에 HSS가 장착된 플라즈마 TV 스크린 4만 대를 설치할 예정이다. ABC 인스토어 네트워크는 위성을 통해 뉴스, ABC 쇼 예고편, 디즈니 영화를 내보낼 것이다.
물론 광고도 나간다. 하지만 계산대 앞에 줄서 있는 고객에게만 들린다. 점원이 시끄러워 정신을 못 차릴 염려가 없는데다 매장 내 다른 공지방송과 뒤섞이지도 않는다.
마케팅 담당자들의 오랜 꿈은 고객 한 사람 한 사람에게 조용히 속삭이며 광고하는 것이었다. 그러나 기존 스피커 시스템은 매장 내 모든 사람을, 특히 직원들을 끊임없이 무차별적인 소음공해로 괴롭혔다. HSS에 대한 일반 가정의 수요도 엄청나다. 새벽 1시, 스포츠 케이블 TV 방송을 보면서 곤히 잠든 아내가 혹시 깨지 않을까 가슴 졸이지 않아도 된다. 기존 스피커는 음파를 사방으로 무차별 난사한다. 반면 HSS는 바로 들리지 않는 초음파를 쏜다.
다양한 초음파는 공기와 서로 작용해 들을 수 있는 음파로 바뀐다. HSS는 60m 정도 떨어진 군중 가운데 한 사람에게만 메시지를 전달할 수 있다. 옆 사람들에게는 아무 소리도 들리지 않는다. HSS는 스낵 판매대 통로 한 쪽에서 도리토스(Doritos)를, 다른 한 쪽에서 크래커 잭(Cracker Jack)을 광고할 수 있다. 노리스는 지금까지 자신이 발명한 것 가운데 “HSS가 최고”라고 자랑했다. 가무잡잡한 피부에 사교적인 노리스는 지난 40년 동안 여러 전자기기 발명으로 많은 돈을 벌었다. 독학으로 엔지니어가 된 그는 특정 기업에 소속된 적이 없다.
1967년 음향홀로그래피의 선구격인 ‘경피성(經皮性) 도플러 초음파’ 장치를 선보이기도 했다. 이후 20시간짜리 카세트 테이프, 최초의 손바닥만한 디지털 녹음기, 두개골로 소리를 전달하는 귓속 스피커까지 고안했다. 노리스는 귓속 스피커 특허권을 10여 년 전 500만 달러에 팔았다. 헤드셋 판매업체 GN 넷컴(GN Netcom)은 현재 귓속 스피커 장치를 재브러(Jabra)라는 상표명 아래 핸즈프리 휴대전화용으로 연간 4,000만 달러어치나 판매하고 있다.
극초음파 합성기술 7년간 개발
노리스가 HSS를 생각해낸 것은 70년대 하반기 칵테일 기술에 심취했을 때다. “발명은 추론에서 나온다. ‘색깔을 섞으면 새로운 색깔이 탄생하지 않는가. 전파도 섞으면 새로운 주파수가 나오지 않을까. 소리를 섞을 때 새로운 소리가 나오지 말라는 법이라도 있는가.’ 당시 이런 생각이 문득 들었다.”
노리스는 96년 본격적으로 HSS 제작에 착수했다. 그는 두 가지 음이 크게 동시에 울릴 경우 상호작용해 새로운 두 음을 만드는 현상에 눈을 떴다.
새로운 두 음 가운데 하나는 두 음의 원래 주파수를 합한 주파수이고 다른 하나는 두 주파수 차이만큼의 주파수를 갖는다. 따라서 인간이 들을 수 없는 100㎑와 101㎑ 극초음파 주파수를 함께 쏘면 들리지 않는 201㎑ 고음과 1㎑ 가청 저음이 발생한다. 극초음파는 레이저 광선 못지않게 파장이 좁다. 따라서 송출된 두 음은 레이저처럼 좁은 경로를 통해 전달되고, 새로 발생한 가청 저음도 해당 지점에서만 들을 수 있다.
음악이나 콜라 거품 소리를 초음파로 변환한 뒤 다시 재생하는 방법까지 알아내는 데에는 7년이 걸렸다. 그 동안 벤처캐피털과 개인 자금 4,500만 달러가 소요됐다. 노리스는 대형 스피커 대신 접시 두께만한 변환기로 음향효과를 충분히 얻을 수 있는 방법도 알게 됐다. HSS 변환기는 28미크론(1미크론은 1,000분의 1㎜) 두께의 플라스틱 필름으로 전기장에 노출될 경우 떨림현상이 생긴다. 이른바 압전(壓電) 현상이다. 전하를 재빨리 교류시키면 떨림현상으로 필름 표면에 미세한 파장이 발생하면서 극초음파 주파수대의 공기가 밀려나게 된다. 노리스의 연구진은 효과가 있으리라 생각되는 방법은 모두 실험해 특허를 냈다. ATC는 지금까지 HSS와 관련해 특허 17건을 획득했다. 출원 중인 것도 24건에 이른다. HSS의 가능성은 투자자들을 끌어들여 ATC 주가는 올해 100% 올라 6달러에 이르렀다. ATC의 시가 총액은 9,000만 달러다. ATC는 지난 1분기 매출 31만4,000달러에 손실 140만 달러를 기록했다. 매출 대부분은 미군과 맺은 계약에서 올렸다. ATC 주가는 더 오를 가능성이 있다. (하지만 그는 주가가 20달러를 치기 전에는 단 한 주도 팔지 않겠다고 말했다.) ATC 지분 25%를 보유하고 있는 노리스는 향후 12개월 안에 연간 매출이 2,000만 달러로 올라설 수 있다고 본다. 그러기 위해서는 HSS 4만 대를 대당 500달러에 팔아야 한다는 계산이 나온다. 노리스와 ATC 최고경영자(CEO) 제임스 아이리시(James Irish)는 미국 전역의 내로라 하는 수백 개 기업을 찾아다니며 HSS를 소개했다. 시끄러운 정글 소리와 감미로운 교향악을 이사회실의 임원진과 아무것도 모른 채 지나가는 창밖 행인들의 귀에 들려줬다.
마케팅 대행업체 하버 디지털 서비시스(Harbor Digital Services)가 ATC를 거들고 나섰다. 하버는 HSS를 맥도널드와 IBM 같은 고객사에 소개했다. 지금은 ABC와 협상 중이다. 하버의 제프리 달스트롬(Jeffrey Dahlstrom)은 마케팅 담당자가 휴대용 HSS를 보면 “곧 세뇌 모드로 전환되게 마련”이라며 “ABC의 마케팅 담당자들은 어디든 HSS를 들고 다닌다”고 전했다. 아이포트 미디어(Iport Media)는 HSS를 안경점용 디스플레이로 디자인하고 있다. 아이포트 미디어의 CEO 에드워드 와이너(Edward Weiner)는 캘빈 클라인(Calvin Klein) 같은 디자이너들이 상품 전시대에 HSS를 설치한다면 500~1,000달러를 전혀 아까워하지 않으리라고 본다. 와이너는 “소비자들로 하여금 사고 싶은 마음이 들도록 만드는 게 목표”라고 말했다. 와이너는 앞으로 2년 안에 HSS 시스템을 수천 대 설치할 계획이다.
“한 사람만 듣는 TV 1년 내 출시”
IKS 미디어는 맥도널드용 음향 시스템을 설치하는 업체다. IKS 미디어의 폴 드로인(Paul Drouin)은 플로리다주 ·오클라호마주 ·텍사스주 소재 맥도널드 점주들에게 올 여름 HSS를 테스트해보도록 설득했다. 조만간 청량음료 판매대에 내장된 HSS에서 “콜라에는 역시 맥도널드의 프렌치 프라이”라는 광고가 흘러나오면서 맥도널드 매출 증가를 부추기게 될 것이다. HSS는 가전제품과도 통합되고 있다. 게이트웨이는 HSS가 내장된 플라즈마 TV로 별도의 스피커 없이 서라운드 음향효과를 낼 수 있는 방법을 모색하고 있다.
다임러크라이슬러(DaimlerChrysler)는 자동차에 HSS를 설치하면 어떨까 생각하고 있다. 앞뒤 좌석에 탄 사람들이 각기 다른 스테레오 시스템을 즐길 수 있게끔 하기 위해서다. 지난 7월 월마트 고객 한 사람이 노리스에게 전화를 걸었다. TV를 보는 사람에게만 소리가 들리는 HSS 스피커를 개발할 수 있겠느냐는 것이었다. 노리스는 1년 안에 대당 200달러 정도 가격에 선보일 수 있을 것이라고 예상하고 있다.
GD는 HSS를 군함에 설치하고 있다. 미 군함 윈스턴 처칠호 함교(艦橋) 지휘소 위에도 한 대가 설치돼 있다. HSS 스피커는 다른 소음을 뚫고 함장 귀에만 메시지를 전해준다. 그보다 훨씬 멋지면서도 무시무시한 것은 HSS의 증폭판인 ‘장거리 음향장치’다. 소형 괴선박에 접근금지를 명령해야 할 경우 450m 정도 떨어진 거리에서도 경고할 수 있다. 그래도 접근하면 귀청이 찢어질 듯한 120dB(데시벨)의 사이렌 소리를 쏠 수 있다. 괴선박에 승선한 사람들이 사이렌 소리를 들으면 설사 ·편두통 ·구토로 고통받게 된다. 이에 대해 노리스는 “함포사격보다 훨씬 깨끗한 방법”이라고 말한다.
오래 전에 만화 같은데 보면 멀리로 소리를 보내는 기기(예를들어 타인에게 쏘면 타인에게만 그 소리가 들린다거나, 여기서 난 소리가 저쪽에서 나는 것 처럼 들리게끔 한다거나)가 등장하였는데, 그것이 실제로 구현되어있습니다.


