KR101083703B1 - 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템 - Google Patents

이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101083703B1
KR101083703B1 KR1020090084265A KR20090084265A KR101083703B1 KR 101083703 B1 KR101083703 B1 KR 101083703B1 KR 1020090084265 A KR1020090084265 A KR 1020090084265A KR 20090084265 A KR20090084265 A KR 20090084265A KR 101083703 B1 KR101083703 B1 KR 101083703B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
student
mobile robot
unit
data
information
Prior art date
Application number
KR1020090084265A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110026557A (ko
Inventor
신경철
박성주
현은자
윤현민
연혜민
박현경
장시경
Original Assignee
주식회사 유진로봇
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 유진로봇 filed Critical 주식회사 유진로봇
Priority to KR1020090084265A priority Critical patent/KR101083703B1/ko
Publication of KR20110026557A publication Critical patent/KR20110026557A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101083703B1 publication Critical patent/KR101083703B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/20—Education
    • G06Q50/205—Education administration or guidance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K17/00—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 학생DB와 이에 접속하여 정보데이터를 활용하는 이동로봇을 통해 교육환경 내에서 학생에게 개별화된 다양한 교육컨텐츠의 서비스제공이 가능한 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 교육환경 내에 배치되며 출석기능과 감정상태 체크기능 및 호명, 학습기능 등을 수행하는 이동로봇과 상기 이동로봇과 데이터통신 가능하며 특정 학생들의 정보데이터가 저장된 관리서버를 구성함으로써 학생DB에 실시간으로 접속하는 이동로봇에 의해 개별화된 다양한 서비스 제공이 보다 효과적으로 구현 가능한 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템에 관한 것이다.
이에 따라 이동로봇이 교육환경 내에서 교사의 업무의 일부를 분담가능함과 동시에 로봇의 외양이 일반적인 기기가 아닌 의인화가 되어 있는 외양을 가지고 있기 때문에 유아들이 로봇을 자연스럽게 의인화하여 인식함으로써 교육적 효과가 증대되며, 학생 특히 유아에게 출석시마다 자신의 감정상태를 루틴하게 평가하도록 함으로써 정서적 유능감을 키울 수 있는 효과가 있고, 로봇이 이동성이 있기 때문에 루틴하게 수행해야 하는 기본 활동들을 교사가 원하는 곳에 또는 필요한 위치에 자유롭게 배치하여 수행하도록 할 수 있으며, 이동로봇이 학생들의 지난 기록들을 모두 저장하고 있기 때문에 유아들에게 저장된 정보를 바탕으로 습관을 지키도록 독려 가능한 효과가 있다.
이동로봇, 교육, 학생DB, 관리서버, HRI, 상호작용, 출결관리, 호명

Description

이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템{Education System Capable of Interaction Between Mobile Robot and Students}
본 발명은 학생DB와 이에 접속하여 정보데이터를 활용하는 이동로봇을 통해 교육환경 내에서 학생에게 개별화된 다양한 교육컨텐츠의 서비스제공이 가능한 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 교육환경 내에 배치되며 출석기능과 감정상태 체크기능 및 호명, 학습기능 등을 수행하는 이동로봇과 상기 이동로봇과 데이터통신 가능하며 특정 학생들의 정보데이터가 저장된 관리서버를 구성함으로써 학생DB에 실시간으로 접속하는 이동로봇에 의해 개별화된 다양한 서비스 제공이 보다 효과적으로 구현 가능한 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템에 관한 것이다.
일반적으로 학원, 놀이방, 유치원, 초등 학교 등에는 원생 또는 학생들의 출석관리 및 수업 중 호명과정을 담당교사가 하고 있으나, 어린이 특히 유아의 경우 담당교사의 관리 및 주의가 더욱 요구되므로 출석관리 및 수업 중 호명과정이 하나의 큰 업무로 비중을 차지한다.
아울러 일반적으로 출석관리는 출석부 등의 책자에 당일의 출석여부를 체크하여 기록함에 따라 월별 또는 년도별 관리 및 다양한 통계자료의 산출이 힘들며, 학부모에게 이러한 자료의 제공 또한 용이하지 않다.
