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'의사소통 장애인의 조음치료를 위한 한국형 전자구개도 개발' 연구[학제간융합연구지원사업 연구성과 특집] 대구대학교 융합연구팀
  • 건국대 융합연구총괄센터 정근하 교수
  • 승인 2019.10.10 15:11
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한국연구재단의 '학제간융합연구지원사업'이 큰 성과를 내며 주목을 받고 있다. 융합연구 활성화로 대한민국 융합연구의 새지평을 열고 있기 때문이다. 이에 본보는 융합연구 소통의 허브기관인 건국대 융합연구총괄센터(센터장 노영희 지식콘텐츠연구소 소장)를 통해 융합 연구팀의 성과를 집중 조명하고자 한다.

 

▲ 대구대학교 전경.

대구대학교 융합연구팀 연구책임자 하지완교수는 2019년 8월 한국연구재단의 일반공동연구지원사업에 융복합연구에 선정되어 새롭게 융합연구를 진행하고 있다.

과제명은 '의사소통장애인의 조음치료를 위한 한국형 전자구개도의 개발 및 임상 유용성 검증'이다.

연구 목적은 기존의 언어치료방법으로는 효과가 없었던 말소리 장애인과 마비말장애 환자에게 긍정적인 치료효과를 제공할 수 있는 한국형 전자구개도를 개발하여 그 임상적 유용성을 검증하는 연구이다. 

연구 내용은 ▲조음메커니즘 기반의 말소리장애 특성 분석 ▲바이오피드백 기반의 조음치료용 전자기기인 전자구개도를 개발 ▲개발된 전자구개도가 한국어 특성을 반영할 수 있도록 제작 ▲이에 대한 임상적 유용성을 검증하기 위해 일반 아동, 말소리 장애인, 정상 성인, 마비말장애 환자에게 그 활용성을 시험한다.

이 연구를 수행하기 위해 우선 한국어 조음과 언어치료교육 분야의 전문가인 언어병리학자 참여(인문사회적 접근)가 우선적으로 요구되나 전자구개도 기기의 기술적 구현을 위한 의공학자의 참여(공학적 접근), 임상시험과 해부생리학적 접근을 위한 의학자의 참여(의학적 접근) 또한 요구된다.

이 때문에 '의사소통장애인의 조음치료를 위한 한국형 전자구개도의 개발 및 임상 유용성 검증'이라는 본 과제의 성공적 실현을 위해서는 인문사회학과 이공학의 다학제간 융복합연구가 필연적이다.

이에 본 과제에서는 언어병리학, 의공학, 의학 연구자들이 팀을 이루어 연구를 진행한다.

이 연구를 통해 기대되는 효과로는 다음과 같다.

◇ 전자구개도 기술적 활용방안

본 제안연구는 범정부 차원에서 주목받고 있는 다학제간 융복합 연구로, 아동 및 성인 말소리장애의 진단 및 치료에 활용할 수 있는 원천기술 확보가 가능하다.

또 기존 방식과는 다르게 MUX IC 칩을 제어함으로서 임베디드 기술 및 노하우를 확보하고, 이를 통해 임베디드 프로세서 개발을 더욱 효율적으로 진행할 수 있는 새로운 개발방향을 업계에 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

고감도 바탕소자 및 전자구개도 모듈 적용을 통해 말소리장애 진단 및 모니터링 등의 환자중심 치료 서비스 제공이 가능하다.

◇ 전자구개도 기반 언어병리학적 활용

말소리장애 아동의 조음치료에 전자구개도를 활용한 과학적 치료방법과 기존의 언어치료방법으로 효과를 보지 못했던 잔존오류의 말소리장애 청소년 또는 성인의 조음치료에 전자구개도를 활용한 새로운 치료방법 확립이 가능하다.

또 마비말장애 환자의 말운동능력 개선에 전자구개도를 활용한 과학적 치료방법의 확립과 뇌성마비, 청각장애 등 관련 의사소통장애 분야에 전자구개도의 활용 효과 타진, 그리고 삼킴장애와 같은 구어 외적 장애에 전자구개도 활용 가능성 모색이 기대된다.

◇ 학문적 및 사회적 기여도

치료에서 배제되어 왔던 의사소통장애 아동 및 환자에게 적극적인 중재를 시도함으로써 장애가 장기화되는 것을 최대한 막을 수 있다.