Hyper Sonic Sound라는 기기인데 American Technology라는 곳에서 만든 장비입니다.  현재 ebay에서 경매중입니다.
원리는 이렇습니다. 공기의 비선형 역학을 이용하는 것인데, 일반적으로 소리가 공기를 통하여 전달될 때 작은 압력의 파장 형태로 전달되게 됩니다. 그런데 공기의 비선형 속성 때문에 소리에 특정 분량의 새로운 소리(frequency)가 더해집니다. 반대로 공기를 통하여 가면서 얼마만큼의 새로운 frequency가 더해질지를 계산/예측할 수 있다면, 어떻게 될까요?
우리 귀에 들리지 않는 고주파음을 꽤 높은 볼륨으로 쏘게 되면, 그 고주파음으로 인하여 새롭게 생성되는 소리가 우리가 원하는 소리로 나타나게 됩니다.  특히 고주파의 특성상 직진성이 강하여 일종의 '빔'의 형태로 나아가게 되는데요, 이 말은 곧, 우리가 원하는 목표로 일직선으로 소리를 보낼 수 있게 된다는 것입니다.
이러한 빔 형태의 소리는 벽에 닿거나 하였을 때 들리게 되며(우리가 어두운 방에서 벽에 후레시를 비출 때 빛 줄기가 보이는 것이 아니라 빛이 비춰지는 곳의 환한 동그라미만 보이는 것 처럼) 사람 귀와 정렬이 되었을 때(다시 말해, 사람 귀에 쏘아졌을 때)도 들리게 됩니다.  지나가는 사람을 바보 취급할 수 있는 ("헉 벽이 말을 하네 -_-") 좋은(?) 물건이군요.
현재 비딩 가격은 810달러 선이군요.. 21시간 남아있습니다.

