KR102293743B1 - 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템 - Google Patents

인공지능 챗봇 기반 케어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템에 관한 것으로서, 사용자 단말로부터 전송된 질의 또는 사용자로부터 발화된 음성 또는 사용자의 행동을 센서를 통해 수집하고 해당 요청에 대한 결과를 출력시키는 챗봇; 및 상기 챗봇과 네트워크를 통해 연결되며 챗봇으로부터 수집된 정보를 수신하여 상기 수집된 정보를 기반으로 사용자 질의를 파악하여 해당 질의에 대한 처리 정보를 상기 챗봇으로 전송하는 서비스 제공서버; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 3D캐릭터를 활용한 시각적 챗봇 인터페이스를 적용하여 고령의 시니어 사용자들이 인공지능 챗봇의 대한 용이한 접근이 구현될 수 있다.
또한, 케어 서비스 제공에 있어서, 사실적 홀로그래픽 기법으로 구현되는 상호작용이 가능한 3D그래픽 정보의 출력으로 직관적이고 구체적 정보의 정보전달이 구현될 수 있다.
또한, 인공지능에 의한 생활정보 및 의료상담 서비스의 결과를 인공지능의 음성지원에 매칭되는 3D 아바타에 의한 감성적 인터페이스의 구현으로 고령의 사용자가 가질 수 있는 인공지능에 대한 거부감을 완화하고 사실적 입체감을 구현하는 홀로그래픽 방식을 사용한 다양한 의료정보 서비스를 제공할 수 있다.

Description

인공지능 챗봇 기반 케어 시스템{AI Chatbot based Care System}
본 발명은 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템에 관한 것이다.
인공지능 음성인식 챗봇 기술은 나날이 전 방위적으로 확산되고 있으며, 여러 IT 기술과 융합하여 헬스케어 사업에 인공지능 챗봇을 이용한 의료상담 및 돌보미 기술의 발달은 다양한 형태로 연구, 발전되고 있다.
여기서, 챗봇의 원활한 대화를 위해서는 인공지능(AI)과 빅데이터 분석 기술을 기반으로 기계가 음성·문자 등을 식별할 수 있는 패턴 인식 기술, 인간의 언어를 컴퓨터에 인식시켜 질의응답·번역 등에 활용하는 자연어 처리 기술, 컴퓨터가 정보를 이해하고 논리적으로 추론할 수 있는 시멘틱 웹 기술, 문자로 구성된 데이터에서 유용한 정보를 찾아내는 텍스트마이닝 기술, 대화 상대의 상황과 문맥을 파악하는 상황인식 컴퓨팅 기술 등이 필요하다.
인간과 인간의 대화는 한쪽이 일방적으로 질문하는 것이 아니라 서로 질문과 대답을 주고 받는 것이 일반적이다. 그러나, 종래 인간과 대화하는 챗봇의 경우에는 주로 사용자의 일방적인 질문에 대답을 하거나 명령에 따른 처리에 중점을 두고 있어, 인간과 대화한다는 느낌을 가지기 어렵다는 문제점이 있었다.
한편, 최근 무선망과 이동 통신 단말을 이용하여 사용자의 건강 정보에 대한 분석 결과를 단시간 내에 알 수 있도록 하는 건강관리 방법이 개발되고 있다.