따라서, 유아 또는 어린이를 감독 및 교육하는 담당 교사의 업무 부담을 줄이고, 당일의 출석여부 확인은 물론 다양한 통계자료 산출이 가능한 출석관리가 용이하며, 온라인을 통한 학부모의 접근이 용이한 교육시스템의 개선이 요구된다.
또한 단순히 출석여부 확인 및 출석관련 데이터의 관리가 아니라 출석관련 데이터를 분석하고 이에 따른 결과 데이터를 통해 결석 어린이에게 "몸은 괜찮니?" 라고 출석여부 확인시에 인사말을 하는 등 다양한 활용 형태의 제안이 필요하다.
아울러 출석관리 및 호명과정 이외에 출석관리 데이터를 활용하여 어린이별로 간단한 질문을 하고 이에 대한 응답과정을 통해서 학습 컨텐츠를 수행하는 활용 형태도 가능할 것이다.
따라서 교사의 업무 부담을 줄이고 유아 또는 어린이에게 로봇에 대한 호기심을 유발하여 학습 효과를 증진시키기 위해 학생DB를 이용한 로봇과의 대화수행을 통해서 상호작용이 가능한 이동로봇을 통한 교육시스템의 제안이 필요하다.
본 발명은 교육환경 내에 배치되며 출석기능과 감정상태 체크기능 및 호명, 학습기능 등을 수행하는 이동로봇과 상기 이동로봇과 데이터통신 가능하며 특정 학생들의 정보데이터가 저장된 관리서버를 구성함으로써 학생DB에 실시간으로 접속하는 이동로봇에 의해 개별화된 다양한 서비스 제공이 보다 효과적으로 구현 가능한 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
일정 장소 내에 위치하여 특정 학생들의 출결여부 또는 감정상태에 대한 데이터를 입력받는 이동로봇과; 상기 이동로봇과 데이터 통신가능하며 이동로봇의 요청에 따라 학생DB를 호출하여 학생DB에 저장된 학생정보데이터를 이동로봇으로 전송하거나 업데이트를 위해 이동로봇으로부터 특정 학생들에 대한 학생정보데이터를 전송받아 이를 학생DB에 저장하는 관리서버와; 상기 관리서버와 데이터 통신가능하며 학생을 등록하거나 특정 학생의 학생정보데이터를 입력하여 이를 관리서버로 전송하는 관리자 단말기;를 포함하여 구성되며 상기 이동로봇은 학생으로부터 학생 이름 또는 감정상태를 포함하는 선택정보를 입력받거나 RFID 태그정보를 입력받는 입력부와, 음성출력수단 및 영상출력수단을 가지는 출력부와, 입력부로부터 전송받는 선택정보 또는 RFID 태그정보를 통해 학생의 출결여부를 판단하고, 감정상태에 따라 설정된 대화과정을 수행하며 관리자 단말기의 요청 또는 설정에 따라 출석한 학생을 호명하는 제어부와, 관리서버와 데이터 통신이 가능하도록 하는 통신모듈을 포함하여 구성된다.
여기서 상기 제어부는 상기 관리서버의 학생DB로부터 설정된 시간별로 학생정보데이터를 실시간 입력받아 이를 저장하거나 출결여부 결과데이터 또는 감정상태 입력데이터를 학생DB로 전송하는 메모리부와, 상기 입력부로부터 선택정보 또는 RFID 태그정보를 입력받아 출결여부를 판단하고 출석시 설정된 판단상황별로 음성 또는 영상출력 데이터를 선정하여 출력부로 이를 출력하는 출석수행부와, 상기 입력부로부터 전송받는 감정상태에 따라 특정 학생의 감정상태를 인식하고 감정상태별로 설정된 대화를 실행하는 감정대응부와, 상기 관리자 단말기의 요청 또는 설정에 따라 상기 메모리로부터 출석한 것으로 판단되는 학생들을 호명하는 호명수행부를 포함하여 이루어진다.
