KR102447486B1 - 대상 학습물에 대한 학습자의 간접적인 접촉과 가상 조작이 가능한 서비스 제공 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 그림 제작의 과정을 상호 실시간 시각적으로 공유함과 동시에, 다자간 영상통화가 가능하도록 한 구성을 통해 보다 원활한 소통이 이루어질 수 있는 것은 물론, 기진행한 그림 제작과정에 대한 리플레이 영상이 제공되도록 한 구성까지 더하여 맞춤형 미술지도 학습을 보다 효율적으로 달성시킬 수 있다. 나아가, 본 발명에 의하면, 드로잉 툴을 이루는 아이콘에 대해 그 속성 설정이 사용자의 간단한 동작(스트로크)에 의해 변환되면서, 그 변환된 설정 상태가 보다 확연히 드러나도록 한 구성을 통해 사용자가 보다 향상된 시인성을 갖는 제작환경에서 보다 신속하고 편리하게 그림을 제작할 수 있게 된다.

Description

대상 학습물에 대한 학습자의 간접적인 접촉과 가상 조작이 가능한 서비스 제공 시스템 {A service providing system that enables indirect contact and virtual manipulation of learners with target learning materials}

본 발명은 정규 교과서와 관련한 멀티미디어 정보를 자체적으로 방대하게 미리 수집하여 맞춤형 디지털 교재를 제작하는 구성을 통해 저작권 침해문제의 감소 및 신뢰도 높은 디지털 교재 서비스 체계의 확립을 달성할 수 있고, 교과서를 기반으로 하는 실감형의 AR/VR 영상 콘텐츠를 교육용 콘텐츠로 활용하면서 대상 학습물에 대한 학습자의 간접적인 접촉과 가상 조작이 가능해지도록 한 구성을 통해 학습자의 오감을 극대화하는 동시에, 보다 심층적이고 실제적인 탐구가 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 보다 효율적인 학습효과를 달성할 수 있는 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

현재, 국내 에듀테크(Education Technology)시장은 확대되고 있으나 그 성장세는 세계시장 대비 낮고, 영세사업자 비중이 높다.

예컨대, 소수의 대형사업자들에게 매출이 집중되는 한편, 전체 사업자 수의 절반을 차지하는 영세사업자의 매출은 1.6%에 불과해 산업 내 양극화가 존재하고, 이를 해결하기 위해 대형 에듀테크 기업은 기존 에듀테크 스타트업을 인수하면서 유망 에듀테크 스타트업을 직접 발굴 및 지원하며 새로운 기회를 모색하고 있다.

이에 따라, 에듀테크 스타트업은 기술력을 바탕으로 맞춤형 학습 서비스, 게임기반 학습, 외국어 교육, 코딩 교육 등 다양한 분야에서 성장하고 있다.

특히, 최근 코로나19로 인해 개학이 연기되고, 비대면 교육에 대한 관심이 높아짐에 따라 업계는 에듀테크 확산을 위해 발빠르게 대처하고 있으며, 국내 교육서비스 및 에듀테크 스타트업은 코로나19로 영향을 받는 학생들에게 자사 서비스 무료 이용 혜택을 주며 고객 유치에 나서고 있다.

앞으로도, 세계 에듀테크 시장규모가 2025년 3,420억 달러로 예상되어 2018년 1,530억 달러 대비 2배 이상 확대될 것이며, 기업가치가 10억 달러 이상인 상장기업도 100개 이상으로 크게 늘어날 전망이다.

이러한 가운데, 최근 들어, 디지털 교육환경이 빠른 속도로 변화하고 있으며, 그 예로 스마트기기(태블릿 PC, 스마트폰)로 수업이 가능한 디지털 교과서가 초, 중, 고등학교에 확대 보급되고 있고, 디지털 교과서에 탑재된 동영상, 웹정보, 이미지, 텍스트 등 다양한 멀티미디어 자료를 통하여 수업이 진행되고 있다.

그러나, 교과서 수업에 참고 학습이 가능한 참고서의 경우, 서책 형태로 판매되고 있으며, 디지털 참고서의 경우 서책이 PDF로 변환된 전자책으로 판매되고 있다.

