KR101623775B1 - System for managing artificail intelligence mathematics problem infromation based on Smart TV platform - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 체감형 수학 학습 통합 서버(1), 통신망(30), 그리고 적어도 하나 이상의 스마트 TV(40)를 포함하며, 체감형 수학 학습 통합 서버(1)는 콘텐츠 서버(10), 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)를 포함하는 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에 있어서, 콘텐츠 서버(10)는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)의 의해 구축된 단계별 수의 비율 및 측정 학습 데이터베이스, 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 구축된 단계별 수의 비교 학습 데이터에 대해 각 스마트 TV(40)를 통해 수학 학습을 수행하는 학습자의 수준에 따른 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제가 수행되도록 하는 인공지능 출제 모듈(10a); 을 포함한다.
이에 의해 각 단계별로 구분된 수의 비율 및 측정 학습과, 수의 비율 학습을 제공시, 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제를 통한 체계적인 수학 학습을 수행할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명은 수학 학습 문제로 제공되는 정답을 학습자에 의한 단순한 2개의 제스쳐에 의해 수행시 영상인식을 통해 정답 및 오답을 처리함으로써, 직관적으로 누구라도 손쉽게 수학 학습을 제공받을 수 있을 뿐만 아니라, 학습자가 댁내에서 시간에 구애받지 않고 스마트 TV를 통해 수학 학습을 제공받을 수 있다. The present invention relates to a smart TV platform game-based artificial intelligence questioning system. The math learning integration server (1) includes a tangible math learning integration server (1), a communication network (30) and at least one smart TV (40) A smart TV platform game-based AI mathematical problem solving system comprising a ratio and measurement learning data server (20a) and a number of comparison learning data servers (20b), wherein the content server (10) A mathematical learning is performed through each Smart TV 40 on the comparison learning data of the step-by-step number established by the server 20a and the measurement learning database and the step-by-step number constructed by the number comparison learning data server 20b An artificial intelligence module 10a for performing a level-specific mathematics learning question exams in each mathematics learning stage according to the level of the learner performing; .
Thus, it is possible to perform systematic learning of mathematics through level-specific mathematical learning problem-giving exercises in each mathematics learning stage, when providing the ratio of numbers and measurement learning and number ratio learning at each stage. In addition, the present invention is not only capable of intuitively providing mathematical learning to anyone intuitively by processing correct answers and wrong answers through image recognition when the correct answer provided by a learner is performed by two simple gestures, The learner can receive mathematics learning through Smart TV without any time in the house.

Description

스마트 ＴⅤ 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템{System for managing artificail intelligence mathematics problem infromation based on Smart TV platform} A Smart TTV platform game based artificial intelligence mathematical problem solving system (System for managing artificial intelligence mathematics problem infromation based on Smart TV platform)

본 발명은 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 각 단계별로 구분된 수의 비율 및 측정 학습과, 수의 비율 학습을 제공시, 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제를 통한 체계적인 수학 학습이 수행되도록 하기 위한 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a smart TV platform game-based artificial intelligence math problem dispensing system, and more particularly, to an intelligent mathematical math problem dispensing system based on a smart TV platform game, The present invention relates to a smart TV platform game-based artificial intelligence mathematical problem-solving system for systematic mathematical learning through level-specific mathematical problem-solving exercises.

종래의 기술에 따른 온라인 및 오프라인 학습들은 단방향 내지는 일방적인 주입식 교육, 학습지를 통한 수동적인 교육들로 아이들에게 큰 흥미를 주지 못한 문제점이 있어 왔다. The on-line and off-line learning according to the related art has been problematic in that it does not give great interest to the children through one-way or one-sided infant education or passive education through the learning paper.

스마트 TV의 보급률은 2015년경에는 두 집 중 한 집에서 사용을 하게 될 정도로 확산되고 있으며, 이에 따라 스마트 TV에서 학습을 할 수 있는 수학 콘텐츠를 개발하여 집에서 부모와 함께 학습할 수 있는 환경을 조성할 수 있을 것으로 판단되고 있다. The penetration rate of smart TV is spreading to be used by one of two houses around 2015, so that math content that can be learned on smart TV can be developed, and it is possible to create an environment to learn with parents at home It is thought that it can be done.

이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 스마트 TV에서 제공되는 환경을 기반으로 어린이 등의 학습자가 집에서 스마트 TV를 단순히 시청하는 도구가 아닌 능동형 학습 도구로 사용할 수 있도록 하며, 이 경우 스마트 TV의 컴퓨팅 기능을 활용하여 각 수학 학습 단계에서 정밀한 수준별 학습을 진행하여 학습 동기 유발 및 효과적인 수학 학습이 수행되도록 하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
Accordingly, in the technology field, based on the environment provided in the smart TV, it is possible for the learner such as children to use the smart TV as an active learning tool instead of simply watching the home at home. In this case, Therefore, it is required to develop a technique for causing learning motivation and effective mathematical learning to be performed at each mathematical learning stage.

[관련기술문헌][Related Technical Literature]

1. 수학교육 서비스 시스템, 수학교육 서비스 제공장치, 학습자 단말기, 수학문제 제공을 위한 클라우드 컴퓨팅 서비스 장치, 수학문제 학습 서비스 제공방법, 및 클라우드 컴퓨팅 서비스 제공방법(Methematics Education Service System, Mathematics Question Providing Apparatus, User Terminal, Cloud Computing Service Apparatus, Mathematics Learning Service Providing Method and Cloud Computing Service Providing Method) (특허출원번호 제10-2011-0024781호)1. A mathematical education service system, a mathematical education service providing device, a learner terminal, a cloud computing service device for providing a mathematical problem, a method of providing a mathematical problem learning service, and a method of providing a cloud computing service. User Terminal, Cloud Computing Service Apparatus, Mathematics Learning Service Providing Method and Cloud Computing Service Providing Method) (Patent Application No. 10-2011-0024781)

2. 개인별 맞춤문제를 통한 수학과 외국어 동시 전자학습시스템(Internet Learning System for Mathematics with Englishand Japanese Based on the Individual Level of LearningStage) (특허출원번호 제10-2000-0078831호)
2. The Internet Learning System for Mathematics with English and Japanese Based on the Individual Level of LearningStage (Patent Application No. 10-2000-0078831)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각 단계별로 구분된 수의 비율 및 측정 학습과, 수의 비율 학습을 제공시, 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제를 통한 체계적인 수학 학습이 수행되도록 하기 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for performing mathematical learning So as to provide an intelligent mathematical problem solving system based on Smart TV platform game.

또한, 본 발명은 수학 학습 문제로 제공되는 정답을 학습자에 의한 단순한 2개의 제스쳐에 의해 수행시 영상인식을 통해 정답 및 오답을 처리함으로써, 직관적으로 누구라도 손쉽게 수학 학습을 제공받을 수 있도록 하기 위한 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides a smart learning system that enables correct answer and wrong answer to be provided through image recognition when a correct answer provided as a mathematical learning problem is performed by a simple two gestures by a learner, It is intended to provide an intelligent mathematical problem solving system based on TV platform game.

