다이슨 공기 정화 헤드폰 다이슨 존(Dyson Zone™) 공개, 정화된 공기와 깨끗한 음질의 오디오를 동시 선사

글로벌 기술 기업 다이슨이 공기 정화 헤드폰 '다이슨 존(Dyson Zone™)'을 공개하며 웨어러블 기술을 향한 첫걸음을 내디뎠다.  

다이슨 존은 노이즈 캔슬링과 원음에 충실한 하이파이(high fidelity) 사운드를 지원하는 오버이어(over-ear) 형태의 헤드폰으로, 귀에는 몰입형 사운드를 전달하는 동시에 코와 입으로는 정화된 공기 흐름을 제공한다. 

다이슨이 10년 이상 진행해 온 공기 질 연구 및 개발의 결실인 다이슨 존 공기 정화 헤드폰은 공기 오염과 소음 공해라는 도시의 주요 문제를 한 번에 해결할 수 있도록 지원한다.

다이슨 존을 착용한 제이크 다이슨(Jake Dyson) 

도시에 거주하는 세계 인구수가 계속 증가함에 따라 세계보건기구(WHO)는 전 세계 인구 10명 중 9명이 WHO의 오염 물질 기준치를 초과하는 공기를 마시고 있다고 발표한 바 있다. 코로나19 팬데믹으로 대기 오염 물질인 이산화질소(NO2)의 농도가 감소했던 도시들 중 일부는 빠르게 보통 수준으로 회복했으며, 전 세계의 많은 도시에서 코로나19 팬데믹 이전보다 더 많은 이산화질소 수치가 기록된 것으로 나타났다. 또한, 유럽 인구의 약 20%인 1억 명 이상이 WHO 기준치 이상의 소음에 장기간 노출된 것으로 추정된다. 

다이슨의 수석 엔지니어 제이크 다이슨(Jake Dyson)은 “대기 오염은 전 세계적인 문제로, 집, 학교, 직장에 있거나, 자전거, 대중교통, 자가용 등 이동 수단을 이용할 때도 언제나 영향을 미친다. 다이슨 존™은 이동 중에 사용자가 호흡하는 공기를 정화해 준다. 또한, 일반적인 마스크와 달리 얼굴에 직접 닿지 않고, 고성능 필터와 2개의 소형 에어 펌프를 사용해 신선한 공기를 전달한다. 6년간의 개발 끝에 정화된 공기와 깨끗한 음질의 오디오를 어디서나 제공할 수 있게 돼 매우 기쁘다”고 전했다.

6년이란 시간과 500개의 프로토타입을 통해 개발된 다이슨 존

다이슨 존 공기 정화 헤드폰은 다이슨이 공기 흐름, 필터레이션, 모터 기술 분야에서 30년간 쌓아온 전문성과 실내외 공기 질에 대한 깊은 이해가 집약된 제품이다. 각 이어컵의 컴프레서는 듀얼 레이어 필터를 통해서 공기를 빨아들이고, 비접촉식 바이저(visor)를 통해 두 개의 정화된 공기 흐름을 사용자의 코와 입으로 분사한다. 바이저 상하단의 날개는 정화된 공기 흐름이 코와 입 가까이에 분사되고, 외부의 바람에 의해 영향받는 것을 최소화할 수 있도록 돕는다. 

다이슨 존은 첨단 액티브 노이즈 캔슬링(ANC)과 낮은 왜곡, 중립적인 주파수 응답으로 풍부한 몰입형 오디오를 제공하여 창작자의 의도대로 음악 또는 오디오를 충실하게 재현하며, 원치 않는 도시 소음으로부터의 자유를 제공한다.

당초 스노클 같은 형태의 마우스피스와 모터 및 내부 부품을 담을 수 있는 백팩으로 구성됐던 다이슨 존 은 6년의 개발 기간을 거쳐 발전했다. 500개 이상의 프로토타입을 거친 결과, 처음에는 목 뒷부분에 위치했던 한 개의 모터가 각 이어컵에 하나씩 내장된 두 개의 컴프레서가 되고, 스노클 형태의 마우스피스는 얼굴 접촉 없이 완전히 새로운 방식으로 정화된 공기를 전달하는 효과적인 비접촉식 바이저로 진화했다. 

접촉식 마스크가 가져오는 불편함을 해소하기 위해 비접촉식 솔루션을 개발하는 것은 다이슨 엔지니어들에게 필수적인 과제였다. 이번 개발에 있어 바이저는 매우 중요한 요소인데, 정화된 공기를 전달하는 데 있어 바이저의 설계와 공기 흐름 경로가 핵심이기 때문이다. 바이저의 기하학적 구조와 두 개의 제트 기류를 분산시키는 중앙의 메시(mesh)는 필터에서 나온 정화된 공기가 사용자의 얼굴형에 따라 코와 입으로 효과적으로 전달되도록 한다. 다이슨 엔지니어들은 기존의 테스트 방식에서 벗어나 의학용 기계식 폐와 센서 장비를 장착하여 호흡이 가능한 인체 모형을 제작했다. 이 모형은 통제된 챔버 안에서 사람의 호흡 패턴과 유사하게 오염 물질을 들이마시는데, 이후 코와 목 안의 오염 정도를 측정하여 입자의 필터레이션 효과를 판단한다. 