또한 상기 출석수행부는 상기 입력부로부터 선택정보 또는 RFID 태그정보를 입력받아 출결여부를 판단하고 출석시 메모리부로부터 해당 학생정보데이터를 전송받아 대응유형을 판단하는 상황판단부와, 상기 상황판단부의 판단데이터를 통해 상황별 음성 또는 영상출력 데이터가 선정되어 출력부로 이를 전송하는 출력선정부를 포함하여 이루어지며, 상기 감정대응부는 상기 입력부로부터 전송받는 감정상태에 따라 특정 학생의 감정상태를 인식하는 감정인식부와, 감정상태별로 설정된 대화를 실행하는 대화실행부 및 실행하는 대화에 따라 음성 또는 영상출력 데이터가 선정되어 출력부로 이를 전송하는 출력선정부를 포함하여 이루어진다.
아울러 상기 호명수행부는 상기 관리자 단말기의 요청 또는 설정에 따라 상 기 메모리로부터 출석한 것으로 판단되는 학생들의 데이터를 전송받아 설정된 유형으로 호명하는 호명설정부와, 실행되는 호명에 따라 음성 또는 영상출력 데이터가 선정되어 출력부로 이를 전송하는 출력선정부를 포함하여 이루어지며, 상기 제어부에는 상기 메모리부로부터 학습에 필요한 컨텐츠를 채택, 호출하는 컨텐츠선정부와, 이를 음성 또는 영상출력 데이터 형태로 선정하여 이를 출력부로 전송하는 출력선정부를 포함하여 이루어지는 학습수행부가 더 설치될 수 있다.
또한 상기 교육시스템은 상기 관리서버와 데이터 통신 가능하며 학생에 대한 감정상태를 포함하는 특정정보를 관리서버로 전송하며, 특정학생의 출결여부를 포함하는 학생정보데이터를 요청에 따라 관리서버로부터 전송받는 학부모 단말기가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면 이동로봇이 교육환경 내에서 교사의 업무의 일부를 분담가능함과 동시에 로봇의 외양이 일반적인 기기가 아닌 의인화가 되어 있는 외양을 가지고 있기 때문에 유아들이 로봇을 자연스럽게 의인화하여 인식함으로써 교육적 효과가 증대된다.
또한 학생 특히 유아에게 출석시마다 자신의 감정상태를 루틴하게 평가하도록 함으로써 정서적 유능감을 키울 수 효과가 있으며, 이는 특히 의인화 기제가 없는 컴퓨터에서보다 이동로봇을 이용할 경우에 훨씬 효과가 증대된다.
또한 본 발명에 따른 로봇이 이동성이 있기 때문에 루틴하게 수행해야 하는 기본 활동들을 교사가 원하는 곳에 또는 필요한 위치에 자유롭게 배치하여 수행하 도록 할 수 있으며, 이동로봇이 학생들의 지난 기록들을 모두 저장하고 있기 때문에 유아들에게 저장된 정보를 바탕으로 습관을 지키도록 독려 가능한 효과가 있다.
아울러 이동로봇을 교육환경 내에 배치하여 이용함으로써 유아 또는 어린이의 과학적 호기심을 자극하고 개별화된 다양한 서비스 제공이 가능하며, 디스플레이 방식에 놀이적 요소를 가미함으로써 흥미를 유발할 수 있고, 다양한 입력 방법 및 HRI를 활용함으로써 유아들이 재미를 느낄 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 교육시스템에 대해 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 교육시스템의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 이동로봇의 내부 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 3은 이동로봇의 출결기능과 감정대응기능의 수행예를 나타내는 도면이며, 도 4는 이동로봇의 호명기능의 수행예를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 교육시스템(1000)은 크게 일정 장소 내에 위치하여 특정 학생들의 출결여부 또는 감정상태에 대한 데이터를 입력받는 이동로봇(100)과, 상기 이동로봇(100)과 데이터 통신가능하며 이동로봇(100)의 요청에 따라 학생DB(210)를 호출하여 학생DB(210)에 저장된 학생정보데이터를 이동로봇(100)으로 전송하거나 업데이트를 위해 이동로봇(100)으로부터 특정 학생들에 대한 학생정보데이터를 전송받아 이를 학생DB(210)에 저장하는 관리서버(200)와, 상기 관리서버(200)와 데이터 통신가능하며 학생을 등록하거나 특정 학생의 학생정보데이터 를 입력하여 이를 관리서버(200)로 전송하는 관리자 단말기(300)로 구성된다.
