KR102346158B1 - 감성지능 교육 ai 스피커 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감성지능 교육 AI 스피커 시스템에 관한 것으로서, 어린 자녀의 감정을 신속하게 파악하여 부모에게 전달할 수 있도록 하여 부모로 하여금 자녀에게 보다 신속한 감정 대응이 가능하게 되고, 이에 따른 자녀의 감성지능을 향상시키는 효과를 나타내기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 외부 소리를 감지하는 음성 감지부(10)와; 카메라를 통한 주변의 신체 움직임을 감지하는 동작 감지부(20)와; 소리 및 영상 데이터의 보관이 이루어지는 DB보관부(30)와; 상기 DB보관부(30)에 저장된 소리 데이터의 선택적인 외부 출력이 이루어지는 음성 출력부(40)와; 상기 DB보관부(30)에 저장된 영상 데이터의 선택적인 디스플레이가 이루어지는 영상 출력부(50)와; 상기 각 구성의 동작을 제어하는 제어부(60);를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

감성지능 교육 AI 스피커 시스템{Emotional Intelligence Education AI Speaker System}

본 발명은 감성지능 교육 인공지능 스피커에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 어린 자녀에게 감성지능을 교육함과 함께 올바르고 행복하게 성장하는데 도움을 줄 수 있는 AI 스피커 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 AI 스피커는, 자연언어 처리 등 인공지능을 이용하여 사용자의 명령을 이해하고, 빅데이터 등을 이용하여 데이터 처리를 하여, 사용자의 명령에 대한 응답을 소리로 출력하는 인공지능 시스템이다.

이러한 인공지능 스피커(혹은 인공지능 비서)는 음성인식, 클라우드, 인공지능 기술을 활용하여 사용자의 음성을 인식하고 의사소통을 하는 장치이다. 이 의사 소통을 통해 인공지능 스피커는 사물인터넷(IoT) 기능이 있는 주변 기기(조명, 온도조절, 가스밸브 등)를 제어할 수 있고 사용자가 희망하는 음악을 재생할 수도 있으며 각종 정보를 사용자에게 제공할 수도 있다.

인공지능 스피커를 활용하려면 먼저 호출어(wake-up-word)를 들려주어 인공지능 스피커를 리퀘스트 대기모드로 만들어야 한다. 그리고 나서 음성으로 명령을 내리거나 질문을 하면 인공지능 스피커는 광대역 네트워크를 통해 음성을 서버로 전달하고, 서버는 자연어를 컴퓨터가 인식할 수 있는 언어로 해석하여 인공지능 스피커가 제공할 서비스를 알려준다.

그러나 종래 인공지능 스피커는 단순히 입력된 데이터를 기반으로 입력 및 출력 알고리즘이 반복되는 시스템 구성을 이루고 있는 것으로, 어린 아이 및 어린 자녀의 감성지능에 도움이 될 수 있는 AI스피커가 요구되는 실정이다.

대한민국 특허등록 제1953154호(2019.02.22.등록) 대한민국 특허등록 제1950721호(2019.02.15.등록)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 부모가 어린 자녀의 감성지능을 이해하고 파악하는데 도움을 줄 수 있는 AI 스피커 시스템을 제공함으로써 자녀의 감성지능을 향상시킴과 함께 바르게 성장해 갈 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 AI 스피커는, 외부 소리를 감지하는 음성 감지부와; 카메라를 통한 주변의 신체 움직임을 감지하는 동작 감지부와; 소리 및 영상 데이터의 보관이 이루어지는 DB보관부와; 상기 DB보관부에 저장된 소리 데이터의 선택적인 외부 출력이 이루어지는 음성 출력부와; 상기 DB보관부에 저장된 영상 데이터의 선택적인 디스플레이가 이루어지는 영상 출력부와; 상기 각 구성의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 제어부에서는 음성 감지부 및 음성 출력부를 통한 대화가 이루어지도록 하여, 자폐증 또는 언어 장애 여부의 판단이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 AI 스피커는, 어린 자녀의 감정을 신속하게 파악하여 부모에게 전달할 수 있게 되어 부모로 하여금 자녀에게 보다 신속한 감정 대응이 가능하게 되고, 이에 따른 자녀의 감성지능을 향상시키는 효과를 나타낸다.

특히, 울음소리뿐만 아니라 동작 모션을 감지하여 이를 저장 데이터와 비교하여 감성 파악에 활용토록 함으로써 감성지능 교육 효과를 극대화하는 이점을 나타낸다.