▲초저주파 음향무기 : 초저주파의 군사적 사용은 제1차 세계대전으로 거슬러 올라가며 당시 초저주파의 발견은 적의 포병부대를 탐지하는데 도움을 주었다. 사실 초저주파가 무기로 사용될 수 있다는 아이디어는 독일, 일본, 이태리 등 주축국의 과학자들(Axis Scientists)에 의한 것이었으며 이들 국가가 실시한 다양한 무기 연구는 동맹국에게도 관심의 대상이었다.
2차 대전 당시 개발된 대표적인 음향무기로는 오스트리아의 지퍼메이어(Dr. Zippermeyer)가 개발한 ‘회오리바람 대포’(Whirlwind Cannon)이다. 이 대포는 연소실내에서 폭발을 발생시켜 특별히 고안된 노즐을 통해 폭발을 목표에 직접 가하는 인공회오리 바람을 만드는 것을 의미한다. 실제로 작은 대포를 이용한 실험에서 183m 거리에서 두꺼운 판자를 산산이 조각내었고 또한 그 결과를 이용해 대형 대포 제작도 시도했다.
1978년 헝가리에서 발간된 초저주파 무기들에 대한 작업문서(Working Paper)에 따르면, 이간에게 가장 위험한 주파수가 7~8Hz사이이다. 이 대역의 주파수는 인체(Flesh)의 공명주파수(Resonant Frequency of Flesh)와 같은 대역의 주파수다. 따라서 이 대역의 주파수를 특정인에게 쏘면 충분히 내장을 파열시킬 수 있다.