또한, 인터넷 강의의 경우, 강사가 서책 참고서를 교재로 삼아 동영상 강의로 진행되는 주입식 수업이 일반적이고, 강의 중 수업 내용에 대한 질문을 할 경우에도 실시간으로 답변을 받기는 어려운 실정이며 오프라인 학원도 이와 유사한 방식으로 수업이 진행되고 있다.

예컨대, 학교 수업에서는 다양한 멀티미디어 자료가 탑재된 일체형 디지털 교과서 수업을 통해 학습자 스스로 학습 수준에 맞는 자료를 선택하여 내용을 이해할 수 있는 반면, 하교 후 학원과 인터넷 강의에 의지하거나 스스로 교과서 수업 자료를 수집하기에는 오랜 시간이 소요되고, 그 자료 또한 방대하여 일일이 파악하기에는 한계가 있다.

이와 같이, 온라인 교육 서비스는 대부분, 학습자의 학습능력, 학습특성이나 학습일정에 관계없이, 학습자가 선택한 교육 콘텐츠 정보를 미리 설정된 방법으로 일방적으로 제공하는 역할만을 수행하고 있으며, 특히, 학습자가 학습하고자 하는 과목의 콘텐츠를 선택하는 경우, 해당하는 과목의 교사 또는 강사가 칠판 앞에 서서 미리 설정된 학습일정에 따라 교육을 진행하는 동영상 교육 서비스를 제공받게 된다.

따라서, 학습자가 자신의 학습능력, 학습일정에 따라 적절한 교육 콘텐츠를 선택할 수 있을지라도, 학습자는 정해진 온라인 교육시간 내내 교사의 일방적인 설명과 문제풀이 모습을 보게 되므로, 지루한 수업환경을 야기하게 될 수도 있다는 한계점이 존재한다.

즉, 온라인 교육 서비스의 다양한 이점을 제공할 수 있고, 실제로 코로나 사태 이후, 직접 서로 대면하게 될 오프라인 교육에서도 흥미로운 콘텐츠 서비스를 제공함으로써, 학습자들의 적극적인 수업참여를 유도할 수 있는 새로운 형태의 디지털 교재 서비스 제공 시스템이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-2056822호(발명의 명칭: 학습 서비스 제공 방법 및 그 장치)

따라서, 본 발명은 정규 교과서와 관련한 멀티미디어 정보를 자체적으로 방대하게 미리 수집하여 맞춤형 디지털 교재를 제작하는 구성을 통해 저작권 침해문제의 감소 및 신뢰도 높은 디지털 교재 서비스 체계의 확립을 달성할 수 있고, 교과서를 기반으로 하는 실감형의 AR/VR 영상 콘텐츠를 교육용 콘텐츠로 활용하면서 대상 학습물에 대한 학습자의 간접적인 접촉과 가상 조작이 가능해지도록 한 구성을 통해 학습자의 오감을 극대화하는 동시에, 보다 심층적이고 실제적인 탐구가 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 보다 효율적인 학습효과를 달성할 수 있는 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단인 본 발명의 일 실시예에 따른 학습자의 제1 단말과 교사의 제2 단말을 원격 연결하여 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스를 제공하는 시스템에 있어서, 상기 학습자의 학습과 관련한 이벤트 정보를 실시간으로 검출하는 센서부; 상기 제1,2 단말 및 웹, 외부 서버와 네트워크를 구축하여 통신하면서 상기 외부 서버를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시키고, 상기 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 상기 웹 상에 업로드하며, 상기 제2 단말로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 업로드된 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 하고, 상기 이벤트 정보 중 어느 하나의 상기 교육용 콘텐츠를 선택하여 실행하는 학습자의 콘텐츠 실행신호가 검출되면, 상기 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제1,2 단말에 구비되어, 상기 제1 단말에서는 상기 제어부로부터 출력된 알림신호에 따라 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하되, 상기 제2 단말에서는 상기 제어부를 통한 제작환경의 디스플레이를 지원하는 알림부를 포함할 수 있고, 상기 교육용 콘텐츠는, 상기 정규 교과서의 내용을 기반으로 미리 수집된 3D 입체 이미지에 텍스트 형태의 설명정보를 매핑한 AR/VR 영상 콘텐츠를 포함할 수 있으며, 상기 이벤트 정보는, 상기 알림부의 화면을 조작하는 학습자의 조작신호를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 조작신호가 반영된 상기 AR/VR 영상 콘텐츠에 대한 알림신호를 출력할 수 있다.