또한, 영유아의 언어발달 및 자녀와 소통을 통해 자폐증 진단, 언어장애 등 각종 이상유무를 판단, 진단하는데 도움을 줄 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 스피커 시스템 블럭 구성도.
도 2는 본 발명의 AI 스피커 활용 개념도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 스피커 시스템의 구성을 도 1을 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서의 AI 스피커(100)는, 외부 소리를 감지하는 음성 감지부(10)와, 카메라를 통한 주변의 신체 움직임을 감지하는 동작 감지부(20)와, 대용량의 소리 및 영상 데이터의 저장이 이루어지는 DB보관부(30)와, 상기 DB보관부(30)에 저장된 소리 데이터의 선택적인 외부 출력이 이루어지는 음성 출력부(40)와, 상기 DB보관부(30)에 저장된 영상 데이터의 선택적인 디스플레이가 이루어지는 영상 출력부(50)와, 상기 각 구성의 동작을 제어하는 제어부(60)로 구성된다. AI 스피커(100)의 동작에 필요한 전원부의 구성은 생략하였다.

이때, 제어부(60)에서는 음성 감지부(10)에서 감지된 소리 데이터를 DB보관부(30)에 저장된 데이터와 비교하여 일치되는 데이터에 대한 안내멘트가 음성 출력부(40)를 통해 출력시키게 된다.

또한, DB보관부(30)에는 아이의 울음소리 저장 데이터 외에 음성 감지부(10)를 통해 입력되는 새로운 소리 데이터가 실시간으로 업데이트 저장되어 이후 빅데이터 형태로 계속적인 활용이 이루어지게 된다.

또한, DB보관부(30)에는 입력되는 음성 및 영상과 비교를 위한 데이터뿐만 아니라, 음성 출력부(40) 및 영상 출력부(50)를 통해 출력되는 음성 및 영상 데이터의 보관이 함께 이루어지게 된다. 이때, 음성 출력부(40)를 통해서는 제어부(60)를 통해 판단된 자녀의 현재 감성상태의 안내멘트 정보가 출력되어지게 되고, 영상 출력부(50)를 통해서는 상기 감성상태에 맞도록 설정된 동영상 또는 그림이나 사진의 출력이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 음성 출력부(40)를 통하여 출력되는 음성 멘트는 WIFI 기반을 통하여 DB보관부(30)에 저장되어 있는 부모의 스마트폰(200)으로 실시간 송출이 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 AI 스피커(100)의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

생후 1년 미만의 영유아를 키우는 가정에서는 본 발명 AI 스피커(100)가 자녀의 울음소리 또는 동작 모션을 감지하여 아이의 감성상태를 부모에게 안내해주는 기능을 수행하게 된다.

예를 들어서, 10개월인 아기가 갑자기 울음을 터트렸을 때 엄마는 영문도 모른체 달래주기 시작한다.

그러나 아이의 울음소리는 매우 다양하기 때문에 정확한 이유를 파악하기에 어려움이 있다.

이때, AI 스피커(100)에서는 음성 감지부(10)를 통해 입력된 소리 데이터를 DB보관부(30)에 저장된 데이터와 비교를 통하여 일치되는 데이터를 찾은 후, 해당 데이터에 매칭된 감성상태 데이터를 파악한 후, 그 결과를 음성 출력부(40)를 통해 출력하게 된다.

즉, 일 예로 아이의 울음소리가 입력되면 본 발명의 AI 스피커(100)에서는 음성 출력부(40)를 통하여 "지금 당신의 아이가 배가 고픈가 보네요? 오늘은 미세먼지가 심하니 도라지 소고기 스프를 해주는 건 어떨까요?" 등과 같은 자녀의 현재 감성 정보를 부모에게 제공해주게 된다.

또한, 자녀의 울음소리뿐만 아니라 동작상태를 동작 감지부(20)를 통해 감지하여 이를 DB보관부(30)에 저장된 영상 정보와 비교를 통해 감성 확인이 이루어질 수 있게 되어, 보다 정확한 자녀의 현재 감성상태의 정보 제공이 이루어지게 되는 이점을 나타낸다.

이러한 음성 출력부(40)를 통해 제공되는 정보는 직접 AI 스피커(100)에 구비된 스피커를 통해 출력이 이루어질 수도 있으며, 필요에 따라서 부모가 원거리(주방, 화장실 또는 실외 등)에 있는 경우에는 부모의 스마트폰(200)을 통해 전달이 이루어질 수도 있도록 설정이 가능하게 된다.

한편, 영상 출력부(50)에서는 제어부(60)에서 파악된 자녀의 감성에 대응되어, 자녀의 시선을 끌어줄 수 있는 동영상 또는 그림이나 사진이 디스플레이 되어짐이 바람직하다.

또한, 본 발명의 AI 스피커(100)는 영유아의 언어 발달에 도움을 주는 기능을 수행하게 된다.

일반적으로, 올바른 언어 발달을 위해서 아기는 생후 18개월이 지나면 전두엽이 폭발적으로 성장하면서 문장을 이해하게 되며, 부모와 간단한 소통이 가능한 시기로서 아이의 언어 발달을 올바르게 성장시키기 위해서 아이와 간단한 의사소통을 하게끔 도와줄 수 있다.