그러나 이러한 종래 건강관리 방법의 경우, 사용자가 직접 건강 정보를 이동 통신 단말에 입력하는 방식인 바, 사용자가 이러한 방법을 사용함에 있어 불편함이 있으며, 더욱이 챗봇이 점차 개발 및 발전되고 있는 현 시점에서, 인공지능에 의한 생활정보 및 의료상담 서비스의 결과를 인공지능의 음성지원에 매칭되는 3D 아바타에 의한 감성적 인터페이스의 제공이 가능한 챗봇의 구현으로 고령의 사용자가 가질 수 있는 인공지능에 대한 거부감을 완화하고 사실적 입체감을 구현하는 홀로그래픽 방식을 사용한 다양한 의료정보 서비스를 제공할 수 있는 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 기술 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2019-00338982호
본 발명의 목적은, 음성인식 챗봇 기술과 홀로그래픽 디스플레이 기술을 융합 활용한 시스템으로, 인공지능과 사용자 간의 상호작용의 한계와 정보획득 방식의 감성적 사실적 표현방식의 획득으로 고령의 시니어 돌보미 기술이 궁극적으로 추구하는 인공지능과의 감성적 커뮤니케이션 방법의 강화에 효과적인 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 인공지능에 의한 생활정보 및 의료상담 서비스의 결과를 인공지능의 음성지원에 매칭되는 3D 아바타에 의한 감성적 인터페이스의 구현으로 고령의 사용자가 가질 수 있는 인공지능에 대한 거부감을 완화하고 사실적 입체감을 구현하는 홀로그래픽 방식을 사용한 다양한 의료정보 서비스를 제공할 수 있는 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템을 제공하는 데 있다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 사용자 단말로부터 전송된 질의 또는 사용자로부터 발화된 음성 또는 사용자의 행동을 센서를 통해 수집하고 해당 요청에 대한 결과를 출력시키는 챗봇; 및 상기 챗봇과 네트워크를 통해 연결되며 챗봇으로부터 수집된 정보를 수신하여 상기 수집된 정보를 기반으로 사용자 질의를 파악하여 해당 질의에 대한 처리 정보를 상기 챗봇으로 전송하는 서비스 제공서버; 를 포함하는 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 챗봇은, 기 등록된 사용자 단말의 접속 요청 또는 카메라를 통한 사용자 안면 정보를 획득하여 사용자를 인식하는 식별부; 상기 식별부에 의해 인식된 사용자의 행동 정보를 수집하는 키넥트 센서; 상기 식별부에 의해 인식된 사용자의 발화 정보를 수집하는 음성인식부; 상기 식별부의 의해 인식된 사용자 단말을 통한 질의를 수집하는 질의인식부; 상기 키넥트 센서 또는 음성인식부 또는 질의인식부에서 수집된 정보를 인공지능 기반의 신경망으로 분류하여 최종 요청 정보를 추출하고, 추출된 최종 요청 정보를 상기 서비스 제공서버로 전송 및 서비스 제공서버로부터 수신된 상기 최종 요청 정보에 대한 처리 정보를 전송받는 요청처리부; 및 상기 요청처리부로 수신된 처리 정보를 사용자에게 출력하는 정보출력부;를 포함한다.
또한, 상기 정보출력부는, 상기 서비스 제공서버로부터 전송된 처리 정보를 3차원 동영상 형태의 홀로그래픽으로 출력시키기 위한 홀로그램 출력부분; 및 상기 3차원 동영상과 동기화된 음성 정보를 출력시키는 음성 출력부분; 을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 챗봇은 측면을 기준으로 'ㄷ'자 형태로 마련되며, 상기 홀로그램 출력부분은 상기 챗봇의 상부 중앙에 설치되어 챗봇의 내부 공간으로 홀로그램을 출력시키도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 홀로그램 출력부분은 플로팅 홀로그래픽((Floating Holographic) 방식을 기반으로 동작하도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 서비스 제공서버는 상기 챗봇을 통해 수집된 질의 정보 또는 사용자에게 제공된 처리 데이터를 상기 요청처리부의 머신 러닝에 적용될 학습 데이터로 수집하여 실시간 또는 주기적으로 상기 요청처리부를 업데이트 시키도록 마련될 수 있다.
본 발명에 의해, 3D캐릭터를 활용한 시각적 챗봇 인터페이스를 적용하여 고령의 시니어 사용자들이 인공지능 챗봇의 대한 용이한 접근이 구현될 수 있다.
또한, 케어 서비스 제공에 있어서, 사실적 홀로그래픽 기법으로 구현되는 상호작용이 가능한 3D그래픽 정보의 출력으로 직관적이고 구체적 정보의 정보전달이 구현될 수 있다.
또한, 인공지능에 의한 생활정보 및 의료상담 서비스의 결과를 인공지능의 음성지원에 매칭되는 3D 아바타에 의한 감성적 인터페이스의 구현으로 고령의 사용자가 가질 수 있는 인공지능에 대한 거부감을 완화하고 사실적 입체감을 구현하는 홀로그래픽 방식을 사용한 다양한 의료정보 서비스를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 구성 개략도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 블럭도이며,
도 3 은 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 챗봇의 블럭도이며,
도 4 (a) 및 (b) 는 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 챗봇의 정면 및 측면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비한다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 구성 개략도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 블럭도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 챗봇의 블럭도이며, 도 4 (a) 및 (b) 는 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템의 챗봇의 정면 및 측면도이다.
도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템은, 사용자 단말로부터 전송된 질의 또는 사용자로부터 발화된 음성 또는 사용자의 행동을 센서를 통해 수집하고 해당 요청에 대한 결과를 출력시키는 챗봇(100); 및 상기 챗봇(100)과 네트워크를 통해 연결되며 챗봇으로부터 수집된 정보를 수신하여 상기 수집된 정보를 기반으로 사용자 질의를 파악하여 해당 질의에 대한 처리 정보를 상기 챗봇으로 전송하는 서비스 제공서버(200); 를 포함한다.