여기서 상기 이동로봇(100)은 이더넷 망을 포함하는 통신망에 접속되어 다른 통신 서버에 접속할 수 있으며, 자동 맵핑기능을 포함하는 구동부가 탑재되어 설정에 따라 이동 목표지점을 선택하여 해당 지점으로 이동가능한 로봇이다.
본 발명에 따른 이동로봇(100)은 특징적인 기능이 학교, 유치원 등의 교육장소에서 교사와 같은 관리자의 업무부담을 덜어주고, 학생 특히 호기심과 친근감이 많은 유아 또는 어린이에게 교육에 대한 기피감을 제거하여 효과적인 교습이 되도록 하는 것이므로, 배치구역 및 행동반경은 교육장소 내에 주로 한정될 것이다.
이러한 이동로봇(100)은 학생으로부터 학생 이름 또는 감정상태를 포함하는 선택정보를 입력받거나 RFID 태그정보를 입력받는 입력부(110)와, 음성출력수단(121) 및 영상출력수단(122)을 가지는 출력부(120)와, 입력부(110)로부터 전송받는 선택정보 또는 RFID 태그정보를 통해 학생의 출결여부를 판단하고, 감정상태에 따라 설정된 대화과정을 수행하며 관리자 단말기(300)의 요청 또는 설정에 따라 출석한 학생을 호명하는 제어부(130)와, 관리서버(200)와 데이터 통신이 가능하도록 하는 통신모듈(140)로 구성된다.
여기서 상기 입력부(110)는 출석하는 학생들의 학생 정보를 입력받기 위해 구비되는데, 이러한 입력 정보 형태는 학생이 직접 이동로봇(100)의 터치스크린과 같은 입력가능한 디스플레이수단에 본인의 이름 또는 사진 등을 입력하거나 선택하도록 함으로써 이루어지는 터치입력부(112)와 학생이 소지하고 있는 RFID 태그와 이동로봇(100)에 이를 인식할 수 있도록 구비되는 RFID 리더(111) 형태가 있다.
이외에도 입력 가능한 형태로 사전에 저장된 얼굴 윤곽 특징이나 홍채, 지문정보를 통해 출석한 학생의 얼굴, 홍채, 지문 등의 정보를 스캐닝하여 이를 비교함으로써 출석한 학생 정보를 검출할 수도 있을 것이다.
본 발명에서는 이러한 입력부(110)의 실시형태를 터치입력부(112)와 RFID 리더(111)로 개시하였으나, 전술한 바와 같이 얼굴 윤곽 특징, 홍채, 지문 등의 스캐닝 정보 또는 음성인식을 통한 학생의 본인 호명 소리를 분석하여 입력받을 수 있어 본 발명에 개시된 입력부(110)의 형태에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 출력부(120)는 음성출력수단(121)과 영상출력수단(122)을 통해 학생 또는 관리자에게 출력정보를 제공하기 위해 마련되는데, 이러한 음성출력수단(121)으로는 스피커가 바람직하며, 영상출력수단(122)으로는 입, 출력이 동시에 가능한 터치스크린(122), LCD 등이 가능할 것이다.
한편 통신모듈(140)은 관리서버(200)와 이더넷 망 등의 통신망을 통해 데이터 통신이 가능할 수 있도록 구비되는데, 이러한 통신모듈(140)의 데이터 통신 형태는 현재 공지된 모든 통신 형태가 다 적용될 수 있음은 물론이다.