이어컵 내의 정밀하게 제작된 컴프레서는 헤드폰의 제한된 공간에 맞도록 지능적으로 설계된 듀얼 레이어 필터를 통해서 공기를 흡입한다. 음전하를 띤 정전식(electrostatic) 필터는 알레르기 유발 물질과 차량, 산업 및 건설 현장 등에서 발생하는 미세먼지를 제거하고[5], 포타슘(potassium) 농축 탄소 레이어는 이산화질소, 이산화황(SO2)과 같은 가스를 제거한다.[6] 컴프레서는 비접촉 바이저를 통해 정화된 공기를 사용자에게 전달하는데, 유연하게 움직이는 바이저와 바이저의 날개가 공기의 흐름을 사용자의 코와 입으로 보낼 수 있도록 한다.

과학적인 접근

오디오 분야에 처음 진출하는 다이슨 엔지니어들은 흔히 사용되는 '골든 리스너' 방법 대신 과학적인 접근 방식을 택했다. 다이슨의 오디오 엔지니어 및 어쿠스틱 전문가 팀은 계량적 분석에 의한 오디오 엔지니어링을 추구하며, 동시에 광범위한 듣기 테스트도 함께 실시했다. 그 결과, 깨끗하고 풍부한 음질의 오디오와 향상된 노이즈 캔슬링 성능을 갖출 수 있었다. 웨어러블 기기의 공간적 제약에도 불구하고 다이슨 엔지니어들은 각 이어컵 안에 장착할 수 있는 고성능 네오디뮴(neodymium) 전기 음향 시스템을 개발했다. 넓은 주파수 반응, 정밀한 좌우 밸런스 그리고 사람의 귀로 감지할 수 없는 수준의 왜곡을 통해 아티스트 또는 창작자가 의도한 대로 사운드를 충실하게 재현한다.

자동 생성된 설명다이슨 엔지니어들은 문제 해결 과정을 통해 첨단 노이즈 캔슬링 시스템을 개발했다. 고유의 마이크 배열을 통한 액티브 노이즈 캔슬링 기능과 수동 감쇠를 통해 원치 않는 주변 환경 소음과 모터음을 감소시켜 집, 직장 및 이동 중에 향상된 노이즈 캔슬링 성능을 선사한다. 크고 각진 이어쿠션이 사용자의 귀 주위를 감싸며, 이어쿠션의 폼 밀도와 헤드밴드 밀착감은 착용 시의 편안함과 최적의 노이즈 캔슬링을 모두 고려하여 특별히 설계됐다. 

편안함을 위한 엔지니어링

다이슨 엔지니어들은 다이슨 최초의 웨어러블 기기를 개발하며 편안함에 대해 새로운 방식으로 고민했다. 모든 사람의 두상은 다르기 때문에 머리와 얼굴의 기하학적 구조에 대한 상세한 연구를 통해 엔지니어들은 다이슨 존™ 공기 정화 헤드폰이 다양한 형태의 머리 위에 어떻게 얹어져 있고 움직이는지 측정할 수 있었으며, 헤드밴드의 밀착 정도, 바이저의 기하학적 구조 및 소재, 헤드폰의 조절 정도 등을 확인할 수 있었다. 

다이슨 존™은 말안장의 형태와 디자인에서 영감을 받아 제품의 무게가 머리 위가 아닌 옆쪽에 분산되도록 설계됐다. 말안장은 일반적으로 말의 척추 위로 휘어져서 등뼈의 왼쪽과 오른쪽 부분에 접촉되어 하중을 분산시키는데, 이러한 원리가 헤드밴드의 중앙 쿠션에 적용됐다. 

이어쿠션의 개발은 착용 시의 편안함, 머리 위에서의 안정성, 수동 감쇠 등의 세 가지 이유에서 중요하다. 이어쿠션에 폼을 사용하는 것은 당연하지만, 다이슨 엔지니어들은 머리에 전달되는 압력에 영향을 미치는 폼의 밀도, 압축률, 스프링 백(spring-back) 비율 등을 고려해 최적의 소재를 선택하기 위한 다양한 폼 구성을 심도 있게 연구했다. 최적의 폼을 선택할 때에는 편안함과 귀에 착용했을 때의 안정성은 물론, 음향적인 이점을 고려한 균형을 맞추는 것이 중요했다. 폼이 귀 주변을 딱 맞게 감싸면 접점이 커져 차폐력이 향상되고 귀로 유입되는 추가적인 도시 소음을 완화할 수 있다. 다이슨 존™의 쿠션은 편안함과 감쇠를 모두 고려해 기존 이어쿠션보다 납작하게 만들어졌으며, 쿠션은 귀의 각도에 맞춰 각이 져있어 최적의 편안함을 선사한다. 

전 세계 엔지니어들의 노력

다이슨 존 공기 정화 헤드폰의 개발에는 영국, 싱가포르 등 다양한 지역의 다이슨 엔지니어들이 함께 참여했다. 연결된 제품 경험과 지능적이고 의미 있는 공기 오염 및 소음 추적 기능을 위해 앱의 개발과 통합 또한 중요한 과정이었다. 또한, 다이슨 존™ 공기 정화 헤드폰은 사용자가 휴대하는 제품이라는 특성상 견고성과 내구성이 핵심이다. 따라서 모든 다이슨 제품과 마찬가지로 다이슨 존™은 온도 제어 챔버, 낙하 테스트, 소재 및 직물 마모 테스트, 버튼 견고성 등 다양한 극한의 테스트를 거쳤다. 특히 다이슨 말레이시아 기술 개발 센터(Dyson Malaysia Development Centre)의 전문 테스트 엔지니어 팀은 지역의 지리적 특성을 이용해 비교적 따뜻한 기후와 높은 습도에서도 제품의 성능을 테스트할 수 있었다. 

다이슨 존 공기 정화 헤드폰은 2022년 가을부터 다이슨 데모 스토어 및 다이슨 공식 웹사이트를 통해 일부 국가에 출시될 예정이며, 국내 출시 일정은 미정이다.