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[IT뉴스]헤드폰 없이도 혼자 듣는다…초지향성 메타물질 스피커 개발

온카뱅크관리자

2026-07-24 13:27:31

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="BUMlPyvmR6">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="7170e32f5f522f53e2d5a31d92134494b089a6f15ff348525633c8adcd1af6e5" dmcf-pid="buRSQWTsM8" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="두 종류의 메타물질을 결합해 연구팀이 만든 초음파 트랜스듀서 구조와 방향별 음성 신호 전달 특성을 나타낸 모식도. 포스텍 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/24/dongascience/20260724132615454tcdi.png" data-org-width="680" dmcf-mid="q5dTMGWIJP" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/24/dongascience/20260724132615454tcdi.png" width="658"></p>
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            두 종류의 메타물질을 결합해 연구팀이 만든 초음파 트랜스듀서 구조와 방향별 음성 신호 전달 특성을 나타낸 모식도. 포스텍 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="20132bf59c857377601b671a921b381b8d141b571885bbe247dd7025133aa9c7" dmcf-pid="K7evxYyOn4" dmcf-ptype="general">좁은 공간으로만 소리가 전달돼 헤드폰 없이도 옆사람을 방해하지 않고 소리를 들을 수 있는 스피커 기술이 개발됐다. </p>
          <p contents-hash="2aa2b7a8504f731951ce0f3645ffc5303ba688bebf17d62b1d0882572c94e405" dmcf-pid="90QC8vlwJf" dmcf-ptype="general"> 포스텍은 노준석 기계·화공·전자·융합공학과 교수팀이 단일 초음파 소자에 메타물질을 결합한 초지향성 스피커를 개발했다고 24일 밝혔다. 연구결과는 21일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐다.</p>
          <p contents-hash="45dcc390190c6bebf18ace58789c920e0035febcacf04befa0de23bb2293464e" dmcf-pid="2pxh6TSrLV" dmcf-ptype="general"> 빛은 레이저 포인터처럼 좁은 공간에 집중해서 전달하기 용이하지만 소리는 상대적으로 퍼져 나가는 성질이 있다. 헤드폰 등의 장비 없이도 원하는 곳에만 소리를 전달하는 지향성 음향 기술은 자동차 내부나 항공기 객실, 확장현실(XR) 기기 등에서 수요가 늘고 있다.</p>
          <p contents-hash="117477325094110f6edcaf0c307704d8864e79a6c37c7a2c048f3f191f428d34" dmcf-pid="VUMlPyvmJ2" dmcf-ptype="general"> 사람이 들을 수 있는 소리를 초음파에 실어 보내 원하는 공간에만 소리를 전달하는 것이 지향성 스피커의 핵심 아이디어다. 대표 기술인 '파라메트릭 어레이 라우드스피커(PAL)'는 서로 다른 두 초음파를 상호작용시켜 좁은 지역에 또렷한 음향을 구현한다. 가까운 주파수의 강한 초음파 두 개를 공기 중에 함께 방사하면 주파수 차이에 따라 들을 수 있는 소리가 생성되는 원리다.</p>
          <p contents-hash="4d81afad67565df27616a82a3f203251b152a3e93ac549ef3125511c5362b6c1" dmcf-pid="fuRSQWTsd9" dmcf-ptype="general"> PAL은 보통 수십~수백 개의 초음파 부품을 늘어놓고 하나씩 제어해야 해 구조가 복잡하고 비용도 많이 든다. 스피커 진동판이 떨리는 과정에서 원치 않는 진동까지 함께 발생해 소리가 새어 나가는 현상도 숙제다.</p>
          <p contents-hash="d1612b094c5fd7db2cf6f2d6f73c83b5bd81ef031535ff1e21786041b97212c6" dmcf-pid="47evxYyOJK" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 두 종류의 메타물질을 하나의 초음파 스피커에 결합해 문제를 해결했다. 메타물질은 자연에 존재하지 않은 미세한 구조를 구현해 빛이나 소리, 진동을 제어하는 인공 물질이다.</p>
          <p contents-hash="eddc7dfbd2002edf9ace1a6f01458286a3d172e2608399791cf29de66c27b4eb" dmcf-pid="8zdTMGWIdb" dmcf-ptype="general"> 먼저 스피커 진동판에서 나오는 초음파를 정렬해 레이저처럼 곧고 좁은 초음파 빔으로 만드는 음향 제어 메타물질을 장치 앞쪽에 부착했다. 장치 뒤쪽에는 특정 주파수에서 생기는 불필요한 진동을 억제해 방음벽 역할을 하는 탄성 제어 메타물질을 장착했다.</p>
          <p contents-hash="0d4010e77610e7db068f614f7308a994ebdaae2a12bb4783b4068f5301aec2fc" dmcf-pid="6qJyRHYCdB" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 메타물질 스피커로 500Hz(헤르츠)부터 10kHz(킬로헤르츠)까지 4옥타브가 넘는 주파수 대역에서 원하는 방향으로만 소리를 보내는 데 성공했다. 비행기 좌석에서 사람마다 다른 안내 방송이나 음악을 들려주는 상황을 가정한 실험에서 탄성 제어 메타물질을 붙이기 전후로 성능 차이가 뚜렷했다.</p>
          <p contents-hash="9f63ab2a00ffb59e89d5c034a040d94e3c80376a15afe07115d12cfd9d50696d" dmcf-pid="PBiWeXGhLq" dmcf-ptype="general"> 개발된 스피커는 3차원(3D) 프린터로 찍어내기 쉬운 조립 형태로 좌석 간격이나 각도 등 사용 환경에 맞춰 손쉽게 다시 설계할 수 있다. 기술이 상용화되면 다양한 공간에서 사람들이 개인 음향장비를 착용하지 않고도 각자 원하는 안내 방송이나 콘텐츠를 들을 수 있을 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="c1098eb54537a9eb89532e6021b199081601105f8d8924549ab2521ff4ac5323" dmcf-pid="QbnYdZHlnz" dmcf-ptype="general"> 노 교수는 "메타물질과 초음파 장치를 하나로 설계해 비용과 복잡성, 설계 자유도 한계를 동시에 풀어냈다"며 "개념 검증에 그친 이전 연구와 달리 실제 장치에 메타물질을 녹여내 실용화 가능성을 입증한 첫 사례"라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="0fcab7bd03b1d816a7406623dd3092785f6bc6eea041fe7b0accdee0882ea6db" dmcf-pid="xKLGJ5XSL7" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1038/s41467-026-73604-0</p>
          <p contents-hash="d9863736a5e82963018585e05126ef27f00986ca6d4cf18101f2cc47ae0b0db6" dmcf-pid="ym1eXnJ6nu" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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