또한, 본 발명은 학습자는 댁내에서 시간에 구애받지 않고 스마트 TV를 통해 수학 학습을 제공받을 수 있도록 하기 위한 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides a smart TV platform game-based artificial intelligence math questioning system for enabling a learner to receive mathematics learning through a smart TV regardless of time at home.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템은, 체감형 수학 학습 통합 서버(1), 통신망(30), 그리고 적어도 하나 이상의 스마트 TV(40)를 포함하며, 체감형 수학 학습 통합 서버(1)는 콘텐츠 서버(10), 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)를 포함하는 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에 있어서, 콘텐츠 서버(10)는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)의 의해 구축된 단계별 수의 비율 및 측정 학습 데이터베이스, 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 구축된 단계별 수의 비교 학습 데이터에 대해 각 스마트 TV(40)를 통해 수학 학습을 수행하는 학습자의 수준에 따른 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제가 수행되도록 하는 인공지능 출제 모듈(10a); 을 포함한다.In order to achieve the above object, a smart TV platform game based artificial intelligence math problem dispensing system according to an embodiment of the present invention includes a sensible math learning integration server 1, a communication network 30, Wherein the haptic type math learning integration server 1 includes a smart TV platform game including a content server 10, a number ratio and a measurement learning data server 20a and a number of comparison learning data servers 20b Based math problem solving system, the content server 10 has a ratio of numbers and a ratio of step-by-step numbers established by the measurement learning data server 20a and a measurement learning database, and a number of comparison learning data servers 20b ) In the respective mathematics learning stages according to the level of the learner performing the mathematical learning through the respective smart TVs 40 with respect to the stepwise number of comparison learning data constructed by the user AI eluant module for the first eluant to perform (10a); .

이때, 인공지능 출제 모듈(10a)은 각 스마트 TV(40)를 통해 수학 학습을 수행하는 학습자의 학습 이력 정보를 기초로 분석된 학습 패턴에 따른 수학 학습 문제 정보의 지속적인 변환을 수행하여 각기 다른 학습자가 동시에 각 단계 중 초기 단계의 수학 학습 문제 정보는 동일하게 구현되도록 하나, 최종적으로 학습하는 수학 학습 문제 정보는 각 학습자의 수준에 맞는 것이 구현되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the artificial intelligence module 10a continuously converts the mathematical learning problem information according to the analyzed learning pattern based on the learning history information of the learner performing the mathematical learning through each smart TV 40, At the same time, the mathematical learning problem information in the initial stage of each stage is implemented in the same manner, but it is preferable that the mathematical learning problem information finally learned is adapted to the level of each learner.

또한, 콘텐츠 서버(10)는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의한 학습 난이도에 따른 수의 비율 및 측정에 관한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 각 단계로의 구분을 위한 단계 정보를 관리자로부터 입력받아 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)로 제공하며, 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의한 학습 난이도에 따른 수의 비교에 관한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 각 단계를 구분을 위한 단계 정보를 관리자로부터 입력받아 학습 데이터 서버(20)로 제공하는 게임단계 구성부(11); 를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the content server 10 stores the ratio of the number and the ratio of the number according to the learning difficulty by the measurement learning data server 20a, and the step information for classifying each step into the mathematical learning database (DB) And provides the same to the measurement learning data server 20a. When the mathematical learning database DB for comparing the numbers according to the learning difficulty by the numerical comparison learning data server 20b is constructed, A game phase constructing unit (11) for inputting step information for classifying the steps from the manager and providing the step information to the learning data server (20); .

또한, 콘텐츠 서버(10)는 각 스마트 TV(40) 상에 앱센터(50)로부터 수신받은 체감형 수학 학습 게임 어플리케이션(Application)이 다운로드 되고 스마트 TV(40) 상에서 실행되면, 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 각각 저장된 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠, 그리고 각 단계별 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 통신망(30)을 통해 스마트 TV(40)로 전송하는 이벤트 처리부(12); 를 더 포함하며, 이벤트 처리부(12)에서 전송되는 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠, 그리고 수의 비교에 관한 학습콘텐츠의 각 단계(1 내지 6단계)에서의 수준별 프로세스를 포함하여 전송되며, 각 수준별 프로세스는 인공지능 출제 모듈(10a)에 의해 생성되는 것이 바람직하다.In addition, when the tangible math and learning game application received from the app center 50 on each smart TV 40 is downloaded and executed on the smart TV 40, the content server 10 displays the ratio of the number and the measurement The learning contents related to the ratios and the numbers of the respective steps stored in the learning data server 20a and the number comparison learning data server 20b, An event processing unit (12) for transmitting the event data to the server (40); And includes a level-specific process in each stage (steps 1 to 6) of the learning contents related to the ratio and measurement of each step transmitted from the event processing unit 12 and the learning contents related to the comparison of the numbers And the process for each level is preferably generated by the artificial intelligence module 10a.

또한, 콘텐츠 서버(10)는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a), 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b) 각각에 의한 학습 난이도에 따른 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 구분된 각 단계별 수의 비율 및 측정 문제 정보, 수의 비교 문제 정보에 대한 상, 중, 하로 구분된 난이도를 혼합하여 구축하도록 제어하며, 난이도 정보를 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a), 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b)로 제공하는 난이도 설정부(13); 를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the content server 10 is provided with a mathematical learning database (DB) according to the learning difficulty by the ratio of the number, the measurement learning data server 20a, and the number of comparison learning data servers 20b, And the difficulty information classified into the upper, middle, and lower parts of the ratio problem information and the measurement problem information and the number comparison problem information are controlled to be mixed and the difficulty information is compared with the ratio of the number, the measurement learning data server 20a, A difficulty level setting unit 13 for providing the learning data to the learning data server 20b; .

또한, 콘텐츠 서버(10)는 학습자의 손 제스쳐에 대한 인식 모듈을 생성하는 컨트롤 설정부(14); 를 더 포함하며, 인식 모듈은 수의 비율 및 측정 문제 정보에 대한 스마트 TV(40) 상 구현시의 "제 1 모드"와, 수의 비교 문제 정보에 대한 스마트 TV(40) 상 구현시의 구현시의 "제 2 모드"로 기능하는 것이 바람직하다.The content server 10 further includes a control setting unit 14 for generating a recognition module for a learner's hand gesture; The recognition module further includes a "first mode" in implementation on the smart TV 40 for the number and the measurement problem information, and an implementation upon implementation of the number comparison problem information on the smart TV 40 Quot; second mode "