또한, 상기 제1 단말은, 태블릿(Tablet) PC일 수 있고, 상기 센서부는, 상기 태블릿 PC의 키패드를 포함할 수 있으며, 상기 조작신호는, 상기 키패드를 이용하여 조작하는 키패드 조작신호일 수 있다.

또한, 제1 단말의 외형을 이루는 본체는, 폴더 형태로 폴딩가능하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 센서부는, 상기 제1 단말에 구비되어, 상기 학습자를 촬영하는 이미지 센서를 더 포함할 수 있고, 상기 이벤트 정보는, 상기 학습자의 안면, 안구, 동공, 눈꺼풀 중 적어도 어느 하나를 촬영한 이미지에 대한 데이터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1 단말로부터 획득되는 학습자의 인증정보와 상기 제2 단말로부터 획득되는 교사의 인증정보를 미리 저장된 인증 프로그램을 이용하여 분석하고, 상기 분석결과, 기등록된 학습자임이 인증되면, 상기 기등록된 학습자에게는 상기 디지털 교재의 이용권한을 부여하되, 기등록된 교사임이 인증되면, 상기 기등록된 교사에게는 상기 디지털 교재의 제작권한을 부여하는 인증모듈; 상기 외부 서버를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시키고, 상기 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 상기 웹 상에 업로드하며, 상기 인증모듈을 통해 상기 디지털 교재의 제작권한이 부여되면, 상기 제2 단말로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 업로드된 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 하는 제작모듈; 및 상기 센서부로부터 검출된 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 상기 제작모듈을 통해 제작된 디지털 교재에서 어느 하나의 교육용 콘텐츠가 실행되면, 상기 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력하고, 상기 교육용 콘텐츠가 AR/VR 영상 콘텐츠이면, 상기 센서부로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부를 통해 디스플레이되는 영상을 제어하는 영상제어모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제작모듈의 멀티미디어 정보는, 상기 정규 교과서에 대한 데이터와 미리 설정된 카테고리 정보를 기준으로 매칭될 수 있고, 상기 카테고리 정보는, 학교급, 학년, 학기, 과목, 단원, 차시 중 적어도 하나의 카테고리에 대한 데이터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 영상제어모듈은, 상기 센서부로부터 검출된 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 상기 AR/VR 영상 콘텐츠가 실행되면, 미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 통해 제작된 AR/VR 영상 콘텐츠에 대응하는 알림신호를 출력하면서, 상기 센서부로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부를 통해 디스플레이되는 AR/VR 영상 콘텐츠에 대한 영상을 제어하는 AR/VR 영상 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 AR/VR 영상 제어부는, 상기 제작모듈에서 미리 수집된 멀티미디어 정보 중 AR/VR 영상 생성을 위한 3D 이미지 데이터와 이에 대응하는 텍스트 데이터를 별도로 저장 및 관리하는 데이터 베이스부; 미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 이용하여 상기 데이터 베이스부에 저장된 3D 이미지 데이터와 텍스트 데이터를 조합하고, 상기 조합된 데이터에 AR/VR 처리기법을 적용하여 AR/VR 영상 데이터를 생성하는 AR/VR 영상 처리부; 및 상기 AR/VR 영상 처리부를 통해 생성된 AR/VR 영상 데이터가 상기 제작모듈로 공유되어 상기 멀티미디어 정보로서 활용되면서 상기 AR/VR 영상 콘텐츠로 최종 생성되면, 상기 콘텐츠 실행신호에 따른 상기 AR/VR 영상 콘텐츠의 실행 시에, 상기 알림부가 3D 입체 이미지 상에 텍스트 형태의 설명정보가 매핑된 AR/VR 영상을 디스플레이하도록 하는 알림신호를 출력하면서, 상기 센서부로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부에 디스플레이되는 AR/VR 영상에 대해 360도 다측면 뷰 변환, 특정 관심영역 확대/축소, 상기 설명정보의 팝업 중 적어도 하나를 제어하는 AR/VR 영상 출력부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 상기 콘텐츠 실행신호가 검출되는 시점을 기준으로, 상기 센서부의 이미지 센서를 통해 개별적으로 검출되는 이미지에 대한 데이터를 시간의 흐름에 따라 비교 분석하여 변화값을 산출하고, 상기 산출된 변화값을 상기 제2 단말에 의해 미리 지정된 학습도 분석 기준 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도 중 적어도 하나를 포함한 학습도의 분석결과에 대한 학습도 분석정보를 생성하는 학습도 분석모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 반응형 디지털 교재 서비스 시스템은, 상기 제1 단말에 구비되어, 임의의 음향신호를 출력하는 음향출력부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 학습도 분석모듈에서 생성된 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 음향정보로 음향신호가 출력되도록 제어하는 음향신호 제어모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 반응형 디지털 교재 서비스 시스템은, 상기 제1 단말에 구비되어, 임의의 광신호를 출력하는 발광부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 학습도 분석모듈에서 생성된 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 조명패턴정보로 광신호가 출력되도록 제어하는 광신호 제어모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 조명패턴정보는, ON/OFF 스위칭을 통해 상기 발광부가 임의의 패턴으로 점멸하도록 하는 점멸패턴정보, 상기 발광부에 흐르는 전류 또는 전압을 조절하여 상기 발광부가 임의의 패턴으로 밝기가 가변하도록 하는 디밍패턴정보, 상기 발광부가 임의의 패턴으로 색상이 가변되도록 하는 색상패턴정보 중 적어도 하나를 포함하여, 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도 중 적어도 하나를 포함한 학습도를 알리는 조명패턴에 대한 정보일 수 있다.

