우리 사회에서 장애를 가진 사람의 비중은 4명 중 1명에 이르고 있다. 무선 기술의 잠재력을 활용하면, 보다 포용적인 미래를 펼칠 수 있는 새로운 가능성을 발견할 수 있다.

그리스 신화에 따르면, 헤파이스토 스(Hephaestus)는 아킬레스(Achilles) 의 방패와 헤르메스(Hermes)의 날개 달린 샌들, 아폴로의 황금전차 등을 비롯해 신들을 위한 장비를 만든 것으로 유명하다. 이러한 업적으로 인해 헤파 이스토스는 기술의 신으로 알려져 있다. 또한 그는 유일하게 장애를 가진 신이기도 했다.

캐나다계 미국인 작가 솔 벨로(Saul Bellow)는 “기발한 장비를 만든 신이 헤파이스토스였던 것은 아마도 우연이 아니었을 것이다”고 말했다. 다른 신들은 헤파이스토스처럼 장애를 극복할 창의적 수단을 고안할 필요가 없었을 것이다. 즉 필요는 발명의 어머니다. 그렇 다면 누가 더 나은 것일까? 장애가 있는 사람들은 궁극적으로 얼리 어답터이 다. 장애를 보완하기 위해 새로운 기술을 사용하여 다른 사람들보다 더 많은 것을 얻을 수 있기 때문이다.

뉴욕 로체스터 공과대학교(Rochester Institute of Technology)의 컴퓨팅 및정보과학 조교수인 크리스틴 시노하라 (Kristen Shinohara)와 개리스 티그웰 (Garreth Tigwell)은 “설계자는 장애가 있는 사용자가 어떻게 기술과 상호작용 하는지 이해하는 것이 중요하지만, 사실 가장 강력한 통찰력은 장애가 있는 사용자에게서 나온다.

설계자들이 사용자의 행동과 선호도를 조사하여 많은 공감대를 형성한다 하더라도, 실제로 기술을 사용하는 사람이 만든 기술의 이점을 대체할 수는 없다”고 지적했 다. 이는 대부분 장애인으로 구성된 마이크로소프트(Microsoft)의 접근성 팀 (Accessibility Team)이 언급한 “우리 없이 우리에 대해 아무것도 하지 마세요” 라는 표현으로 대신할 수 있을 것이다.

장애인을 위해 설계되었든 또는 장애인과 함께 또는 직접 설계했든, 이러한 보조 공학은 고대 그리스 이후 매세기마다 엄청난 발전을 이룩했으며 정보화 사회가 도래한 이후 비약적인 발전을 거듭하고 있는 우리 사회의 주요 관심 분야이다. 또한 원래는 장애인을 위해 개발된 기술에서 진화한 일상 적인 솔루션들도 많이 존재한다.

타자 기와 음성인식 솔루션, 카메라와 자동 차에 사용되는 시선추적 기술을 비롯해 세그웨이(Segway)의 자가 형 이륜 전동차량에 이르기까지 모두 장애 로부터 영감을 얻었으며, 이후 원래 의도했던 것과 달리 수백만 명의 소비자 들에게 혜택을 주고 있다. 전화기를 발명한 알렉산더 그레이엄 벨(Alexander Graham Bell)이 청각 장애가 있는 어머니와 청각 장애인을 지원하기 위해 노력하지 않았다면, 전화기의 시제품이 었던 ‘전기 음성장비(Electrical Speech Machine)’의 개발은 불가능했을 것이다.

우리 사회가 일반적으로 기술의 유익 함을 생각할 때, 좋은 기술이라는 것은 누구를 위해 설계되었든 용이한 접근성을 가지고 있어야 한다. 특히 장애인의 삶을 현저하게 개선하는데 도움이 되는 기술이 이에 해당될 것이다. 바로 이러한 점에서 지금 우리는 그레이엄 벨이나 헤파이스토스도 상상할 수 없었던 세상 으로 나아가고 있다.