또한, 스마트 TV(40)는 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습 게임을 실행하고자 하는 경우 인식 모듈을 "제 1 모드"로 구동시켜 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠가 출력부(42) 상으로 구현되고 카메라(41)의 인식을 통해 카메라(41)의 화각 내에 촬영된 학습자에 대한 손을 인식한 뒤, 포인트 제스쳐(Point Gesture)에 대한 인식시 무작위로 구현된 다수의 수량 구분 객체(I1)에 대해 카메라(41)에 의한 촬영 영상을 기준으로 상대적 좌표 개념으로 인식한 후, 그랩 제스쳐(Grab Gesture)에 의한 인식시 그랩 제스쳐 이후의 손의 드래그에 따른 좌표 이동 감지를 통해 그랩된 수량 구분 객체(I1)에 대한 각 구획(A,A',A'')을 이동시켜 정답을 풀도록 하는 학습 원리를 제공하는 것이 바람직하다.The smart TV 40 drives the recognition module in the " first mode " when it is desired to execute a learning game related to the ratio of each step and the measurement, 42), recognizes the hand of the learner photographed within the angle of view of the camera 41 through the recognition of the camera 41, and recognizes a number of randomly implemented quantities in recognizing the point gesture The grab gesture is recognized as a relative coordinate concept based on the image captured by the camera 41 with respect to the object I1, and then gravity is detected by sensing movement of the coordinate due to dragging of the hand after the grab gesture upon recognition by the grab gesture It is desirable to provide a learning principle for moving each segment (A, A ', A' ') for the quantity-division object I1 to solve the correct answer.

또한, 스마트 TV(40)는 각 단계별 수의 비교에 관한 학습 게임을 실행하고자 하는 경우 인식 모듈을 "제 2 모드"로 구동시켜 구비된 카메라(41)에 의한 화각 내에 촬영된 학습자에 대한 손을 인식한 뒤, 인식된 손의 제스처가 포인트 제스쳐(Point Gesture)와 그랩 제스쳐(Grab Gesture) 인지를 분석하고, 포인트 제스쳐(Point Gesture)로 분석된 경우, 포인트 제스쳐에 대한 카메라(41)에 의해 인식된 좌표 영역으로부터 방향 제스쳐 입력과 그랩 제스쳐의 연속적 인식이나, 그랩 제스쳐의 인식을 대기하여 그랩 제스쳐가 인식된 좌표 영역의 부등호 정보를 분석하여 정답을 풀도록 하는 원리를 제공하는 것이 바람직하다.
The smart TV 40 drives the recognition module in the " second mode " when it wants to execute the learning game about the comparison of the number of the steps, The gesture of the recognized hand is analyzed to determine whether it is a point gesture or a grab gesture and when the point gesture is analyzed as a point gesture, It is preferable to provide a principle that a correct answer is solved by analyzing the inequality information of the coordinate region in which the grab gesture is recognized by waiting for the recognition of the direction gesture input and the continuous recognition of the grab gesture or the recognition of the grab gesture.

본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템은, 각 단계별로 구분된 수의 비율 및 측정 학습과, 수의 비율 학습을 제공시, 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제를 통한 체계적인 수학 학습을 수행할 수 있는 효과를 제공한다. The intelligent mathematical problem solving system based on the Smart TV platform game according to the embodiment of the present invention can be classified into a mathematical learning It provides the effect of systematic learning of mathematics through problem solving.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템은, 수학 학습 문제로 제공되는 정답을 학습자에 의한 단순한 2개의 제스쳐에 의해 수행시 영상인식을 통해 정답 및 오답을 처리함으로써, 직관적으로 누구라도 손쉽게 수학 학습을 제공받을 수 있는 효과를 제공한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, an intelligent mathematical problem solving system based on a smart TV platform game can be realized by a simple two gestures by a learner, It is possible to intuitively provide math learning to anyone easily.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템은, 학습자가 댁내에서 시간에 구애받지 않고 스마트 TV를 통해 수학 학습을 제공받을 수 있다.
In addition, according to another embodiment of the present invention, a smart TV platform game-based artificial intelligence math questioning system can provide math learners with smart TVs regardless of time in the house.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서 수학 학습 어플리케이션이 수행되는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서의 인공지능 출제 모듈(10a)에 의한 수준별 수학 학습 문제 정보가 구현되는 개념을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템 중 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)와 수의 비교 학습데이터 서버(20b) 상에 구축된 단계별 학습 난이도에 맞춘 수학 학습 데이터베이스(DB)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의해 제공되는 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠가 실행되는 유저 인터페이스 화면(이하, UI 화면)을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서 스마트 TV(40)의 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 제공되는 수의 비교에 관한 학습콘텐츠가 스마트 TV(40)의 출력부(42) 상에 실행되는 UI 화면을 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a view for explaining a concept in which a mathematical learning application is performed in an intelligent math problem dispensing system based on a smart TV platform game according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an intelligent math problem dispensing system based on a smart TV platform game according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a concept that level-specific mathematical learning problem information is implemented by the AI module 10a in the artificial intelligence question-and-answer system based on the Smart TV platform game according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the ratio of the number of artificial intelligence question-and-answer systems based on the smart TV platform game according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, And a mathematical learning database (DB) adapted to the step-by-step learning difficulty level.
FIG. 5 is a graph showing the ratio of the numbers in the intelligent math question system based on Smart TV platform game according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the ratio of numbers provided by the measurement learning data server 20a and learning contents (Hereinafter referred to as " UI screen ").
Fig. 6 is a diagram showing a comparison result of a number of smart TV 40-based learning data server 20b in a smart TV platform game-based artificial intelligence math questioning system shown in Fig. 1, On the output unit 42 of the UI screen.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서 수학 학습 어플리케이션이 수행되는 개념을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템을 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a diagram for explaining a concept of performing a mathematical learning application in a smart TV platform game-based artificial intelligence math problem dispensing system according to an embodiment of the present invention. This is a drawing showing a game-based artificial intelligence math problem dispatching system.

그리고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서의 인공지능 출제 모듈(10a)에 의한 수준별 수학 학습 문제 정보가 구현되는 개념을 나타내는 도면이며, 도 4는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템 중 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)와 수의 비교 학습데이터 서버(20b) 상에 구축된 단계별 학습 난이도에 맞춘 수학 학습 데이터베이스(DB)를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a concept that level-specific mathematical learning problem information is implemented by the artificial intelligence module 10a in the intelligent math question system based on the smart TV platform game according to the embodiment of the present invention. 4 is a graph showing the ratio of the number of artificial intelligence question-and-answer systems based on the Smart TV platform game according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, And a mathematical learning database (DB) adapted to the step-by-step learning difficulty level.

또한, 도 5는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의해 제공되는 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠가 실행되는 UI 화면을 나타내는 도면이며, 도 6은 도 1의 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에서 스마트 TV(40)의 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 제공되는 수의 비교에 관한 학습콘텐츠가 스마트 TV(40)의 출력부(42) 상에 실행되는 UI 화면을 나타내는 도면이다. 5 is a graph illustrating the ratio of numbers and the ratio and the number of measurements provided by the measurement learning data server 20a in a smart TV platform game based artificial intelligence math questioning system according to the embodiment of the present invention shown in Fig. Fig. 6 is a view showing a UI screen on which the learning contents are executed. Fig. 6 is a table showing the number of smart TVs 40 provided by the comparison learning data server 20b in the smart TV platform game- Fig. 5 is a view showing a UI screen in which a learning content about the comparison of numbers is executed on the output section 42 of the smart TV 40. Fig.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템은 체감형 수학 학습 통합 서버(1), 통신망(30), 그리고 적어도 하나 이상의 스마트 TV(40)를 포함하며, 체감형 수학 학습 통합 서버(1)는 콘텐츠 서버(10), 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)를 포함한다. 1 and 2, an intelligent math problem dispensing system based on a smart TV platform game includes a sensible math learning integration server 1, a communication network 30, and at least one smart TV 40 And the haptic type math learning integration server 1 includes a content server 10, a ratio of numbers and a measurement learning data server 20a and a number of comparison learning data servers 20b.