여기서, 상기 챗봇(100)은 식별부(110), 키넥트 센서(120), 음성인식부(130), 질의인식부(140), 요청처리부(150) 및 정보출력부(160)를 포함한다.
식별부(110)는 사용자 단말 또는 사용자의 안면 식별을 통한 사용자 개인 정보를 식별 관리하는 역할을 수행하는 구성으로, 기 등록된 사용자 단말의 접속 요청 또는 카메라를 통한 사용자 안면 정보를 획득하여 사용자를 인식하도록 마련된다.
키넥트 센서(120)는 상기 식별부(110)에 의해 인식된 사용자의 행동 정보를 수집하는 역할을 수행하며, 카메라를 이용한 촬영을 통해 실내 사용자의 모션을 인식하는 모션 인식 센서의 일종으로, 공간 인식 및 사물 인식을 위한 영상 카메라(RGB-카메라)와 뎁스-카메라(Z-카메라) 및 IR센서 등을 포함한다.
음성인식부(130)는 상기 식별부(110)에 의해 인식된 사용자의 발화 정보를 수집하는 역할을 수행하는 구성으로, 사용자로부터 발화된 음성 신호를 추출한 후 잡음을 제거하는 구성 및 이후 음성 신호의 특징을 추출하여 음성모델 데이터베이스(DB)와 비교하여 음성인식을 완료하는 구성이 포함될 수 있다.
질의인식부(140)는 상기 식별부(110)의 의해 인식된 사용자 단말을 통한 질의를 수집하는 역할을 수행하는 구성으로 텍스트 데이터에 대한 자연어 처리 기능, 자연어 처리된 텍스트 데이터 중 특징 정보를 추출하는 텍스트마이닝 기능, 대화 상태의 상황과 문맥을 파악하는 상황인식 기능을 포함하는 분석 모듈을 통해 질의 정보의 수집 및 가공을 수행한다.
요청처리부(150)는 상기 키넥트 센서(120) 또는 음성인식부(130) 또는 질의인식부(140)에서 수집된 정보를 인공지능 기반의 신경망으로 분류하여 최종 요청 정보를 추출하고, 추출된 최종 요청 정보를 상기 서비스 제공서버(200)로 전송 및 서비스 제공서버(200)로부터 수신된 상기 최종 요청 정보에 대한 처리 정보를 전송받는 역할을 수행하는 구성이다.
정보출력부(160)는, 본 발명의 특징적 구성으로, 상기 서비스 제공서버(200)로부터 전송된 처리 정보를 3차원 동영상 형태의 홀로그래픽으로 출력시키기 위한 홀로그램 출력부분(162); 및 상기 3차원 동영상과 동기화된 음성 정보를 출력시키는 음성 출력부분(164); 을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 챗봇(100)은, 도 4 에서와 같이, 측면을 기준으로 'ㄷ'자 형태로 마련되며, 상기 홀로그램 출력부분(162)은 상기 챗봇(100)의 상부 중앙에 설치되어 챗봇(100)의 내부 공간으로 홀로그램을 출력시키도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 홀로그램 출력부분은 플로팅 홀로그래픽((Floating Holographic) 방식을 기반으로 동작하도록 마련될 수 있다.
플로팅 홀로그램 기술은 특정 디스플레이 장치에서 출력되는 영상을 하프미러(half mirror)로 반사시켜, 출력된 영상이 배경영상과 함께 표시되도록 하는 기술이다. 구체적으로 상(image)이 맺히게 되는 투명한 필름인 포일(foil)을 사용하며, 프로젝터(projector)가 바닥을 향해 영상을 투사하면 반사패널에 반사되어 투명한 포일에 상이 맺혀 허공에 물체가 떠있는 것 처럼 보이게 하는 방식이다.