누구나 이용할 수 있는 접근 용이성

장애인이 사용할 수 있는 기술 설계에 널리 통용되는 용어인 접근성 이슈는 특히 스마트폰이 등장한 이후 사회적 참여의 기본이자 ‘당연한 도리’라는 도덕적 의무로 바라보는 경우가 많다. 이러한 시각도 있을 수 있지만, 접근성 및 포용성 측면에서 상당한 성과를 보이고 있는 마이크로소프트의 브래드 스미스(Brad Smith) 사장은 이는 핵심을 벗어난 것이 라며, “우리들 대부분은 일시적, 상황적 또는 영구적 장애에 직면할 가능성을 모두 가지고 있다”고 지적했다.

실제로 미국 질병통제예방센터(CDC: Centers for Disease Control and Prevention)의 최신 데이터에 따르면, 미국 인구 4분의 1 에 해당하는 6,100만 명이 장애를 가지고 있으며, 8명 중 1명은 노동 수명기간 동안 5년 이상 장애를 겪는 것으로 나타 났다. 전 계적으로 보면, 이는 20억 명정도에 해당한다. 예를 들어, 노화, 시력 및 청력 상실, 인지적 퇴화와 함께 발생하는 장애 요인들을 고려하면, 기술의 접근성 이슈는 실제로 모든 사람을 위한 것임은 분명하다.

비록 장애를 겪지 않는다 하더라도, 접근성을 고려하여 설계된 기술은 모든 사람에게 분명한 혜택을 제공한다. 마이 크로소프트 접근성 프로그램의 지원가 능성 부문을 책임지고 있는 앤 테일러 (Anne Taylor) 디렉터는 “접근성이 혁신을 방해한다는 잘못된 생각들도 있지만, 역사를 보면 정반대라는 사실을 확인할수 있다”며, “접근성 혁신은 장애가 있는 사람들을 위해 만들어진 특수 보조 기술 에만 해당되는 것이 아니라 우리가 만드는 모든 제품에 필수적인 것이다. 접근성 혁신은 모든 사람들에게 혜택을 제공할 수 있다”고 언급했다.

접근성 R&D의 상당 부분은 스마트폰과 데스크톱 컴퓨터 화면 판독기, 웹사 이트 탐색 및 사용자 인터페이스 설계를 비롯해 빠르게 확산되고 있는 무선 연결 웨어러블과 스마트 홈 솔루션 및 다양한 커넥티드 IoT 기술, 그리고 이에 대한 커뮤니티의 의존성에 중점을 두고 있지 만, 개발자들은 장애인들이 보다 광범위한 참여가 가능하도록 보장하는데 주목 해야 한다.

재활 및 보조기술 공학 저널 (Journal of Rehabilitation and Assistive Technologies Engineering)의 공동 저자인 네이든 문(Nathan Moon), 폴 베이 커(Paul Baker), 케니스 고우너(Kenneth Goughnour)는 환경 센서와 스마트 사물, 웨어러블 기기 등과 같은 커넥티드 기술은 포괄적이고 유용한 정보 서비스를 실시간으로 제공하기 때문에 강력한 도구가 될 것이라고 지적했다.

이들은 “보다 스마트한 도시와 스마트한 홈을 구현하는데 사용되는 이러한 도구들은 장애를 가진 사람들이 보다 쉽게 접근할 수 있는 환경을 만드는데 도움을줄 수 있다. IoT 전반은 물론, 특히 웨어러블 기기들은 장애인들을 직장과 가정에 연결시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있으 며, 모니터링과 추적, 제어 및 연결이 가능함에 따라 결과적으로 고용과 지역사회 참여, 건강 및 기능적 독립을 높이는데 기여하게 될 것이다”고 언급했다.

또한 “대부분의 웨어러블 기기들이 특별히 보조 기술로 지정되지는 않았지 만, 이러한 기기들과 센서 및 지원 애플 리케이션은 장애인들의 사회적 포용과 참여를 촉진시키는 보조 및 증강 기능으로 작용할 수 있다”고 덧붙였다.