콘텐츠 서버(10)는 인공지능 출제 모듈(10a), 학습 이력 데이터베이스(DB)(10b), 게임단계 구성부(11), 이벤트 처리부(12), 난이도 설정부(13), 컨트롤 설정부(14) 및 사용자 입력부(15)를 포함함으로써, 유무선 네트워크로 형성가능한 통신망(30)을 통해 각 댁내의 스마트 TV(40)로 체감형 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 전송한다. The content server 10 includes an artificial intelligence module 10a, a learning history database (DB) 10b, a game step configuration unit 11, an event processing unit 12, a difficulty setting unit 13, a control setting unit 14 And a user input unit 15 to transmit the learning contents related to the comparison of the number of haptic types to the smart TV 40 in each house through the communication network 30 that can be formed into a wired or wireless network.

각 콘텐츠 서버(10)의 구성 요소를 살펴보면, 인공지능 출제 모듈(10a)은 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 각각 구축된 단계별 수의 비율 및 측정 학습 데이터베이스, 단계별 수의 비교 학습 데이터에 대해 각 스마트 TV(40)를 통해 수학 학습을 수행하는 학습자의 수준에 따른 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제가 수행되도록 한다.Referring to the components of each content server 10, the AI module 10a calculates the ratio of the number of steps and the ratio of the number of steps formed by the measurement learning data server 20a and the number of comparison learning data servers 20b, And the measurement learning database and the level-by-level comparison learning data, the level-specific mathematical learning question exams are performed in the respective mathematics learning stages according to the level of the learner performing the mathematical learning through each smart TV 40. [

이를 위해 인공지능 출제 모듈(10a)은 학습 이력 DB(10b)에 저장된 각 학습자의 학습 이력 정보를 추적함으로써, 학습자의 수준에 따른 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 정보가 스마트 TV(40)의 출력부(42) 상에 구현되도록 한다. To this end, the AI module 10a tracks the learning history information of each learner stored in the learning history DB 10b, so that level-specific mathematical learning problem information is stored in the smart TV 40 in each mathematical learning stage according to the level of the learner. And is implemented on the output section 42.

즉, 인공지능 출제 모듈(10a)은 학습자의 학습 이력 정보를 기초로 분석된 학습 패턴에 따른 수학 학습 문제 정보의 지속적인 변환을 수행함으로써, 학습자 A와 학습자 B가 동시에 각 단계 중 초기 단계의 수학 학습 문제 정보는 동일하게 구현되도록 하나, 최종적으로 학습하는 수학 학습 문제 정보는 각 학습자의 수준에 맞는 것으로 구현되도록 한다. That is, the artificial intelligence module 10a continuously performs the conversion of the mathematical learning problem information according to the analyzed learning pattern based on the learning history information of the learner, so that the learner A and the learner B simultaneously perform mathematical learning The problem information should be implemented in the same way, but the information of the mathematical learning problem to be finally learned should be implemented in accordance with the level of each learner.

게임단계 구성부(11)는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의한 학습 난이도에 따른 수의 비율 및 측정에 관한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 각 단계를 구분하는 도 4a와 같이 6단계로 구분을 위한 단계 정보를 관리자로부터 입력받아 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)로 제공한다. 4A for dividing each step in the construction of the mathematical learning database (DB) relating to the ratio and the number of the numbers according to the learning difficulty by the measurement learning data server 20a, Step information for dividing into 6 levels is received from the manager and provided to the ratio of the number and the measurement learning data server 20a.

동일한 방식으로, 게임단계 구성부(11)는 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의한 학습 난이도에 따른 수의 비교에 관한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 각 단계(도 4b)를 구분하는 단계 정보를 관리자로부터 입력받아 수의 비교 학습데이터 서버(20b)로 제공한다. In the same manner, the game phase constructing section 11 classifies each step (FIG. 4B) when constructing the mathematical learning database DB relating to the number of comparisons according to the learning difficulty by the number comparison learning data server 20b And receives the step information from the manager and provides it to the comparative learning data server 20b.

이벤트 처리부(12)는 각 스마트 TV(40) 상에 앱센터(50)로부터 수신받은 체감형 수학 학습 게임 어플리케이션(Application)이 다운로드 되고 스마트 TV(40) 상에서 실행되면, 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 저장된 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠를 통신망(30)을 통해 해당 스마트 TV(40)로 전송한다. The event processing unit 12 downloads the haptic type math learning game application received from the app center 50 on each smart TV 40 and executes it on the smart TV 40, And transmits the learning contents related to the ratios and the measurements of each step stored in the server 20a to the corresponding smart TV 40 through the communication network 30. [

동일한 방식으로, 이벤트 처리부(12)는 체감형 수학 학습 게임 어플리케이션이 스마트 TV(40) 상에서 실행되면, 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 저장된 각 단계별 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 통신망(30)을 통해 해당 스마트 TV(40)로 전송한다. In the same manner, when the haptic type math learning game application is executed on the smart TV 40, the event processing unit 12 transmits the learning contents related to the comparison of the number of each step stored in the number of comparison learning data server 20b to the communication network 30 To the corresponding smart TV 40 through the Internet.

여기서 이벤트 처리부(12)에서 전송되는 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠, 그리고 수의 비교에 관한 학습콘텐츠는 도 4a 및 도 4b와 같이 각 단계(1 내지 6단계)에서의 수준별 프로세스가 형성되는데, 이러한 수준별 프로세스는 상술한 인공지능 출제 모듈(10a)에 의해 형성된다. Here, the learning contents related to the ratios of the number of steps in the event processing unit 12 and the learning contents related to the measurement, and the learning contents related to the number comparison are shown in Fig. 4A and Fig. 4B, This level-specific process is formed by the above-described artificial intelligence module 10a.

한편, 본 발명에서 앱센터(50)와 체감형 수학 학습 통합 서버(1)를 별도의 구성요소로 구분하여 도시하고 설명하지만, 체감형 수학 학습 통합 서버(1)에서 앱센터(50)의 기능을 수행하는 일체형 서버로 구성될 수 있으며, 이 경우 앱센터(50)는 없어도 무방하다. In the present invention, however, the application center 50 and the haptic-type math learning integration server 1 are shown separately as separate components. However, in the haptic type math and learning integration server 1, And in this case, the app center 50 may be dispensed with.

