어떻게 사운드 분석이 도시가 소음 공해를 해결하는 것을 도울 수 있을까요?
소음 공해의 주요 원인
소리는 우리 주변에서 발생하는 아주 자연스러운 것입니다. 하지만 소리가 원치 않는데도 들린다던가, 너무 크다면 이는 소음 공해로 이어집니다. 소음 공해는 인간과 다른 유기체의 건강과 웰빙에 영향을 줄 수 있는 원치 않는 짜증 요소입니다.
소리는 데시벨이라는 단위로 측정됩니다. 40~60데시벨 사이라면 받아들일 수 있는 정도의 소리로 분류되지만, 그 이상이라면 소음으로 간주합니다. 적당한 수준 이상의 소리는 소음 공해로 간주하며, 85데시벨 이상의 소리는 사람의 귀에도 영향을 줄 수 있습니다.
대표적으로 소음으로 분류되는 소리는 다음과 같습니다: 교통 소음 (70데시벨), 잔디 깎기 (90데시벨), 지하철 소리 (90~115데시벨), 차 경적 (100데시벨). 도시에서 들을 수 있는 다른 소음이라고 하면 길가에서 들리는 큰 음악 소리나 혹은 건물 공사 소리 정도가 있겠네요.
소음 공해는 우리 생각보다 훨씬 더 위험 합니다.
소음 공해는 공중위생에 영향을 줄 수 있는 환경적 위협 중 하나로 분류됩니다. WHO (세계보건기구)에서는 소음을 과소 평가된 위협 중 하나로 보는데 이는 우리의 건강에 단기, 장기적인 영향을 줄 수 있기 때문입니다. 가장 빈번하게 일어나는 문제 중 하나는 난청입니다. 큰 소리에 계속 노출이 된다면 고혈압, 심장병, 불면증, 스트레스 등의 질병을 겪을 수 있습니다. 이런 건강상의 문제는 모든 나이대에 발생할 수 있으며, 특히나 어린이들에게 많은 영향을 줄 수 있습니다.
시끄러운 공항이나 길거리 근처에 사는 아이의 경우 스트레스와 기억 장애, 주의력 결핍, 독해 능력에 있어 문제를 겪는 빈도가 높은 것으로 밝혀졌습니다.
유럽 연합에서만, 1조 명 이상의 사람들이 대중교통과 비행기로 인한 위험한 수준의 소음을 겪고 있습니다. 환경 소음과 특정 건강상 질병이 연관성이 있다는 것에 대한 증거가 밝혀졌고, 소음 공해를 개선하기 위한 원인을 줄이기 위한 법안 발의가 2021년 5월에 유럽 연합 집행 기관에서 되었습니다.
어떻게 소음이 있다는 것을 어떻게 증명할 수 있을까요?
정책입안자들과 당국은 심각성을 인지하고는 있으나, 소음에 대한 모니터링 방법을 모색하기 어렵기에 소음 감소는 쉽지 않았습니다.
주택가에서 소음의 발생 원인(예를 들어 공장 혹은 공항)을 확인할 수 있는 소음 측정을 하는 방식에 대한 필요성이 있었습니다. 그러나 외부에서 들리는 다른 소리도 있었고, 소리를 녹음했다고 해도 보통은 다른 여러 소리가 섞여 어떤 소리를 녹음했는지 알기 어려웠습니다: 바람이 불거나, 차나, 새가 지저귀는 등 방해요소는 많았습니다.
유효성 문제도 불거졌습니다: 대부분의 소음 측정기들이 소음의 수준만 확인할 수 있어 유효성을 측정하는 게 불가능했습니다. 사람들이 어떻게 소음 측정기 바로 옆에서 100데시벨의 소리로 짖고 있는 강아지와 100피트 떨어진 곳에서 운행 중인 비행기의 소리를 구별 할 수 있겠어요? 본 녹음 소스에서 소음을 분리하는 한 가지 방법은 모든 샘플들을 다 들은 후에 필요 없는 부분을 삭제하는 것입니다.
또한 법률 위반과 법적 책임에 대한 책임 소재가 불분명했기에 법률 집행은 날이 갈수록 실용성이 사라졌습니다.
머신러닝을 곁들인 소음 모니터링이 가능한 인공지능 만들기
수동으로 해야 하는 상당 부분의 일을 소리 식별 기술을 이용해 자동화 할 수 있습니다. 머신 러닝 모델에 소리를 들려주면 모델이 개 짖는 소리, 차 경적 등으로 소리를 분류해줍니다.
Cochl에서는 비슷하게 분류된 녹음 소리를 모델 학습 데이터로 사용하여 임의의 시나리오에 대한 정교하게 소음을 분석하고 분류해서, 학습할 수 있는 알고리즘을 개발하고 있습니다. 도시 전역에 배치된 센서 네트워크를 통해 카메라, 네트워크 오디오 또는 가로등 아래 장치에 통합해 설치할 수 있는 Cochl의 솔루션은 지속적으로 타겟으로 하는 소음을 듣고 어떤 소음인지 분석해냅니다.
더 나아가서, 지속해서 소리를 포착하고 저장해나가는 부분에 대한 프라이버시 문제의 경우 분석과 처리에 필요한 모든 연산은 장치를 통해서만 수행되고 원천 데이터가 아닌 분석된 결과만 전달하는 방법으로 해소해나갈 수 있습니다.
도시 수준에서 어떤 것들을 측정해야 할까요?
환경 소음에 대한 정량적 측정을 기반으로, 정책 입안자들은 소음 완화 조치를 실행하기 위한 계획을 구체적으로 세울 수 있습니다. 소음 완화 조치의 경우에는 도시의 거리를 주거 지역에서 멀어지도록 도시를 재설계하거나, 방음벽이나 난간 등을 설치해 장기적으로 주거민들의 삶의 질을 올릴 수 있습니다.
예를 들어 스위스의 경우 전국적으로 소음 경감 조처를 하고 있습니다. 가령 전략적으로 우선순위를 정해 소음완화장치를 하고, 거주 지역 개발 시 조용한 휴양지에 대해 홍보를 한다거나 소음 측정 및 사람들의 인식 개선 등이 포함됩니다.
소음 모니터링은 법을 위반한 것으로 의심되는 개개인을 발견하고, 제지함으로써 법 집행에 많은 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 너무 가속하는 바람에 도로에 스키드 마크를 내 거나 도시 내에서 공회전한다던가 혹은 너무 음악을 크게 트는 사람들을 잡아낼 수 있는 거죠.
총격이나 사람들의 비명이나 혹은 유리 깨지는 소리 등 응급 상황을 탐지해 공공 안전을 지키기 위해 소리를 모니터링하는 도시들의 사례가 늘어나고 있습니다. 위급 상황에서 소음 공해 감소나 법 집행까지 그 범위를 확장하면서 스마트 도시에서의 머신 리스닝 사용 사례가 점점 더 늘어날 것을 기대하고 있습니다.