불가능을 가능하게 하는 것

모든 기술들과 마찬가지로 장애인을 지원하기 위해 특별히 설계된 기술 또한 무한한 가능성을 제공한다. IBM의 국립 장애인 지원센터(National Support Center for Persons with Disabilities) 의 전 회원인 메리 팻 라다보(Mary Pat Radabaugh)는 “대부분의 사람들에게 기술은 보다 편리함을 지원하지만, 장애를 가진 사람들에게 기술은 불가능을 가능하게 하는 것이다”고 언급했다. 시각 장애인을 위한 길 찾기 솔루션을 비롯해 청각 장애인을 위한 보청기 기술및 음악을 느낄 수 있게 하는 촉각 센서 (Haptic Sensor)에 이르기까지 사람들의 삶을 개선하는 무선 기술의 예는 실제로 무한하며, 사지 장애의 경우도 마찬가지다.

림비트리스 솔루션즈(Limbitless Solutions)는 센트럴 플로리다 대학교 (University of Central Florida) 출신 학생들이 설립한 미국의 비영리 단체로, 사지 장애로 고통받는 어린이를 위해 맞춤형 생체공학 팔을 만들고 있다. 이기관이 만든 의수는 착용자의 상완근육 움직임에 의해 생성되는 신호를 포착하기 위해 근전도(EMG) 센서를 사용한다.

아래에는 팔꿈치 유무와 관계없이 의수를 제자리에 고정할 수 있는 소켓이 있으며, 각각의 어린이에게 맞춰 개발된 다. 생체공학 팔의 전완부에는 다양한 움직임을 제어하는 모터에 전원을 공급 하는 배터리 팩이 포함되어 있으며, 핸드 유닛에는 개별 손가락을 미세하게 제어하기 위한 핵심 전자장치와 모터가 장착되어 있다.

이 장치는 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor) 솔루션 기반의 Insight SIP ISP1507-AX RF 모듈이 포함되어 있으며, 이는 블루투스 LE를 이용해 iOS 또는 안드로이드 앱에서 손가락에 특정한 힘을 생성하는데 필요한 근육의 굴곡 정도를 정확하게 결정하는 것과 같은 팔의 설정 및 조정, 모니터링 등을 가능하게 한다. 림비트리스 솔루션 즈의 R&D 책임자인 존 스파크먼(John Sparkman)은 목표는 생체공학 팔을 가능한 가볍고, 편안하고, 사용하기 쉽게 만드는 것이며, 소형 블루투스 LE 모듈은 이러한 설계 철학에 완벽하게 부합 한다고 설명했다.

또한 림비트리스는 답답하고, 좌절감을 줄 수 있는 새로운 팔의 사용법을 배우는 과정을 재미있고 즐겁게 만들기 위해 어린이들이 생체공학 팔을 제어하는데 도움이 되는 게임을 개발했다. 블루 투스 LE 연결을 통해 PC나 태블릿을 무선 게임 컨트롤러처럼 사용할 수 있으 며, 손을 쥐거나 펴는 것과 같은 간단한 제스처를 시작으로 보다 복잡한 조작에 이르기까지 일반적으로 게임에 사용되는 레벨 기반 접근방식을 취하고 있다.

림비트리스 솔루션즈의 총괄 디렉터인 알버트 마네로(Albert Manero)는 “사지 장애를 가진 아이들은 많은 어려움에 직면하고 있으며, 우리 연구팀은 보다 쉽게 일상적인 활동을 지원하는 새로운 로봇공학을 만드는데 주력하고 있다”며, “특히 블루투스 LE를 통해 부모들이 생체공학 팔을 쉽게 보정하고, 조정할 수있도록 함으로써 사용경험을 크게 향상 시켰다”고 밝혔다.

세상과의 연결

장애를 가진 사람들 위해 노력하고 있는 또 다른 회사는 오하이오에 기반을 둔 EMG 기기 개발사인 컨트롤 바이오닉스(Control Bionics)이다. 이 회사의 웨어러블 보조 기술인 뉴로노 드(NeuroNode)는 루게릭 병(Motor Neurone Disease)으로도 알려진 근위 축성 축삭 경화증(ALS: Amyotrophic Lateral Sclerosis) 환자들이 마비나 언어장애에도 불구하고 가족이나 친구, 간병인 및 임상의와 소통할 수 있는 기능을 제공한다. 이 기술은 초기 개발 단계 에서 이론 물리학자인 고 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)이 직접 테스트하고, 개발자에게 피드백을 제공하기도 했다.