이때, 본 발명의 AI 스피커(100)를 1~13세 어린 자녀를 키우는 방에 놓아두게 되면, 간단한 대화, 교육을 도와주어서 귀가 트이는 것에 도움을 줌과 함께 언어발달 향상에 도움을 줄 수 있게 된다.

즉, 귀가 트이려면 간단한 단어, 문장을 꾸준히 들어야 하는데, 본 발명의 스피커는 우선적으로 아이의 귀가 트이는 것에 도움을 줄 수 있는 것으로, 아이가 옹알이를 시작하는 시기에 아이에게 지속적이면서 반복적인 대화 학습을 통하여 간단한 대화, 교육이 이루어질 수 있다.

나아가 아이와 상호 작용을 하여 반복적인 소통을 통하여 아이의 이상 증세(자폐, 언어장애 등)를 조기 발견하는데에 활용할 수 있는 것으로, 일 예를 들어 18개월이 지나 36개월이 되었는데도 아이가 여전히 스피커와 대화할 수 없는 상태이면 스피커는 아이의 이상 유무를 진단하게 된다.

만약 아이가 또래 평균치 데이터와 비교해 뭔가 반복적인 행동을 보인다던지, 한가지에 집착을 보이는 행동을 하였을 때 역시 이상유무를 진단하여 자폐증 증을 조기에 발견 및 치료에 도움을 줄 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 AI 스피커는, 갓난 아이 부터 13세(청소년기) 자녀의 감정을 신속하게 파악하여 부모에게 전달할 수 있게 되어 부모로 하여금 자녀에게 보다 신속한 감정 대응이 가능하게 되고, 이에 따른 자녀의 감성지능을 향상시키는 효과를 나타낸다.

또한, 영유아의 언어발달 및 자녀와 소통을 통해 자폐증 진단, 언어장애 등 각종 이상유무를 판단, 진단하는데 도움을 줄 수 있게 된다.

그리고 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 인공지능 스피커 시스템 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 본 발명의 AI 스피커가 어린 자녀의 현재 감성지능 상태를 파악하는데 활용되는 형태로 설명 및 도시되었으나, DB 저장량의 확대를 통하여 차후에는 강아지나 고양이 등과 같은 반려동물에도 적용되어질 수 있게 된다.

또한, 제공되는 정보는 현재의 자녀 감성상태뿐만 아니라 지금까지 축적된 데이터를 활용하여 자녀의 장점은 무엇인지, 자녀에게 부족한 점은 무엇인지에 대한 정보까지도 제공이 이루어질 수 있게 된다.

따라서 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 음성 감지부 20 : 동작 감지부
30 : DB보관부 40 : 음성 출력부
50 : 영상 출력부 60 : 제어부
100 : AI 스피커

Claims (6)

1. 아이의 울음소리를 감지하는 음성 감지부(10)와;
   아이의 동작 상태를 감지하는 동작 감지부(20)와;
   상기 아이의 울음 소리 및 상기 아이의 동작 상태의 영상 데이터의 저장이 이루어지는 DB보관부(30)와;
   상기 아이의 감성상태의 안내멘트 정보가 출력되는 음성 출력부(40)와;
   상기 DB보관부(30)에 저장된 영상 데이터 중
   상기 감성상태에 맞도록 설정된 동영상, 그림, 사진 중 적어도 어느 하나가 출력되는 영상 출력부(50)와;
   상기 음성 감지부(10)를 통해 감지된 울음소리와 일치하는 기저장된 울음소리로부터 아이의 감성상태를 판단하여, 상기 감성상태에 대응하는 안내멘트 및 영상을 출력하도록 상기 각 구성의 동작을 제어하는 제어부(60);
   를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 감성지능 교육 AI 스피커 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부(60)에서는 음성 감지부(10)에서 감지된 소리 데이터를 DB보관부(30)에 저장된 데이터와 비교하여 일치되는 데이터에 대한 안내멘트가 음성 출력부(40)를 통해 출력시키는 것을 특징으로 하는 감성지능 교육 AI스피커 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 DB보관부(30)에는 음성 감지부(10)를 통해 입력되는 소리 데이터가 실시간으로 저장되어 빅데이터 형태로 활용이 이루어지는 것을 특징으로 하는 감성지능 교육 AI스피커 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상 출력부(50)에서는 제어부(60)에서 파악된 자녀의 감성에 대응될 수 있는 동영상 또는 그림이 디스플레이 되어지는 것을 특징으로 하는 감성지능 교육 AI스피커 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 음성 출력부(40)는 저장되어 있는 부모의 스마트폰(200)으로 실시간 송출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 감성지능 교육 AI스피커 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부(60)에서는 음성 감지부(10) 및 음성 출력부(40)를 통한 대화가 이루어지도록 하여, 자폐증 또는 언어 장애 여부의 판단이 이루어지는 것을 특징으로 하는 감성지능 교육 AI스피커 시스템.
   

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