한편, 상기 서비스 제공서버(200)는 상기 챗봇(100)을 통해 수집된 질의 정보 또는 사용자에게 제공된 처리 데이터를 상기 요청처리부(150)의 머신 러닝에 적용될 학습 데이터로 수집하여 실시간 또는 주기적으로 상기 요청처리부(150)를 업데이트 시키도록 마련될 수 있으며, 이러한 지속적인 업데이트를 통해 챗봇(100)의 인공지능 및 인식 기능이 더욱 강화될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템은 사용자 단말에 설치되고 챗봇(100)과 연동되는 게임 프로그램을 통해 접근성이 더욱 강화될 수 있으며, 게임 프로그램의 플레이를 통한 획득 데이터를 서비스 제공 서버(200)로 전송하여 정제 및 시각화하여 사용자, 가족 및 헬스케어 전문의에게 제공하도록 할 수 도 있다. 예를 들면, 의료 상담 또는 시니어 사용자 돌보미 게임 및 챗봇으로부터 수집되는 정보의 융합을 통하여 현재 사용자의 상태를 추정할 수 있으며, 이러한 추정 정보를 전문의에게 제공하여 해당 상태에 대한 대응 방법을 사실적이고 감성적이며 재미 요소를 포함하는 삼차원 아바타의 홀로그램 출력으로 사용자 및 가족들에게 제공함으로써 사용자의 접근성을 더욱 강화시킬 수 있는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템은, 3D캐릭터를 활용한 시각적 챗봇 인터페이스를 적용하여 고령의 시니어 사용자들이 인공지능 챗봇의 대한 용이한 접근이 구현될 수 있다.
또한, 케어 서비스 제공에 있어서, 사실적 홀로그래픽 기법으로 구현되는 상호작용이 가능한 3D그래픽 정보의 출력으로 직관적이고 구체적 정보의 정보전달이 구현될 수 있다.
또한, 인공지능에 의한 생활정보 및 의료상담 서비스의 결과를 인공지능의 음성지원에 매칭되는 3D 아바타에 의한 감성적 인터페이스의 구현으로 고령의 사용자가 가질 수 있는 인공지능에 대한 거부감을 완화하고 사실적 입체감을 구현하는 홀로그래픽 방식을 사용한 다양한 의료정보 서비스를 제공할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 챗봇
110 : 식별부
120 : 키넥트 센서
130 : 음성인식부
140 : 질의인식부
150 : 요청처리부
160 : 정보출력부
162 : 홀로그램 출력부분 164 : 음성 출력부분
200 : 서비스 제공 서버

Claims (6)

  1. 사용자 단말로부터 전송된 질의 또는 사용자로부터 발화된 음성 또는 사용자의 행동을 센서를 통해 수집하고 해당 요청에 대한 결과를 출력시키는 챗봇; 및
    상기 챗봇과 네트워크를 통해 연결되며 챗봇으로부터 수집된 정보를 수신하여 상기 수집된 정보를 기반으로 사용자 질의를 파악하여 해당 질의에 대한 처리 정보를 상기 챗봇으로 전송하는 서비스 제공서버를 포함하고,
    상기 챗봇은,
    기 등록된 사용자 단말의 접속 요청 또는 카메라를 통한 사용자 안면 정보를 획득하여 사용자를 인식하는 식별부;
    상기 식별부에 의해 인식된 사용자의 행동 정보를 수집하는 키넥트 센서;
    상기 식별부에 의해 인식된 사용자의 발화 정보를 수집하는 음성인식부;
    상기 식별부의 의해 인식된 사용자 단말을 통한 질의를 수집하는 질의인식부;
    상기 키넥트 센서 또는 음성인식부 또는 질의인식부에서 수집된 정보를 인공지능 기반의 신경망으로 분류하여 최종 요청 정보를 추출하고, 추출된 최종 요청 정보를 상기 서비스 제공서버로 전송 및 서비스 제공서버로부터 수신된 상기 최종 요청 정보에 대한 처리 정보를 전송받는 요청처리부; 및
    상기 요청처리부로 수신된 처리 정보를 사용자에게 출력하는 정보출력부를 포함하며,
    상기 정보출력부는,
    상기 서비스 제공서버로부터 전송된 처리 정보를 3차원 동영상 형태의 홀로그래픽으로 출력시키기 위한 홀로그램 출력부분; 및
    상기 3차원 동영상과 동기화된 음성 정보를 출력시키는 음성 출력부분을 포함하고,
    상기 챗봇은 측면을 기준으로 'ㄷ'자 형태로 마련되며, 상기 홀로그램 출력부분은 상기 챗봇의 상부 중앙에 설치되어 챗봇의 내부 공간으로 홀로그램을 출력시키도록 마련되며,
    상기 홀로그램 출력부분은 플로팅 홀로그래픽((Floating Holographic) 방식을 기반으로 동작하는 것을 특징으로 하는 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서비스 제공서버는 상기 챗봇을 통해 수집된 질의 정보 또는 사용자에게 제공된 처리 데이터를 상기 요청처리부의 머신 러닝에 적용될 학습 데이터로 수집하여 실시간 또는 주기적으로 상기 요청처리부를 업데이트 시키는 것을 특징으로 하는 인공지능 챗봇 기반 케어 시스템.
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