‘스위치’처럼 기능하는 이 소형 센서는 비외과적으로 원하는 근육 위의 피부에 부착하면 된다. 사용자가 근육을 움직이려고 할 때, 뉴로노드는 눈에 보이는 근육의 움직임이 없더라도 뇌에서 근육으로 전송되는 신호를 해석하고, 이러한 EMG 신호를 통해 사용자와 페어링된 컴퓨터나 태블릿 또는 스마트폰을 제어할 수 있다. 이는 기본적으로 노르딕 세미컨덕터의 nRF52832 SoC가 제공하는 블루투스 LE 무선 연결을 이용해 무선 키보드처럼 동작한다.

장애를 가진 사용 자는 뉴로노드를 이용해 이메일과 문자 메시지를 주고받거나 게임을 하고, 소셜 미디어에 액세스하고, 온라인 엔터테인 먼트를 시청 및 다운로드할 수 있으며, 환경 제어 시스템을 사용하거나 다른 외부 장치를 작동시킬 수도 있다.

이외에도 기술은 시력 장애인들을 삶을 변화시킬 수도 있다. 최근 컴퓨터 비전과 증강현실, RFID 및 무선 광통신을 이용한 길 찾기 및 실내 내비게이션 솔루션들이 개발되고 있다. 시각 장애를 가진 사용자를 위한 내비게이션 시스템 구현에 전념하고 있는 가장 잘 알려진 프로젝트 중 하나는 카네기 멜론 대학 (Carnegie Mellon University)의 인지 지원 연구소(Cognitive Assistance Lab)에서 개발한 내브코그(NavCog)일 것이다.

내브코그는 블루투스 LE 비콘과 iOS 스마트폰 앱을 이용하여 특히 공항이나 병원과 같이 크고 복잡한 환경에서 사람들이 시각을 사용하지 않고도 주변을 탐색할 수 있도록 지원한다. 시설 전반의 그리드로 비콘이 각각 5m~10m 간격으로 배치되며, RSSI(Received Signal Strength Indication)를 사용하여 사용자의 스마트폰 위치를 대략적으로 파악할 수 있다.

사용자가 음성 검색을 이용해 목적지를 선택하면, 내브코그는 목적지에 도달할 때까지 앱을 통해 턴바이턴(Turn by Turn) 방식으로 오디오 피드백을 제공 한다. 이러한 솔루션은 블루투스 5.1 버전의 핵심 사양인 방향 탐지(Direction Finding) 기능이 도입되면서 RF 신호를 수신(AoA: Angle of Arrival)하거나 전송(AoF: Angle of Departure)할 때 안테나 간에 발생하는 각도 위상 변이를 사용하여 더욱 향상된 위치 정확도를 제공할 수 있게 되었다. 안테나 어레이를 통신 링크의 양측에 사용하면 위상변이 데이터를 파악할 수 있으며, 이를 통해 정확한 위치를 계산할 수 있다.

시각 장애인들이 시력 손상이 없는 사람들처럼 작업을 수행할 수 있도록 지원 하는 또 다른 혁신은 닷(dot)의 점자 워치이다. 한국의 스마트 기술 기업인 닷이 출시한 이 스마트 워치는 전기역학 셀을 이용해 새로고침이 가능한 점자 디스플 레이에 전원을 공급한다.

부분적 시력손 상이나 실명을 가진 사용자는 스마트폰과 페어링하여 수신되는 전화를 수락 또는 거절하거나 워치 전면에 있는 4-셀 (24도트) 점자 디스플레이를 통해 문자 메시지와 같은 알림을 확인하는 것은 물론, 시간과 날짜 등을 음성으로 들을 수있다. 두 개의 터치 센서를 통해 사용자는 각 알림 메시지를 스크롤하고, 읽을수 있으며, 두 개의 버튼과 크라운 다이 얼로 다양한 기능을 활용할 수 있다.