또한, 상기 제작모듈은, 상기 에디터 프로그램을 통해 상장 형태의 디지털 상장 콘텐츠가 제작되도록 할 수 있다.

또한, 상기 디지털 상장 콘텐츠는, 미리 지정된 상기 학습도 분석 기준 데이터에 기초하여, 일정 기준값을 충족하는 학습태도와 집중도의 성실한 학습자를 위한 노력상; 일정 기준값을 초과하는 학습태도와 집중도의 적극적인 학습자를 위한 참여상; 일정 기준값을 초과하는 성취도의 월등한 학습자를 위한 우등상; 및 일정 기준값을 초과하는 집중도와 AR/VR 영상 콘텐츠 실행량의 탐구력 높은 학습자를 위한 탐구상으로 구분되는 상장 정보를 갖도록 미리 제작될 수 있고, 상기 학습도 분석정보에 따라 상기 제1 단말에 선택적으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 외부 서버는, 임의의 학습자용 상품을 제공하기 위한 상품몰 서버를 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 상품몰 서버와의 제휴를 통해 상기 디지털 상장 콘텐츠의 상장 정보에 각각 대응하는 상품을 미리 지정하고, 상기 디지털 상장 콘텐츠의 제공 시점에, 해당 디지털 상장 콘텐츠의 상장 정보에 대응하는 지정 상품이 함께 제공되도록 하는 상품제공모듈을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 방법인 본 발명의 일 실시예에 따른 학습자의 제1 단말과 교사의 제2 단말을 원격 연결하여 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스를 제공하는 시스템의 제어방법으로서, a) 제어부가 외부 서버를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시키는 단계; b) 상기 제어부가 상기 a)단계에서의 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 웹 상에 업로드하는 단계; c) 알림부가 상기 제2 단말에서 상기 제어부를 통한 제작환경의 디스플레이를 지원하고, 상기 제어부가 제2 단말로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 b)단계에서 업로드된 상기 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 하는 단계; d) 상기 제어부가 센서부로부터 학습자의 콘텐츠 실행신호가 검출되면, 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력하는 단계; 및 e) 상기 알림부가 상기 d)단계를 통해 상기 제어부로부터 출력된 알림신호에 따라 상기 제1 단말에서 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 a)단계는, a-1) AR/VR 영상 제어부의 데이터 베이스부가 상기 제어부에서 미리 수집된 멀티미디어 정보 중 AR/VR 영상 생성을 위한 3D 이미지 데이터와 이에 대응하는 텍스트 데이터를 별도로 저장 및 관리하는 단계; 및 a-2) 상기 AR/VR 영상 제어부의 AR/VR 영상 처리부가 미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 이용하여 상기 a-1)단계를 통해 상기 데이터 베이스부에 저장된 3D 이미지 데이터와 텍스트 데이터를 조합하고, 상기 조합된 데이터에 AR/VR 처리기법을 적용하여 AR/VR 영상 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 b)단계는, b-1) 상기 AR/VR 영상 처리부가 상기 a)단계의 a-2)단계를 통해 생성된 AR/VR 영상 데이터가 상기 멀티미디어 정보로서 활용되면서 상기 AR/VR 영상 콘텐츠로 최종 생성되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d)단계는, d-1) 상기 AR/VR 영상 제어부의 AR/VR 영상 출력부가 상기 콘텐츠 실행신호에 따른 상기 AR/VR 영상 콘텐츠의 실행 시에, 상기 알림부가 3D 입체 이미지 상에 텍스트 형태의 설명정보가 매핑된 AR/VR 영상을 디스플레이하도록 하는 알림신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 e)단계는, e-1) 상기 AR/VR 영상 출력부가 센서부로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부에 디스플레이되는 AR/VR 영상에 대해 360도 다측면 뷰 변환, 특정 관심영역 확대/축소, 상기 설명정보의 팝업 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, d') 상기 제어부의 학습도 분석모듈이 상기 센서부로부터 상기 콘텐츠 실행신호가 검출되는 시점을 기준으로, 상기 센서부의 이미지 센서를 통해 개별적으로 검출되는 이미지에 대한 데이터를 시간의 흐름에 따라 비교 분석하여 변화값을 산출하고, 상기 산출된 변화값을 상기 제2 단말에 의해 미리 지정된 학습도 분석 기준 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도 중 적어도 하나를 포함한 학습도의 분석결과에 대한 학습도 분석정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, e'-1) 상기 제어부의 음향신호 제어모듈이 상기 d')단계를 