또한 상기 제어부(130)는 전술한 입력부(110) 및 출력부(120), 통신모듈(140)의 각 구성부를 제어하고 본 발명에 따른 출석 여부, 감정상태에 따른 대응, 호명기능 등을 수행하기 위해 마련되는데, 이를 위한 제어부(130)의 구성은 상기 관리서버(200)의 학생DB(210)로부터 설정된 시간별로 학생정보데이터를 실시간 입력받아 이를 저장하거나 출결여부 결과데이터 또는 감정상태 입력데이터를 학생DB로 전송하는 메모리부(131)와, 상기 입력부(110)로부터 선택정보 또는 RFID 태그 정보를 입력받아 출결여부를 판단하고 출석시 설정된 판단상황별로 음성 또는 영상출력 데이터를 선정하여 출력부로 이를 출력하는 출석수행부(132)와, 상기 입력부(110)로부터 전송받는 감정상태에 따라 특정 학생의 감정상태를 인식하고 감정상태별로 설정된 대화를 실행하는 감정대응부(133)와, 상기 관리자 단말기(300)의 요청 또는 설정에 따라 상기 메모리부(131)로부터 출석한 것으로 판단되는 학생들을 호명하는 호명수행부(134)와, 상기 메모리부(131)로부터 학습에 필요한 컨텐츠를 채택, 호출하여 이를 음성 또는 영상출력 데이터 형태로 선정하고 출력부로 전송하는 학습수행부(135)로 이루어진다.
여기서 상기 메모리부(131)는 관리서버(200)의 학생DB(210)로부터 설정된 시간 또는 관리자 단말기(300)의 명령에 따라 학생정보데이터를 호출하여 이를 전송받고 저장하며, 이동로봇(100)의 입력부(110) 또는 제어부(130)의 저장 요청에 따라 출석 정보, 감정정보 등을 저장하고 이를 설정된 시간 또는 관리자 단말기(300)의 명령에 따라 학생DB(210)로 전송하도록 한다.
이러한 메모리부(131)는 학생정보데이터 외에 학습수행부(135)에서 필요한 학습 컨텐츠 등의 데이터 또한 관리서버(200)의 학생DB(210)로부터 제공받게 된다.
상기 출석수행부(132)는 출결여부를 판단하고 출석시 이동로봇(100)과 학생 간의 상호작용을 수행하기 위해 구비되는데, 이러한 출석수행부(132)는 상기 입력부(110)로부터 선택정보 또는 RFID 태그정보를 입력받아 출결여부를 판단하고 출석시 메모리부(131)로부터 해당 학생정보데이터를 전송받아 대응유형을 판단하는 상황판단부(132a)와, 상기 상황판단부(132a)의 판단데이터를 통해 상황별 음성 또는 영상출력 데이터가 선정되어 출력부로 이를 전송하는 출력선정부(132b)로 구성된다.
여기서 상기 상황판단부(132a)와 출력선정부(132b)는 출석 시 출석한 학생의 정보가 파악되면 해당 학생의 이름을 호명하며 "ㅇㅇ야 반가워", "ㅇㅇ야 어서와" 등의 인사말이 선정되어 출력되도록 하는데, 특이 사항이 있는 경우, 즉 오늘이 학생의 생일이거나 전날 지각 또는 결석을 하였다거나 몸상태가 안좋았다는 등의 특별한 상황 정보가 있으면 상황판단부(132a)에서 특별 상황임을 판단하여 출력선정부(132b)를 통해 특별히 칭찬하거나 걱정하는 등의 특별 인사가 이루어지도록 한다.
이러한 이동로봇(100)의 인사 행위는 "나를 알아주는 로봇"의 컨셉에 해당하는 것으로 로봇이 자신을 알아줄 때 유아는 로봇에 대하여 보다 친근감을 가지고 유대감을 가지게 되는 것이다.
한편 상기 감정대응부(133)는 상기 입력부(110)로부터 전송받는 감정상태에 따라 특정 학생의 감정상태를 인식하는 감정인식부(133a)와, 감정상태별로 설정된 대화를 실행하는 대화실행부(133b) 및 실행하는 대화에 따라 음성 또는 영상출력 데이터가 선정되어 출력부로 이를 전송하는 출력선정부(133c)를 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 감정인식부(133a)는 입력부(110)를 통해 학생들 자신이 스스로 개인 감정 상태를 정하도록 하고 이의 정보를 토대로 감정상태를 파악하게 되는데, 이는 학생 특히 유아가 지속적으로 자신의 감정을 평가하여 감정에 대한 메타인지 를 가능하게 하며, 자신의 감정을 레벨링(Labeling) 할 수 있게 함으로써 자신의 감정을 인지할 수 있는 정서적 유능감을 증진시키게 된다.