전세계적인 사회적 요구 충족

시각 장애는 운동과 언어, 감정, 사회및 인지 발달에 영향을 줄 수 있으며, 이와 마찬가지로 청력 상실 또한 심각한 결과를 초래할 수 있다. 세계보건기구(WHO:World Health Organization)에 따르면, 전세계 인구의 5% 이상에 이르는 약 3억6 천만 명의 사람들이 장애 수준의 청력 손실을 겪고 있는 것으로 나타났다. WHO는 치료가 어려운 청력 손실로 인한 비용은 보청기 비용을 제외하더라도 전 세계적 으로 연간 9,800억 달러에 달하는 것으로 추정하고 있다. 따라서 이러한 장애를 해결하는 기술은 중요한 사회적 요구뿐 아니라 경제적 면도 충족시킬 수 있다.

보청기 기술이 발전하기까지 오랜 시간이 걸렸지만, 2014년 블루투스 LE를 채택한 보청기의 등장과 2020년 블루투스 5.2 버전의 핵심 사양인 LE 오디오가 출시되면서 청각 장애인을 위한 기술이 새로운 차원으로 도약할 수 있게 되었다.

유럽보청기제조협회 ( E H I M A :European HearingInstrument Manufacturers Association) 사무총장인 스테판 짐머(Stefan Zimmer)는 “LE 오디오는 보청기를 사용하는 청각 장애인 들을 위한 중요한 기술적 혁신”이라며, “EHIMA 엔지니어들은 난청을 겪고 있는 사람들의 오디오 경험을 향상시키기 위해 지속적으로 연구 활동을 수행해 왔다.

앞으로는 청력 손실이 있는 사용자라 하더라도 향후 몇 년 안에 새롭게 출시되 는 대부분의 전화기와 TV를 제약없이 사용할 수 있게 될 것이다”고 밝혔다.

LE 오디오는 아직 초기 단계이지만, 최신 보청기 기술은 15년 전과는 완전히 다른 차원으로 발전했다. 청각기술 분야의 세계적인 기업인 오티콘 히어링 (Oticon Hearing)은 2020년 초반에 세계 최초로 심층 신경망(Deep Neural Network)을 탑재한 보청기인 오티콘 모어(Oticon More)를 출시했다. 이 보청기는 뇌가 동작하는 방식을 모방하여 소리를 매우 세밀하게 인식함으로써 가장 이상적인 사운드를 판단할 수 있다. 이를 통해 모든 사운드를 선명하고, 완전 하며, 균형 잡힌 소리로 자연스럽게 표현할 수 있다.

이 보청기는 상시적으로 사운드 프로 세싱을 처리하는 첨단 DSP 알고리즘을 실행할 수 있으며, 블루투스 LE 연결을 감독하기 위한 제퍼(Zephyr) RTOS를 통합하고 있다. 블루투스 LE 컨트롤러는 노르딕 세미컨덕터와 긴밀한 협력을 통해 개발되었다. 오티콘의 펌웨어 개발자이자 제퍼 기술운영위원회(Zephyr Technical Steering Committee) 위원인 아스거 뭉크 닐슨(Asger Munk Nielsen)은 “연결성은 오티콘 제품의 필수 요소가 되었다”며, “스마트폰과 TV, 교실 마이크와 직접 연결할 수 있어 보청기 사용자들이 주변 세계와 훨씬 더 뛰어난 상호 작용이 가능하게 되었다”고 설명했다.

모든 보조 기술의 목표는 분명하다.
장애를 가진 사용자들을 주변 세계와 원활하게 연결하고, 비장애인들과 동등한 조건에서 삶의 모든 측면에 참여할 수있는 능력을 제공하는 것이다.

이 기사는 노르딕세미컨덕터 WQ(Wireless Quarter) 저널에서 제공한 것이다.
www.nordicsemi.com/News/ Wireless-Quarter