음파무기, 소리 증폭시켜 통증 유발
인간의 신체에 대한 초저주파의 영향에 대한 연구는 대부분 1960년대 초 美 항공우주국(NASA)과학자들에 의해 생산됐다. 그들은 로켓엔진에서 방출되는 초저주파가 우주비행사들에게 어떤 영향을 미치는가를 연구했다. 실제로 나사(NASA) 과학자인 G. H. Mohr의 연구결과에 따르면, 0~100Hz 사이의 주파수는 심장 벽의 진동, 호흡계통의 리듬 변화, 화상, 두통, 기침, 시각장애 등을 일으키는 것으로 나타났다.

美 국방부는 1992년부터 1993년까지 민간인들이 거주하는 도심의 전선에 병사들을 파견해 평화유지 임무를 수행해야 했던 소말리아 사태 직후부터 음파무기의 개발을 강력하게 추진했다. 1999년 美 브룩스 공군기지에서 72명을 대상으로 안구, 피부질환 등 위험요소 노출을 10초 이내로, 6,500번 이상의 노출실험을 실시했다. 특히 이 무기의 시험용 모델을 만들어 동물을 대상으로 2001년 8월부터 2002년 6월까지 커틀랜드 공군기지(Kirtland Air Force Base)에서 실전배치를 위한 실험을 실시했다.

미국이 지난해 3월 이라크에 배치한 일명 `장거리 음파기`(LRAD·Long Range Acoustic Device) 미국은 지난해 3월 일명 ‘장거리 음파기(LRAD·Long Range Acoustic Device)’란 최첨단 신무기를 이라크에 배치했다. LRAD는 지난 2000년 예멘 항에 있던 美 해군 구축함 콜호(USS Cole)의 폭파사건 이후 소형 보트가 美 군함에 접근하는 것을 막기 위하여 2003년 여름에 개발됐다. 이 무기는 빛에 강력한 소음을 실어 원하는 방향으로 쏠 수 있게 만든 장치로 화재경보기가 울릴 때 내는 소음의 두 배에 달하는 145∼150dB(데시벨)의 소음을 발생시켜 300m 이내 사람들을 무력화시킨다.  한편 美 해병대는 전자파 발사기를 험비(Humvee)차량과 항공기, 함정에 탑재할 예정이며, 2009년 실전에 배치할 계획이다. 이와 같은 전자파무기는 지금까지 알려진 전자파 관련 비살상무기로는 초저주파 음향발생기, 고주파발진기 등이 있으나 피부에 직접적인 통증을 유발하는 형태의 전자파 무기로는 처음 등장한 것이다. 김필재 기자

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초지향성스피커-하이퍼소닉 사운드 시스템 HyperSonic Sound System

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지향성스크린 | 2007/01/03 (수) 17:09

00년인가에 처음 접했는데 지금은 실용화단계에 왔다는군.
대형할인마트나 맥도널드에 시험가용중이라구 하구..
곧 타워레코드도 쓸꺼라구..
소리를 초음파로 쏘구..다음은 전기를 전파로 쏠 차례지..
테슬라의 코일...전기를 전파로 쏘게 되면, 자동차에 엔진은
필요없지.말 그대로. 혁명.