이러한 목적을 유도하기 위해 감정인식부(133a)가 학생 스스로 개인 감정 상태를 입력하도록 개시하고 있으나, 이외에도 평상태의 얼굴 특징과 각각의 화난 모습, 우울한 모습, 기쁜 모습 등의 개별 감정상태에 따른 얼굴 특징을 미리 저장해 두고, 출석시 학생의 얼굴을 스캐닝하여 현재 얼굴 특징을 검출함으로써 학생의 현재 감정상태를 분석할 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.
또한 상기 대화실행부(133b)는 감정인식부(133a)의 감정상태 결과 데이터를 전달받아 이를 통해 적절한 학생과의 대화과정을 수행하며, 이러한 대화 과정은 출력선정부(133c)를 통해 음성출력수단(121)과 영상출력수단(122)을 적절하게 활용하도록 구성된다.
한편 상기 호명수행부(134)는 상기 관리자 단말기(300)의 요청 또는 설정에 따라 상기 메모리부(131)로부터 출석한 것으로 판단되는 학생들의 데이터를 전송받아 설정된 유형으로 호명하는 호명설정부(134a)와, 실행되는 호명에 따라 음성 또는 영상출력 데이터가 선정되어 출력부(120)로 이를 전송하는 출력선정부(134b)로 구성된다.
여기서 호명설정부(134a)는 등록되어 있는 학생의 대상으로 지정된 인원씩 묶어서 호명하거나 개인모드로 한 명씩 호명하도록 설정할 수 있으며, 메모리부(131)를 통해 당일 출석하지 않은 것으로 판단되는 학생은 이러한 호명 대상에서 제외하도록 한다.
아울러 상기 호명설정부(134a)는 학생DB(210)의 정보를 기반으로 오랜만에 출석을 했다던가, 생일인 유아 또는 어린이를 우선적으로 호명하는 등의 학생DB(210)에 따른 동적 호명이 가능하도록 구성할 수 있다.
즉 호명설정부(134a)의 호명설정 유형을 다양화하여 랜덤순, 출석순서순, 번호순(학급에서의 개인지정번호), 이벤트우선순(생일이거나 어제 결석한 학생을 우선적으로 호명) 등으로 구성하여 사용자가 이를 선택할 수 있도록 구성하는 것이다.
이러한 호명기능의 경우 실제로 초등학교에서 활용해 본 결과 매우 높은 호응을 얻을 수 있었으며, 학생들이 한달간의 실험 후에 가장 기억에 남는 로봇 활동 중 하나로 뽑을 만큼 호응이 좋은 기능이다.
상기 출력선정부(134b)는 호명설정부(134a)의 호명방식에 따라 이를 음성 출력 또는 영상 출력시의 다양한 출력 형태를 선정하고 이를 출력부(120)에 전송하여 출력시키도록 한다.
한편 상기 학습수행부(135)는 상기 메모리부(131)로부터 학습에 필요한 컨텐츠를 채택, 호출하는 컨텐츠선정부(135a)와, 이를 음성 또는 영상출력 데이터 형태로 선정하여 이를 출력부(120)로 전송하는 출력선정부(135b)로 구성된다.
이러한 학습수행부(135)는 교사의 교습활동에 대한 보조적인 역할을 수행하는 것으로서 출석시 출석수행부(132)와 감정대응부(133)의 수행과정이 완료되면 그 이후 과정으로 수행될 수 있다.
이러한 학습수행부(135)의 컨텐츠선정 등은 관리자 단말기(300)를 통한 교사 의 선택 또는 학생 개개인의 선택 등으로 다양하게 구현될 수 있으며, 이러한 설정 정보를 통해 컨텐츠선정부(135a)에서 컨텐츠 선정과정이 이루어지게 된다.
본 발명에 따른 제어부(130)에는 이러한 기능외에도 투표기능 등을 구성하여 출석시 학생들에게 얻고자 하는 선호도, 특정 사안에 대한 의사 정보를 입력받도록 구성할 수 있다.