난이도 설정부(13)는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a), 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b) 각각에 의한 학습 난이도에 따른 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 구분된 각 단계별 수의 비율 및 측정 문제 정보, 수의 비교 문제 정보에 대한 상, 중, 하로 구분된 난이도를 혼합하여 구축하도록 제어하며, 난이도 정보를 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a), 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b)로 제공한다. The difficulty level setting unit 13 is configured to set a mathematical learning database (DB) according to the number of ratios and the learning difficulty of each of the measurement learning data server 20a and the number of comparison learning data servers 20b, And the measurement difficulty information, and the difficulty information classified into the upper, middle, and lower parts of the comparison problem information, and sets the difficulty information to the ratio of the number and the measurement learning data server 20a, And provides it to the data server 20b.

여기서 난이도 설정부(13)에 의해 제공되는 난이도 정보는 각 수학 학습 문제 정보의 난이도를 의미하며, 제공된 난이도 정보에 의한 각 단계(1 내지 6단계)에서의 수준별 프로세스는 상술한 바와 같이 인공지능 출제 모듈(10a)에 의해 형성되며, 그리고 각 수준별 프로세스의 상, 중, 하 난이도 분포는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 각각 수행되는 것이 바람직하다. Here, the difficulty information provided by the difficulty level setting unit 13 indicates the difficulty level of each mathematical learning problem information, and the level-specific process in each step (steps 1 to 6) based on the provided difficulty information is as described above. Module 10a and the distribution of the upper, middle, and lower difficulty levels of the processes at each level is preferably performed by the ratio of the numbers and by the measurement learning data server 20a and the number comparison learning data server 20b, respectively Do.

컨트롤 설정부(14)는 학습자의 손 제스쳐에 대한 인식 모듈을 설정한다. 즉, 본 발명에서 컨트롤 설정부(14)는 크게 두 가지 손 제스쳐(포인트 및 그랩)에 대한 인식만을 스마트 TV(40)가 수행하도록 인식 모듈을 통신망(30)을 통해 각 댁내의 스마트 TV(40)로 전송하도록 한다. The control setting unit 14 sets a recognition module for the learner's hand gesture. That is, in the present invention, the control setting unit 14 sets the recognition module to the Smart TV 40 (40) through the communication network 30 so that only the recognition of the two hand gestures (point and grab) ).

여기서 인식 모듈은 앱센터(50)로부터 제공되는 체감형 수의 비교 게임 어플리케이션에 포함시켜 제공되거나 별도로 통신망(30)을 통해 스마트 TV(40)로 상술한 바와 같이 컨트롤 설정부(14)에 의해 제공될 수 있다. Here, the recognition module may be provided in the comparison game application provided by the app center 50 or may be separately provided to the smart TV 40 via the communication network 30 by the control setting unit 14 as described above .

인식 모듈은 수의 비율 및 측정 문제 정보에 대한 스마트 TV(40) 상 구현시의 "제 1 모드"와, 수의 비교 문제 정보에 대한 스마트 TV(40) 상 구현시의 구현시의 "제 2 모드"로 기능할 수 있다. The recognition module may include a "first mode" upon implementation on the smart TV 40 for the number and the measurement problem information, and a "first mode" for implementation of the number comparison problem information on the smart TV 40 Mode ".

사용자 입력부(15)는 스마트 TV(40) 상에서 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠로 구분된 미션 또는 각 단계별 수의 비교에 관한 학습콘텐츠 구분된 미션을 학습자에 의해 수행되는 동안 실시간으로 스마트 TV(40)으로부터 통신망(30)을 통해 정답 및 오답 정보를 수신하여 학습 이력 DB(10b)를 매개로 하여 인공지능 출제 모듈(10a)로 전달하는 기능을 수행한다. The user input unit 15 displays the missions classified by the learning contents and the learning contents divided for each step on the smart TV 40, Receives the correct answer and wrong answer information from the TV 40 via the communication network 30, and transmits the correct answer and wrong answer information to the AI module 10a via the learning history DB 10b.

이에 따라, 상술한 인공지능 출제 모듈(10a)은 실시간으로 학습자의 정답 및 오답 정보에 해당하는 학습 이력 정보를 기초로 분석된 학습 패턴(수준별 프로세스, Level Process, LP)에 따른 각 단계별 학습콘텐츠에 포함된 수학 학습 문제 정보의 지속적인 변환을 수행한다. 이에 따라 개별적인 학습자가 동시에 각 단계 중 초기 단계의 수학 학습 문제 정보는 동일하게 구현되도록 하나, 최종적으로 학습하는 수학 학습 문제 정보는 각 학습자의 수준에 맞는 것으로 구현되도록 할 수 있다(도 3 참조). Accordingly, the artificial intelligence module 10a described above is capable of realizing learning contents of each stage according to a learning pattern (Level Process, LP) analyzed based on learning history information corresponding to the learner's correct answer and wrong answer information Perform continuous transformation of mathematical learning problem information included. Accordingly, the individual learner can simultaneously realize the mathematical learning problem information at the initial stage in each stage, but the mathematical learning problem information finally learned can be implemented in accordance with the level of each learner (refer to FIG. 3).

또한, 사용자 입력부(15)는 스마트 TV(40) 상에서 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠로 구분된 미션 또는 각 단계별 수의 비교에 관한 학습콘텐츠로 구분된 미션을 학습자에 의해 모두 성공시 종합적인 점수가 스마트 TV(40)에 의해 연산되면, 스마트 TV(40)로부터 종합적인 점수를 통신망(30)을 통해 수신하여 각 수학 학습 문제 정보별 정답 및 오답 정보를 학습자별 학습 이력 정보로 생성하여 학습 이력 DB(10b)에 데이터베이스를 구축하도록 한다. In addition, the user input unit 15 can display the missions divided into the learning content and the missions divided into the learning contents related to the comparison of the number of the stages, on the smart TV 40, When the comprehensive score is calculated by the smart TV 40, comprehensive scores are received from the smart TV 40 via the communication network 30, and correct and incorrect information for each math learning problem information is generated as learning history information for each learner Thereby constructing a database in the learning history DB 10b.

스마트 TV 연동부(16)는 체감형 수학 학습 통합 서버(1)를 구성하는 콘텐츠 서버(10), 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)와 통신망(30)을 통해 스마트 TV(40) 간의 데이터 송수신을 매개하며, 스마트 TV(40)로 다운로드 되는 수학 학습 어플리케이션에 대한 업데이트, 그리고 각 단계별 체감형 수의 비율 및 측정, 그리고 각 단계별 체감형 수의 비교에 관한 학습콘텐츠에 대한 업데이트를 수행한다.
The smart TV interworking unit 16 includes a content server 10, a number ratio and a measurement learning data server 20a and a number of comparison learning data servers 20b constituting the haptic type math and learning integration server 1, 30 to the smart TV 40, updates the math learning application downloaded to the smart TV 40, and the ratio and measurement of the number of haptic types at each step, and compares the haptic type at each step To the learning contents.