 

소리를 레이저처럼 쏘아주는 장비가 나왔다. 소리를 한 사람 귀에만 들리게 할 수 있다. 완벽한 마케팅 수단이 등장한 셈이다. 이 발신기의 효용은 여기에 그치지 않는다. TV와 자동차의 음향 시스템은 물론 군사용에도 활용되고 있다.

상장 소기업 아메리칸 테크놀로지(ATC) 회장 엘우드 노리스(Elwood Norris ·64)가 뉴욕 어느 오피스 빌딩 3층 유리창 밖으로 몸을 내민다. 그는 최근 발명한 극초음파 음향 발신기 ‘하이퍼소닉 사운드(HSS)’를 들고 있다. 포브스 기자 두 명이 과연 어떤 소리가 들리는지 직접 체험하기 위해 20m 정도 떨어진 5번가 맞은편에 서 있다. 여전히 자동차 소리뿐이다. 그러다 갑자기 택시 경적소리에 열대우림 속 새들의 지저귐과 물 흐르는 소리가 섞여 들려오기 시작한다. 그 소리는 거리의 보행자들도 들을 수 있을 정도로 크다. 하지만 열대우림의 소음은 놀랍게도 두 기자에게만 들린다.

오른쪽으로 한두 걸음 비켜서자 정글 소리가 희미해진다. 노리스가 HSS를 기자들 쪽으로 다시 조준한다. 기자들 머리 속은 콜라 뚜껑을 따고 얼음이 담긴 잔에 따를 때 나는 소리로 가득하다. 노리스가 “정말 멋지지 않아요”라고 소리친다. 그리곤 나이에 걸맞지 않을 정도로 새하얀 이를 드러내고 씩 웃으며 “콜라 자판기에서 이 소리가 나온다고 상상해보라”고 덧붙였다.

코카콜라는 이미 HSS를 사용하고 있다. HSS는 점점 더 많은 업체에서 활용되고 있으며 광고업계를 강타할 태세다. 노리스는 시험용 HSS를 월마트(Wal-Mart)와 맥도널드(McDonald’s)에 보냈다. 소니(Sony)는 HSS의 유럽 내 판매 계약을 따냈다. 게이트웨이(Gateway)는 HSS 기술을 TV 제품군에 적용할 생각이다. 제너럴 다이내믹스(GD)는 HSS를 미 군함의 확성장치에 설치하고 있다.
<br>노리스의 최대 수확은 매주 1억 명에 달하는 슈퍼마켓 고객을 대상으로 한 HSS가 설치된다는 점이다. 디즈니(Disney) 등 대형 미디어 업체들은 내년 ABC 인스토어 네트워크(ABC In-Store Network)를 구축할 계획이다.

이들은 2억5,000만 달러를 들여 13개 체인 5,600개 고급 슈퍼마켓에 HSS가 장착된 플라즈마 TV 스크린 4만 대를 설치할 예정이다. ABC 인스토어 네트워크는 위성을 통해 뉴스, ABC 쇼 예고편, 디즈니 영화를 내보낼 것이다.

물론 광고도 나간다. 하지만 계산대 앞에 줄서 있는 고객에게만 들린다. 점원이 시끄러워 정신을 못 차릴 염려가 없는데다 매장 내 다른 공지방송과 뒤섞이지도 않는다.

마케팅 담당자들의 오랜 꿈은 고객 한 사람 한 사람에게 조용히 속삭이며 광고하는 것이었다. 그러나 기존 스피커 시스템은 매장 내 모든 사람을, 특히 직원들을 끊임없이 무차별적인 소음공해로 괴롭혔다. HSS에 대한 일반 가정의 수요도 엄청나다. 새벽 1시, 스포츠 케이블 TV 방송을 보면서 곤히 잠든 아내가 혹시 깨지 않을까 가슴 졸이지 않아도 된다. 기존 스피커는 음파를 사방으로 무차별 난사한다. 반면 HSS는 바로 들리지 않는 초음파를 쏜다.