한편 상기 관리자 단말기(300)는 관리서버(200)와 이더넷 등의 통신망으로 연결되어 접속가능하도록 구성되는데, 이러한 상기 관리자 단말기(300)로는 관리서버(200)와 접속가능한 모든 통신기기가 적용될 수 있으며, 대표적으로는 퍼스널 컴퓨터, PDA, 휴대용 단말기(셀룰러폰) 등이 될 수 있다.
상기 관리자 단말기(300)는 교사와 같은 관리자가 입력하도록 하는데, 제어부(130)의 각 구성부 즉, 출석수행부(132), 감정대응부(133), 호명수행부(134), 학습수행부(135)의 다양한 설정의 변경할 수 있도록 구성되며, 필요한 경우 학생정보를 관리서버(200)의 학생DB(210)를 통해 열람할 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 교육시스템의 변형예를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 변형가능한 실시예로서 학부모 단말기(400)가 더 포함될 수 있는데, 이러한 학부모 단말기(400)는 관리서버(200)로 접속하여 가정 내에서 학생의 감정 상태나 있었던 사건 등의 특이 정보를 입력함으로써 이동로봇(100) 또는 관리자 단말기(200)가 학생들과 대응할 시에 이를 활용할 수 있도록 한다.
아울러 학부모 단말기(400)가 관리서버(200)의 학생DB(210)를 통해 필요한 학생정보데이터를 열람할 수 있게 함으로써, 교사와 학부모 간의 커뮤니티 수단으로서도 활용할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 교육시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 이동로봇의 내부 구성을 나타내는 블럭도.
도 3은 이동로봇의 출결기능과 감정대응기능의 수행예를 나타내는 도면.
도 4는 이동로봇의 호명기능의 수행예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 교육시스템의 변형예를 나타내는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 이동로봇 110 : 입력부
111 : RFID리더 112 : 터치입력부
120 : 출력부 121 : 음성출력수단
122 : 영상출력수단 130 : 제어부
131 : 메모리부 132 : 출석수행부
132a : 상황판단부 132b, 133c, 134b, 135b : 출력선정부
133 : 감정대응부 133a : 감정인식부
133b : 대화실행부 134 : 호명수행부
134a : 호명설정부 135 : 학습수행부
135a : 컨텐츠선정부 140 : 통신모듈
200 : 관리서버 210 : 학생DB
300 : 관리자 단말기 400 : 학부모 단말기
1000 : 교육시스템

Claims (7)

  1. 일정 장소 내에 위치하여 특정 학생들의 출결여부에 대한 데이터를 입력받는 이동로봇;
    상기 이동로봇과 데이터 통신이 가능하며 이동로봇의 요청에 따라 학생DB를 호출하여 학생DB에 저장된 학생정보데이터를 이동로봇으로 전송하거나 업데이트를 위해 이동로봇으로부터 특정 학생들에 대한 학생정보데이터를 전송받아 이를 학생DB에 저장하는 관리서버; 및
    상기 관리서버와 데이터 통신이 가능하며 학생을 등록하거나 특정 학생의 학생정보데이터를 입력하여 이를 관리서버로 전송하는 관리자 단말기를 포함하되,
    상기 이동로봇은
    학생 이름을 포함하는 선택정보 또는 RFID 태그정보를 입력받는 입력부와,
    음성출력수단 및 영상출력수단을 가지는 출력부와,
    설정된 시간별로 상기 관리서버의 상기 학생DB로부터 상기 특정 학생에 대한 정보를 포함한 학생정보데이터를 실시간 입력받아 저장하는 메모리부와,
    상기 선택정보 또는 상기 RFID 태그정보를 통해 학생의 출결여부를 판단하고 출석시 상기 메모리부로부터 해당 학생정보데이터를 전송받아 상기 출결여부가 판단된 학생이 생일이거나 전날 지각 또는 결석을 하였거나 아팠다는 등의 특별 상황 여부를 판단하는 상황판단부와,
    상기 상황판단부의 판단데이터를 통해 상기 특별 상황 시 칭찬하거나 걱정하는 등의 특별 인사가 이루어지도록 상황별 음성 또는 영상출력 데이터를 선정하여 상기 출력부로 전송하는 출력선정부를 포함하는 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 관리자 단말기의 요청 또는 설정에 따라 상기 메모리부로부터 출석한 것으로 판단된 학생들의 학생정보데이터를 전송받아 출석한 학생들 중에서 설정된 유형으로 호명하는 호명수행부를 더 포함하는 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020090084265A 2009-09-08 2009-09-08 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템 KR101083703B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090084265A KR101083703B1 (ko) 2009-09-08 2009-09-08 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090084265A KR101083703B1 (ko) 2009-09-08 2009-09-08 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110026557A KR20110026557A (ko) 2011-03-16
KR101083703B1 true KR101083703B1 (ko) 2011-11-16

Family

ID=43933517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090084265A KR101083703B1 (ko) 2009-09-08 2009-09-08 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101083703B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160033502A (ko) 2014-09-18 2016-03-28 서강대학교산학협력단 감성 의자로봇 및 이의 제어방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101515178B1 (ko) * 2013-01-14 2015-04-24 주식회사 케이티 얼굴에 기반하는 사용자 인터페이스를 제공하는 로봇 및 로봇의 제어 방법