도 공학 기반의 언어치료 분야의 활성화를 통해 재활 영역이 보다 전문화 되고 다양화됨에 따라 후속세대 재활 전문가의 영역이 확장될 수 있을 것으로 보인다.

공학, 의학, 언어병리학 분야의 전문가들 및 대학, 연구소, 산업체 연구자들의 협업을 통해 학문과 기관의 폐쇄성을 극복하고 다학제간 융합적 사고를 함양하는 계기를 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

언어병리학, 의학, 공학의 융복합연구를 추진함으로써 학제간 및 분야간 교류를 촉진하여 언어장애와 관련된 학문들에 대한 연구의 폭과 깊이를 넓힐 수 있게 된다.

공학 기반 언어치료 프로토콜 개발로 융합기술의 확산 추진과 언어장애에 대한 다양한 시각과 방법론적 접근을 통합하여 각 분야의 발전을 도모할 뿐 아니라 융합분야의 탄생을 이끌 것으로 기대하고 있다.. 

그리고 이 연구는 앞으로 3년간 다음과 같은 내용으로 연구를 진행해 갈 예정이다.

1차년도에는 ▲기존 아동 및 노인용 언어치료 기기분석 ▲한국어 기반 전자구개도 설계를 위한 기초작업 ▲말소리장애 및 마비말장애에 대한 임상유용성 검증 준비작업 ▲혀의 긴장도 구분을 위한 센서 바탕소자 분석 ▲전자구개도 구조설계 ▲  EMG 근전도 센서를 이용한 구강 운동 특성 분석 ▲얼굴표면 부탁 센서부를 통해 피시험자의 조음에 따른 안면 근육 특성 분석 ▲구강기관에 대한 해부 및 생리학적 구조 분석 등이 진행된다.

2차년도에는 ▲전자구개도 모듈 구현 ▲구강운동 센싱통합모듈 SW 구현 ▲전자구개도에 대한 정상 아동 예비 실험 ▲아동의 한국어 자음산출에 대한 전자구개도의 활용도 검증 ▲연령에 따른 정상 아동 표준화 작업 ▲전자구개도에 대한 정상 성인 예비 실험 ▲성인의 한국어 자음산출에 대한 전자구개도의 활용도 검증 ▲연렁대에 따른 정상 성인 표준화 작업 ▲PC 기반 혀 위치검출 자가진단 UI 연구 ▲전자구개도 적용을 위한 End user 요구사항 분석 등이다.

3차년도에는 ▲통합 모듈WA 최적화 ▲전자파 신뢰성 평가 ▲통합모율 동작 신뢰성 평가 ▲말소리장애 아동 및 마비말장애 환자에게 전자구개도 활용 ▲전자구개도를 이용한 말소리장애 및 마비말장애 치료 ▲말소리장애와 마비말장애에서 전자구개도의 임상적 유용성 검증 ▲기타 발달성 및 후천성인 의사소통장애에 전자구개도 활용 가능성 모색 ▲전자의료기기 규격에 적합한 환경신뢰성 평가 검증 등이 이뤄진다.

이에 대구대학교 융합연구팀의 활발한 연구 활동을 기대해 본다.

◇ 학제간융합연구사업과 융합연구총괄센터는

학제간융합연구사업은 인문학과 사회과학의 상상력과 통찰력, 예술적 창조성, 과학적 합리성 등을 융합하여 복잡한 사회문제의 창조적이고 합리적인 해결 방안을 마련한다. 또한 학제간 융합 전문가 네트워크 및 커뮤니티 구축으로 학문간 경계를 넘어선 창조적 연구성과 창출과 인문학 · 사회과학과 과학기술의 융합을 통해 사회문제 진단 및 합리적 해결 방안을 제시하는데 목적이 있다. 융합연구총괄센터는 한국연구재단 학제간융합지원과제 연구팀을 대상으로 융합연구의 활성화와 네트워킹, 성과 공유를 목적으로 운영되고 있다. 특히 다양한 분야의 학자들이 모여 학제간 융합연구를 활성화 하기 위해 주기적으로 세미나, 컨퍼런스, 포럼, 콜로키움을 주관하고 있다.

건국대 융합연구총괄센터 정근하 교수  chrissociology@gmail.com

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