수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)는 각 단계별 학습 난이도에 따른 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성한다. 보다 구체적으로, 도 4a를 참조하면, 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)는 수의 비율 및 측정에 관한 단계별 학습 난이도에 맞춘 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구축하며, 수학 학습 데이터베이스는 수의 비율 및 측정에 관한 것이다. And the measurement learning data server 20a constitute a mathematical learning database (DB) according to the learning difficulty level for each step. More specifically, referring to FIG. 4A, the ratio of numbers and the measurement learning data server 20a establish a mathematical learning database (DB) matching the number of ratios and step-by-step learning difficulty related to measurement, Ratio and measurement.

여기서 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의해 구축되는 단계별 학습 난이도는 총 6단계로 1 내지 3단계는 수의 비율의 개념 학습, 4 내지 6단계는 측정의 개념 학습이며, 측정의 개념 학습시 kg에서 g으로, M에서 cm로, L에서 m로와 같은 변환 단위에 대한 수학 학습 게임이 추가될 수 있다. Here, the ratio of the number and the learning difficulty level of each step constructed by the measurement learning data server 20a are 6 levels, the concept learning of the ratio of 1 to 3 is a number, the concept learning of the measurement is 4 to 6 levels, Mathematical learning games for conversion units such as kg to g, M to cm, and L to m can be added during learning.

수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의해 구축되는 6단계의 각 체감형 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠의 각 수준별 프로세스(LP) 별로 상, 중, 하 난이도를 고르게 분포함으로써, 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠를 활용한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구축한다.
The degree of difficulty for each level of the learning contents in accordance with the ratio of the number of haptic types in the 6th step constructed by the measurement learning data server 20a and the measurement contents related to the measurement, And a mathematical learning database (DB) using learning contents related to the measurement.

그리고, 수의 비교 학습데이터 서버(20b)도 단계별 학습 난이도에 따른 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성한다. 보다 구체적으로, 도 4b를 참조하면, 수의 비교 학습데이터 서버(20b)는 체감형 수의 비교에 관한 단계별 학습 난이도에 맞춘 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구축하며, 수학 학습 데이터베이스는 수의 비교에 관한 것이다. Then, the number comparison learning data server 20b also constitutes a mathematical learning database (DB) according to the step-by-step learning difficulty level. More specifically, referring to FIG. 4B, the numerical comparison learning data server 20b constructs a mathematical learning database (DB) adapted to the step-by-step learning difficulty relating to the comparison of the number of haptic types, .

여기서 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 구축되는 단계별 학습 난이도는 총 6단계로 자연수의 비교, 분수의 비교, 소수의 비교를 조합하여 조절되며, 각 단계별 조절된 난이도에 따른 체감형 수의 비교에 관한 학습콘텐츠의 각 수준별 프로세스(LP) 별로 상, 중, 하 난이도를 고르게 분포하여 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 활용한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구축한다.
Here, the step-by-step learning degree of difficulty constructed by the number comparison learning data server 20b is adjusted by a combination of a natural number comparison, a fractional comparison, and a prime number comparison in six steps, and the number of haptic types Comparisons of Learning Contents The mathematical learning database (DB) is constructed by distributing the upper, middle, and lower difficulty levels evenly by processes (LPs) at each level and using learning contents related to number comparison.

통신망(30)은 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 및 무선 망일 수 있다. 통신망(30)이 이동통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 통신망(30)은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP망일 수 있다. 통신망(30)은 체감형 수학 학습 통합 서버(1)와 각 댁내의 스마트 TV(40), 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다.
The communication network 30 is a communication network that is a high-speed period network of a large communication network capable of a large-capacity, long-distance voice and data service, and may be a next generation wired and wireless network for providing Internet or high-speed multimedia service. When the communication network 30 is a mobile communication network, it may be a synchronous mobile communication network or an asynchronous mobile communication network. As an embodiment of the asynchronous mobile communication network, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) communication network is exemplified. In this case, although not shown in the drawing, the communication network 30 may include an RNC (Radio Network Controller). Meanwhile, although the WCDMA network is exemplified, it may be a next generation communication network such as a 3G LTE network or a 4G network, or an IP network based on other IP. The communication network 30 serves to transmit signals and data between the haptic-type math and learning integration server 1, the smart TV 40 in each house, and other systems.

스마트 TV(40)는 각 댁내에서 출력부(41)와 카메라(42)를 활용하여 체감형 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 이용해 학습을 진행한다. 스마트 TV(40)는 통신망(30)을 통해 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠 및 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 구현하는 수학 학습 게임 어플리케이션을 제공하는 앱센터(50)에 액세스(Access)하여, 수학 학습 게임 어플리케이션을 선택하여 다운로드 받아 실행시킨다.The smart TV 40 uses the output unit 41 and the camera 42 in each house to conduct learning using learning contents related to the comparison of the number of sensory styles. The smart TV 40 accesses an app center 50 that provides a math learning game application that implements learning contents related to the ratio and measurement of numbers and the comparison of numbers through the communication network 30 , A math learning game application is selected and downloaded and executed.

이에 따라, 앱센터(50) 상에서 수학 학습 게임 어플리케이션 선택 즉시, 앱센터(50)의 통지에 따라 체감형 수의 비교 수학 학습 통합 서버(1)의 콘텐츠 서버(10)는 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의해 구축된 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠, 및/또는 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 구축된 각 단계별 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 통신망(30)을 통해 스마트 TV(40)로 전송함으로써, 스마트 TV(40) 상에서 학습자의 손 제스쳐 인식 기반에 각 단계별 수의 비율 및 측정 또는/및 각 단계별 수의 비교에 관한 학습 게임이 실행되도록 한다. Accordingly, immediately after the selection of the mathematical learning game application on the app center 50, the content server 10 of the comparative mathematical learning integration server 1 of the haptic type is informed of the number ratio and the measurement learning The learning contents related to the ratio of the number of steps per step and the measurement constructed by the data server 20a, and / or the learning contents related to the comparison of the number of steps formed by the number of comparison learning data server 20b, ) To the Smart TV 40 so that the learning game regarding the ratio of the number of steps and the measurement / or the number of steps of each stage is executed on the basis of the learner's hand gesture recognition on the smart TV 40. [

각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습 게임을 실행하고자 하는 경우 스마트 TV(40)는 상술한 컨트롤 설정부(14)로부터 수신한 인식 모듈을 제 1 모드로 구동시켜 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠가 출력부(42) 상으로 구현되고 카메라(41)의 인식을 통해 카메라(41)의 화각 내에 촬영된 학습자에 대한 손을 인식한 뒤, 포인트 제스쳐(Point Gesture)에 대한 인식시 무작위로 구현된 다수의 수량 구분 객체(I1)에 대해 카메라(41)에 의한 촬영 영상을 기준으로 상대적 좌표 개념으로 인식한 후, 그랩 제스쳐(Grab Gesture)에 의한 인식시 그랩 제스쳐 이후의 손의 드래그에 따른 좌표 이동 감지를 통해 그랩된 수량 구분 객체(I1)에 대한 각 구획(A,A',A'')을 이동시켜 정답을 풀도록 하는 학습 원리를 제공한다(도 5 참조). The smart TV 40 drives the recognition module received from the control setting unit 14 in the first mode so that the ratio and the measurement of the number of steps Is recognized on the output unit 42 and recognizes the hand of the learner photographed within the angle of view of the camera 41 through the recognition of the camera 41 and then recognizes the point Gesture at random And a hand gesture after the grab gesture is recognized by a grab gesture after recognizing the plurality of quantity classification objects I1 implemented by the camera 41 as a relative coordinate concept based on the photographed image by the camera 41 (A, A ', A' ') for the grab sorting object I1 through the detection of the coordinate movement according to the coordinate movement (see FIG. 5).