다양한 초음파는 공기와 서로 작용해 들을 수 있는 음파로 바뀐다. HSS는 60m 정도 떨어진 군중 가운데 한 사람에게만 메시지를 전달할 수 있다. 옆 사람들에게는 아무 소리도 들리지 않는다. HSS는 스낵 판매대 통로 한 쪽에서 도리토스(Doritos)를, 다른 한 쪽에서 크래커 잭(Cracker Jack)을 광고할 수 있다. 노리스는 지금까지 자신이 발명한 것 가운데 “HSS가 최고”라고 자랑했다.

가무잡잡한 피부에 사교적인 노리스는 지난 40년 동안 여러 전자기기 발명으로 많은 돈을 벌었다. 독학으로 엔지니어가 된 그는 특정 기업에 소속된 적이 없다.

1967년 음향홀로그래피의 선구격인 ‘경피성(經皮性) 도플러 초음파’ 장치를 선보이기도 했다. 이후 20시간짜리 카세트 테이프, 최초의 손바닥만한 디지털 녹음기, 두개골로 소리를 전달하는 귓속 스피커까지 고안했다. 노리스는 귓속 스피커 특허권을 10여 년 전 500만 달러에 팔았다. 헤드셋 판매업체 GN 넷컴(GN Netcom)은 현재 귓속 스피커 장치를 재브러(Jabra)라는 상표명 아래 핸즈프리 휴대전화용으로 연간 4,000만 달러어치나 판매하고 있다.

극초음파 합성기술 7년간 개발

노리스가 HSS를 생각해낸 것은 70년대 하반기 칵테일 기술에 심취했을 때다. “발명은 추론에서 나온다. ‘색깔을 섞으면 새로운 색깔이 탄생하지 않는가. 전파도 섞으면 새로운 주파수가 나오지 않을까. 소리를 섞을 때 새로운 소리가 나오지 말라는 법이라도 있는가.’ 당시 이런 생각이 문득 들었다.”

노리스는 96년 본격적으로 HSS 제작에 착수했다. 그는 두 가지 음이 크게 동시에 울릴 경우 상호작용해 새로운 두 음을 만드는 현상에 눈을 떴다.

새로운 두 음 가운데 하나는 두 음의 원래 주파수를 합한 주파수이고 다른 하나는 두 주파수 차이만큼의 주파수를 갖는다. 따라서 인간이 들을 수 없는 100㎑와 101㎑ 극초음파 주파수를 함께 쏘면 들리지 않는 201㎑ 고음과 1㎑ 가청 저음이 발생한다. 극초음파는 레이저 광선 못지않게 파장이 좁다. 따라서 송출된 두 음은 레이저처럼 좁은 경로를 통해 전달되고, 새로 발생한 가청 저음도 해당 지점에서만 들을 수 있다.

음악이나 콜라 거품 소리를 초음파로 변환한 뒤 다시 재생하는 방법까지 알아내는 데에는 7년이 걸렸다. 그 동안 벤처캐피털과 개인 자금 4,500만 달러가 소요됐다. 노리스는 대형 스피커 대신 접시 두께만한 변환기로 음향효과를 충분히 얻을 수 있는 방법도 알게 됐다. HSS 변환기는 28미크론(1미크론은 1,000분의 1㎜) 두께의 플라스틱 필름으로 전기장에 노출될 경우 떨림현상이 생긴다. 이른바 압전(壓電) 현상이다. 전하를 재빨리 교류시키면 떨림현상으로 필름 표면에 미세한 파장이 발생하면서 극초음파 주파수대의 공기가 밀려나게 된다.

노리스의 연구진은 효과가 있으리라 생각되는 방법은 모두 실험해 특허를 냈다. ATC는 지금까지 HSS와 관련해 특허 17건을 획득했다. 출원 중인 것도 24건에 이른다. HSS의 가능성은 투자자들을 끌어들여 ATC 주가는 올해 100% 올라 6달러에 이르렀다. ATC의 시가 총액은 9,000만 달러다. ATC는 지난 1분기 매출 31만4,000달러에 손실 140만 달러를 기록했다. 매출 대부분은 미군과 맺은 계약에서 올렸다. ATC 주가는 더 오를 가능성이 있다. (하지만 그는 주가가 20달러를 치기 전에는 단 한 주도 팔지 않겠다고 말했다.) ATC 지분 25%를 보유하고 있는 노리스는 향후 12개월 안에 연간 매출이 2,000만 달러로 올라설 수 있다고 본다. 그러기 위해서는 HSS 4만 대를 대당 500달러에 팔아야 한다는 계산이 나온다.

