‘음성 스트레스 측정’…분당서울대병원 김정현 교수, 측정 기술 개발

 

분당서울대병원은 정신건강의학과 김정현 교수 연구팀(분당서울대병원·서울대 뉴미디어통신공동연구소 공동연구)이 음성 분석을 통한 스트레스 측정 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

 

이에 따라 스마트폰 등 개인 디지털 기기를 통해 실시가능로 스트레시를 측정하고 관리할 수 있는 길이 열리게 됐다.

 

연구팀 결과에 따르면 적절한 스트레스는 에너지와 집중력을 높이는 긍정적 효과를 주지만, 만성 스트레스는 정신질환, 심혈관질환, 암 등 건강문제를 일으킬 수 있다.

 

기존의 스트레스 측정은 주관적인 설문조사나 호르몬 검사에 의존해왔으나, 연구팀은 근육 긴장과 호흡변화가 목소리 톤에 미치는 영향을 분석해 스트레스를 감지할 수 있다는 점에 주목해 비언어적 음성 바이오마커를 활용해 스트레스 상태를 탐지하는 딥러닝 기반 모델을 개발하고 한국인의 데이터를 이용해 그 유효성을 검증했다.

 

연구팀은 국내 다기관 임상 연구를 통해 115명의 건강한 직장인을 대상으로 차가운 물에 손을 담근 상태에서 사회적 평가를 받게 하는 SECPT 기법으로 스트레스 상태를 유도했다. 이 과정에서 스트레스 전후의 음성 데이터를 수집하고 주파수, 발화 속도, 음성 패턴 등을 비교 분석해 스트레스 수준을 예측할 수 있는 인공지능 모델을 개발했다.

 

이번 연구에서는 사람마다 다른 목소리의 특징을 정확히 분석할 수 있는 고성능 딥러닝 모델 ECAPA-TDNN을 활용해 정확도를 높였고 연구 신뢰성을 높이기 위해 코르티솔 검사를 병행한 교차 검증도 수행했다. 결과적으로 연구팀이 개발한 모델은 스트레스 상태를 70%의 높은 정확도로 구별할 수 있는 것으로 나타났다.

 

김 교수는 “스트레스 탐지 모델의 정확도를 높이기 위해 다양한 음성 데이터와 심박변이도, 피부 전기활동 같은 생체신호와 결합하는 연구도 진행할 계획”이라고 말했다.