한편, 각 단계별 수의 비교에 관한 학습 게임을 실행하고자 하는 경우 스마트 TV(40)는 상술한 컨트롤 설정부(14)로부터 수신한 인식 모듈을 제 2 모드로 구동시켜 구비된 카메라(41)에 의한 화각 내에 촬영된 학습자에 대한 손을 인식한 뒤, 인식된 손의 제스처가 포인트 제스쳐(Point Gesture)와 그랩 제스쳐(Grab Gesture) 인지를 분석한다. On the other hand, when it is desired to execute a learning game about the comparison of the number of steps, the smart TV 40 drives the recognition module received from the control setting unit 14 described above by the camera 41 provided in the second mode After recognizing the hand of the learner photographed within the angle of view, it analyzes whether the recognized hand gesture is a point gesture or a grab gesture.

스마트 TV(40)는 포인트 제스쳐(Point Gesture)로 분석된 경우, 포인트 제스쳐에 대한 카메라(41)에 의해 인식된 좌표 영역으로부터 방향 제스쳐 입력과 그랩 제스쳐의 연속적 인식이나, 그랩 제스쳐의 인식을 대기한다. When analyzed by the point gesture, the smart TV 40 waits for continuous recognition of the direction gesture input and the grab gesture from the coordinate area recognized by the camera 41 for the point gesture, or recognition of the grab gesture .

제 1 실시예로, 스마트 TV(40)는 포인트 제스쳐에 대한 카메라(41)에 의해 인식된 좌표 영역으로부터 방향 제스쳐 입력이 인식된 경우, 포인트 제스쳐에 대한 카메라(41)에 의해 인식된 좌표 영역으로부터 손의 방향 제스쳐 입력이 인식된 거리 만큼에 대한 좌표 영역이 이동된 출력부(42) 상의 부등호 정보를 분석한다. 이후, 스마트 TV(40)는 분석된 출력부(42) 상의 부등호 정보의 좌표 영역에서 손의 그랩 제스쳐가 인식된 경우, 해당 좌표 영역의 부등호 정보가 선택된 것으로 분석한다. 제 2 실시예로, 스마트 TV(40)는 포인트 제스쳐에 대한 카메라(41)에 의해 인식된 좌표 영역에서 손의 그랩 제스쳐가 인식된 경우, 해당 좌표 영역의 부등호 정보가 선택된 것으로 분석함으로써(도 6 참조), 분석된 부등호 정보를 활용해 수의 비교에 관한 정답 및 오답 여부를 판단할 수 있다.
In the first embodiment, when the direction gesture input is recognized from the coordinate area recognized by the camera 41 for the point gesture, the smart TV 40 determines, from the coordinate area recognized by the camera 41 for the point gesture The inequality information on the output unit 42 in which the coordinate region corresponding to the recognized distance of the hand's direction gesture input is shifted is analyzed. Then, when the grab gesture of the hand is recognized in the coordinate region of the inequality information on the analyzed output unit 42, the smart TV 40 analyzes that the inequality information of the coordinate region is selected. In the second embodiment, when the grab gesture of the hand is recognized in the coordinate region recognized by the camera 41 for the point gesture, the smart TV 40 analyzes that the inequality information of the coordinate region is selected (Fig. 6 ), And using the analyzed inequality information, it is possible to judge correct answers and wrong answers regarding the comparison of numbers.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

1: 체감형 수학 학습 통합 서버
10: 콘텐츠 서버
10a: 인공지능 출제 모듈
10b: 학습 이력 데이터베이스(DB)
11: 게임단계 구성부
12: 이벤트 처리부
13: 난이도 설정부
14: 컨트롤 설정부
15: 사용자 입력부
16: 스마트 TV 연동부
20a: 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버
20b: 수의 비교 학습데이터 서버(20b)
30: 통신망
40: 스마트 TV
41: 출력부
42: 카메라1: Haptic type math learning integration server
10: Content server
10a: Artificial intelligence module
10b: learning history database (DB)
11:
12: Event processor
13: difficulty setting unit
14: Control setting section
15: User input
16: Smart TV Interworking Department
20a: the ratio of the number and the measurement learning data server
20b: number comparison learning data server 20b:
30: Network
40: Smart TV
41: Output section
42: camera

Claims (8)