노리스와 ATC 최고경영자(CEO) 제임스 아이리시(James Irish)는 미국 전역의 내로라 하는 수백 개 기업을 찾아다니며 HSS를 소개했다. 시끄러운 정글 소리와 감미로운 교향악을 이사회실의 임원진과 아무것도 모른 채 지나가는 창밖 행인들의 귀에 들려줬다.

마케팅 대행업체 하버 디지털 서비시스(Harbor Digital Services)가 ATC를 거들고 나섰다. 하버는 HSS를 맥도널드와 IBM 같은 고객사에 소개했다. 지금은 ABC와 협상 중이다. 하버의 제프리 달스트롬(Jeffrey Dahlstrom)은 마케팅 담당자가 휴대용 HSS를 보면 “곧 세뇌 모드로 전환되게 마련”이라며 “ABC의 마케팅 담당자들은 어디든 HSS를 들고 다닌다”고 전했다.

아이포트 미디어(Iport Media)는 HSS를 안경점용 디스플레이로 디자인하고 있다. 아이포트 미디어의 CEO 에드워드 와이너(Edward Weiner)는 캘빈 클라인(Calvin Klein) 같은 디자이너들이 상품 전시대에 HSS를 설치한다면 500~1,000달러를 전혀 아까워하지 않으리라고 본다. 와이너는 “소비자들로 하여금 사고 싶은 마음이 들도록 만드는 게 목표”라고 말했다. 와이너는 앞으로 2년 안에 HSS 시스템을 수천 대 설치할 계획이다.

“한 사람만 듣는 TV 1년 내 출시”

IKS 미디어는 맥도널드용 음향 시스템을 설치하는 업체다. IKS 미디어의 폴 드로인(Paul Drouin)은 플로리다주 ·오클라호마주 ·텍사스주 소재 맥도널드 점주들에게 올 여름 HSS를 테스트해보도록 설득했다. 조만간 청량음료 판매대에 내장된 HSS에서 “콜라에는 역시 맥도널드의 프렌치 프라이”라는 광고가 흘러나오면서 맥도널드 매출 증가를 부추기게 될 것이다. HSS는 가전제품과도 통합되고 있다. 게이트웨이는 HSS가 내장된 플라즈마 TV로 별도의 스피커 없이 서라운드 음향효과를 낼 수 있는 방법을 모색하고 있다.

다임러크라이슬러(DaimlerChrysler)는 자동차에 HSS를 설치하면 어떨까 생각하고 있다. 앞뒤 좌석에 탄 사람들이 각기 다른 스테레오 시스템을 즐길 수 있게끔 하기 위해서다. 지난 7월 월마트 고객 한 사람이 노리스에게 전화를 걸었다. TV를 보는 사람에게만 소리가 들리는 HSS 스피커를 개발할 수 있겠느냐는 것이었다. 노리스는 1년 안에 대당 200달러 정도 가격에 선보일 수 있을 것이라고 예상하고 있다.

GD는 HSS를 군함에 설치하고 있다. 미 군함 윈스턴 처칠호 함교(艦橋) 지휘소 위에도 한 대가 설치돼 있다. HSS 스피커는 다른 소음을 뚫고 함장 귀에만 메시지를 전해준다. 그보다 훨씬 멋지면서도 무시무시한 것은 HSS의 증폭판인 ‘장거리 음향장치’다. 소형 괴선박에 접근금지를 명령해야 할 경우 450m 정도 떨어진 거리에서도 경고할 수 있다. 그래도 접근하면 귀청이 찢어질 듯한 120dB(데시벨)의 사이렌 소리를 쏠 수 있다. 괴선박에 승선한 사람들이 사이렌 소리를 들으면 설사 ·편두통 ·구토로 고통받게 된다. 이에 대해 노리스는 “함포사격보다 훨씬 깨끗한 방법”이라고 말한다.

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