CN104889992A (zh) * 2015-05-12 2015-09-09 上海人智信息科技有限公司 一种智能医疗服务机器人
CN105856253A (zh) * 2016-06-06 2016-08-17 深圳市优萌达智能科技有限公司 一种智能行走机器人
CN106541408B (zh) * 2016-10-11 2018-10-12 北京光年无限科技有限公司 基于智能机器人的儿童行为引导方法及系统
CN108000530A (zh) * 2017-12-12 2018-05-08 湖南超能机器人技术有限公司 智能教育服务机器人系统及其机器人终端
CN111604920B (zh) * 2020-06-02 2022-06-07 南京励智心理大数据产业研究院有限公司 一种基于素质教育的陪伴成长机器人

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
폴라리스. 유치원 보조교사 교육로봇 아이로비: 교사 보조기능 소개. 야후 블로그, 2009년 4월 9일 공지*

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160033502A (ko) 2014-09-18 2016-03-28 서강대학교산학협력단 감성 의자로봇 및 이의 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110026557A (ko) 2011-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101083703B1 (ko) 이동로봇과 학생간의 상호작용이 가능한 교육시스템
Jordan Material translingual ecologies
CN101218616A (zh) 语言学习的系统和方法
Miller Chapter IV: Constructions of Curriculum and Gender
Siegel-Stechler “Conversation is everything”: How teachers and students create environments where open discussion can thrive
TW201337861A (zh) 遠端即時教學系統及其方法
Conway et al. We can all count to 10 but we do it in different ways: Learner diversity in the language classroom.
Adams PowerPoint and the pedagogy of digital media technologies
Ipgrave Conversations between the religious and secular in English schools
McDermott et al. New Teachers Communicating Effectively with Low-Income Urban Parents.
Kessler A plea for leadership theories
Dewhirst Professional identities: Thirdspace and professional development
Lazarus On the verge of change: New directions in secondary theatre education
Fournier BEAR: active listening, art pedagogy and the safeguarding of difference as a way of working with diversity
KR100613899B1 (ko) 통신 매체를 이용한 학습 진도 관리 방법 및 시스템
KR20110000307A (ko) 외국어 학습 시스템 및 방법
Lee et al. Enhancing Pre‐Service Teachers' Global Englishes Awareness with Technology: A Focus on AI Chatbots in 3D Metaverse Environments
Świdzińska Ukrainian students in Polish schools: Selected aspects of adaptation on the example of the city of Lublin
Boyd et al. A social action approach to young adult literature: reading and moving for justice
Gańko Writing what is told
Vaupel Development of an Interactive Mobile Learning Application to Support Migrant Learners in Vocational Education and Training (VET)
Popescu et al. Models of communication and e-learning pedagogies to boost educational effectiveness
Hanakawa et al. p-HInT: Interactive Educational environment for improving large-scale lecture with mobile game terminals
Ritz Hybrid Learning Across the Three Modes: The Interactive Model
Cushman Behavior in a thoughtful school: The principle of decency

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161101

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171101

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191106

Year of fee payment: 9