체감형 수학 학습 통합 서버(1), 통신망(30), 그리고 적어도 하나 이상의 스마트 TV(40)를 포함하며, 체감형 수학 학습 통합 서버(1)는 콘텐츠 서버(10), 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)를 포함하는 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템에 있어서,
콘텐츠 서버(10)는,
수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)의 의해 구축된 단계별 수의 비율 및 측정 학습 데이터베이스, 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의해 구축된 단계별 수의 비교 학습 데이터에 대해 각 스마트 TV(40)를 통해 수학 학습을 수행하는 학습자의 수준에 따른 각 수학 학습 단계에서 수준별 수학 학습 문제 출제가 수행되도록 하되, 각 스마트 TV(40)를 통해 수학 학습을 수행하는 학습자의 학습 이력 정보를 기초로 분석된 학습 패턴에 따른 수학 학습 문제 정보의 지속적인 변환을 수행하여 각기 다른 학습자가 동시에 각 단계 중 초기 단계의 수학 학습 문제 정보는 동일하게 구현되도록 하나, 최종적으로 학습하는 수학 학습 문제 정보는 각 학습자의 수준에 맞는 것이 구현되도록 하는 인공지능 출제 모듈(10a); 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)에 의한 학습 난이도에 따른 수의 비율 및 측정에 관한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 각 단계로의 구분을 위한 단계 정보를 관리자로부터 입력받아 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a)로 제공하며, 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 의한 학습 난이도에 따른 수의 비교에 관한 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 각 단계를 구분을 위한 단계 정보를 관리자로부터 입력받아 학습 데이터 서버(20)로 제공하는 게임단계 구성부(11); 각 스마트 TV(40) 상에 앱센터(50)로부터 수신받은 체감형 수학 학습 게임 어플리케이션(Application)이 다운로드 되고 스마트 TV(40) 상에서 실행되면, 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a) 및 수의 비교 학습데이터 서버(20b)에 각각 저장된 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠, 그리고 각 단계별 수의 비교에 관한 학습콘텐츠를 통신망(30)을 통해 스마트 TV(40)로 전송하는 이벤트 처리부(12); 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a), 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b) 각각에 의한 학습 난이도에 따른 수학 학습 데이터베이스(DB)를 구성시 구분된 각 단계별 수의 비율 및 측정 문제 정보, 수의 비교 문제 정보에 대한 상, 중, 하로 구분된 난이도를 혼합하여 구축하도록 제어하며, 난이도 정보를 수의 비율 및 측정 학습데이터 서버(20a), 그리고 수의 비교 학습데이터 서버(20b)로 제공하는 난이도 설정부(13); 학습자의 손 제스쳐에 대한 인식 모듈을 생성하되, 인식 모듈은 수의 비율 및 측정 문제 정보에 대한 스마트 TV(40) 상 구현시의 "제 1 모드"와, 수의 비교 문제 정보에 대한 스마트 TV(40) 상 구현시의 구현시의 "제 2 모드"로 기능하는 컨트롤 설정부(14); 를 포함하고, 이벤트 처리부(12)에서 전송되는 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠, 그리고 수의 비교에 관한 학습콘텐츠의 각 단계(1 내지 6단계)에서의 수준별 프로세스를 포함하여 전송되며, 각 수준별 프로세스는 인공지능 출제 모듈(10a)에 의해 생성되는 것이고,
스마트 TV(40)는,
각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습 게임을 실행하고자 하는 경우 인식 모듈을 "제 1 모드"로 구동시켜 각 단계별 수의 비율 및 측정에 관한 학습콘텐츠가 출력부(42) 상으로 구현되고 카메라(41)의 인식을 통해 카메라(41)의 화각 내에 촬영된 학습자에 대한 손을 인식한 뒤, 포인트 제스쳐(Point Gesture)에 대한 인식시 무작위로 구현된 다수의 수량 구분 객체(I1)에 대해 카메라(41)에 의한 촬영 영상을 기준으로 상대적 좌표 개념으로 인식한 후, 그랩 제스쳐(Grab Gesture)에 의한 인식시 그랩 제스쳐 이후의 손의 드래그에 따른 좌표 이동 감지를 통해 그랩된 수량 구분 객체(I1)에 대한 각 구획(A,A',A'')을 이동시켜 정답을 풀도록 하는 학습 원리를 제공하고,
각 단계별 수의 비교에 관한 학습 게임을 실행하고자 하는 경우 인식 모듈을 "제 2 모드"로 구동시켜 구비된 카메라(41)에 의한 화각 내에 촬영된 학습자에 대한 손을 인식한 뒤, 인식된 손의 제스처가 포인트 제스쳐(Point Gesture)와 그랩 제스쳐(Grab Gesture) 인지를 분석하고, 포인트 제스쳐(Point Gesture)로 분석된 경우, 포인트 제스쳐에 대한 카메라(41)에 의해 인식된 좌표 영역으로부터 방향 제스쳐 입력과 그랩 제스쳐의 연속적 인식이나, 그랩 제스쳐의 인식을 대기하여 그랩 제스쳐가 인식된 좌표 영역의 부등호 정보를 분석하여 정답을 풀도록 하는 원리를 제공하는 것을 특징으로 하는 스마트 TV 플랫폼 게임 기반의 인공지능 수학 문제 출제 시스템.A tangible math learning integration server 1 includes a communication network 30 and at least one smart TV 40. The tangible math learning integration server 1 includes a content server 10, A smart TV platform game-based AI mathematical problem solving system including a data server (20a) and a number of comparison learning data server (20b)
The content server 10,
And the ratio of the number of steps built by the measurement learning data server 20a and the comparison learning data constructed by the number comparison learning data server 20b, 40 based on the learning history information of the learner who performs the mathematical learning through each smart TV 40. In this case, The mathematical learning problem information of the initial stage of each stage is implemented at the same time by performing continuous conversion of the mathematical learning problem information according to the analyzed learning pattern, An artificial intelligence module 10a for realizing a level corresponding to the level of the intelligence module 10a; And the number of ratios according to the degree of learning difficulty by the measurement learning data server 20a and the step information for dividing into the respective stages in the construction of the mathematical learning database (DB) And the measurement learning data server 20a. When the mathematical learning database DB for comparing the numbers according to the learning degree of difficulty by the number comparison learning data server 20b is configured, step information for dividing each step is provided A game phase constructing unit (11) receiving input from an administrator and providing it to a learning data server (20); When the sensible type math learning game application received from the app center 50 on each smart TV 40 is downloaded and executed on the smart TV 40, the ratio of the number and the number of the measurement learning data server 20a and the number To the smart TV 40 via the communication network 30, the learning contents related to the ratio and the measurement of each step stored in the comparison learning data server 20b, (12); The ratio of the number of each step and the measurement problem information classified in the construction of the mathematical learning database DB according to the learning difficulty by the ratio of the number of learning data servers 20a and the comparison learning data server 20b, And the degree of difficulty classified into the upper, middle, and lower parts of the number comparison problem information is controlled to be mixed, and the degree of difficulty information is provided to the ratio of the number, the measurement learning data server 20a, and the number of the comparison learning data server 20b A difficulty level setting unit 13; The recognition module generates a recognition module for the learner's hand gesture, wherein the recognition module generates a "first mode" when implementing on the smart TV 40 for the ratio of the number and the measurement problem information, A control setting unit 14 functioning as a "second mode " , And is transmitted including the learning contents related to the ratios of the number of steps in the event processing unit 12 and the measurement, and the level-specific processes in the respective steps (steps 1 to 6) of the learning contents regarding the comparison of numbers , The process for each level is generated by the artificial intelligence module 10a,
The smart TV 40,
In the case where it is desired to execute a learning game relating to the ratio of each number of steps and the measurement, the recognition module is driven in the "first mode ", and the learning contents related to the ratios and the measurement for each step are implemented on the output unit 42, 41 and recognizes the hand of the learner photographed within the angle of view of the camera 41 and recognizes the point gesture with respect to a plurality of quantity identification objects I1 randomly implemented upon recognition of the point gesture, 41 as a relative coordinate concept based on the captured image and then detects the movement of the coordinate due to the drag of the hand after the grab gesture at the time of recognition by the grab gesture, (A, A ', A'') to solve the correct answer,
In a case where a learning game relating to the comparison of the number of steps is to be executed, the recognition module is driven in the " second mode ", and the hand of the learner photographed within the angle of view by the camera 41 provided is recognized, The gesture is analyzed as a point gesture and a grab gesture. When the gesture is analyzed as a point gesture, a direction gesture input from a coordinate area recognized by the camera 41 for the point gesture, And provides the principle of waiting for the continuous recognition of the grab gesture or the recognition of the grab gesture to analyze the inequality information of the coordinate area in which the grab gesture is recognized to solve the correct answer. Entry system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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[두산동아/학습]게임처럼 재미있는 수학 '얌얌수학'-창의력 향상에 도움이 되는 교육용 게임 시리즈/수학 게임용 앱. 네이버 블로그, [online], 2012.06.25, [2015.08.06. 검색], http://blog.naver.com/lovemom_kr/150141265676*
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