통해 상기 학습도 분석모듈에서 생성된 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 음향정보로 음향신호가 출력되도록 제어하고, 음향출력부가 상기 제어에 따른 음향신호를 출력하는 단계; 및 e'-2) 상기 제어부의 광신호 제어모듈이 상기 d')단계를 통해 상기 학습도 분석모듈에서 생성된 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 조명패턴정보로 광신호가 출력되도록 제어하고, 발광부가 상기 제어에 따른 광신호를 출력하는 단계 중 적어도 어느 하나의 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 정규 교과서와 관련한 멀티미디어 정보를 자체적으로 방대하게 미리 수집하여 맞춤형 디지털 교재를 제작하는 구성을 통해 저작권 침해문제의 감소 및 신뢰도 높은 디지털 교재 서비스 체계의 확립을 달성할 수 있고, 교과서를 기반으로 하는 실감형의 AR/VR 영상 콘텐츠를 교육용 콘텐츠로 활용하면서 대상 학습물에 대한 학습자의 간접적인 접촉과 가상 조작이 가능해지도록 한 구성을 통해 학습자의 오감을 극대화하는 동시에, 보다 심층적이고 실제적인 탐구가 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 보다 효율적인 학습효과를 달성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 학습자가 사용하는 제1 단말을 태블릿 PC로 적용하고, 폴딩가능하게 폴더형으로 구성하여 실제 교과서와 유사한 느낌을 연출하면서 학습자에게 보다 친숙하게 다가갈 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 학습자의 학습도에 따라 다양한 음향패턴정보로 소리를 방출하는 음향출력부와, 학습자의 학습도에 따라 다양한 조명패턴정보로 발광하는 발광부가 제1 단말에 구비되도록 한 구성을 통해 학습자가 스스로 본인의 학습태도, 성취도, 집중도 등을 용이하게 인식할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 학습도 분석모듈을 통한 학습도 분석결과에 따라 상장 형태의 디지털 상장 콘텐츠가 학습자에게 제공되도록 하고, 이와 함께 상품몰 서버를 통한 부상이 동시 제공되도록 하여, 학습의지를 보다 고취시킬 수 있게 되며, 이에 따라, 학습자의 보다 활발하고 적극적인 학습태도를 기대할 수 있는 장점이 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템의 전자적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 따른 상기 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템에서 제어부의 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 상기 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템의 참여형 교육 서비스 제공 시스템의 제1 단말을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도.
도 5는 상기 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템에서 상기 제어부에 의해 제작되는 디지털 교재가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도.
도 6은 상기 디지털 교재에서 AR/VR 영상 콘텐츠의 종류를 예시적으로 나타낸 도면.
도 7은 상기 AR/VR 영상 콘텐츠를 선택하여 실행할 경우의 학습자에게 제공되는 디스플레이를 나타낸 사용예시도.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템의 전자적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 따른 상기 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템에서 제어부의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 상기 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템의 참여형 교육 서비스 제공 시스템의 제1 단말을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템의 제어방법을 나타낸 흐름도이며, 도 5는 상기 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템에서 상기 제어부에 의해 제작되는 디지털 교재가 알림부에 디스플레이되는 일례를 나타낸 사용예시도이고, 도 6은 상기 디지털 교재에서 AR/VR 영상 콘텐츠의 종류를 예시적으로 나타낸 도면이며, 도 7은 상기 AR/VR 영상 콘텐츠를 선택하여 실행할 경우의 학습자에게 제공되는 디스플레이를 나타낸 사용예시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템(100)은 학습자와 교사가 함께 소통하는 참여형 교육 서비스 제공 시스템에 있어서, 제1 단말(110), 제2 단말(120), 센서부(130), 웹(140), 외부 서버(150), 제어부(160) 및 알림부(170)를 포함하여 구성할 수 있다.

단, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성요소들이 본 발명을 위해 필수적인 최소한의 구성일뿐, 이보다 더 부가적인 구성요소들을 갖는 디지털 교재 서비스 제공 시스템이 구현될 수 있다.

상기 제1 단말(110)은 학습자가 사용하기 위한 단말로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 태블릿(Tablet) PC가 적용되는 것이 바람직하다.

이러한 상기 제1 단말(110)의 외형을 이루는 본체는 실제 교재와 유사한 느낌을 연출할 수 있도록 폴더 형태로 폴딩가능하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 단말(120)은 키보드, 패드, 마우스 등 다양한 공지의 입력기기(미도시)를 포함하여 상기 제1 단말(110)과 원격 통신할 수 있도록 구성된 것으로, 본 발명에 의하면, 상기 교사에게 위치하여 상기 입력기기를 통한 교사의 제작신호를 상기 웹(140), 외부 서버(1450) 및 제어부(160)에 입력가능하게 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 단말(120)은 데스크탑 PC 또는 노트북 PC가 적용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 상기 입력기기가 별도 구비된 태블릿 PC, 스마트폰이 적용될 수 있으며, 상기 입력기기의 사용이 가능한 본 발명의 기술적 범위 내에서 다양한 공지의 단말장치가 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 상기 제1,2 단말(110, 120)은 복수개로 구성될 수 있고, 상기 제1,2 단말(110, 120)의 구성은 일반적으로 게재된 통상의 단말장치에 해당하므로, 상기 제1 단말(110)에 구비된 본 발명의 필수 구성요소만을 도시하였을뿐, 세부 구성은 도면에 미도시 하였음은 물론, 그에 대한 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 센서부(130)는 학습자의 학습과 관련한 이벤트 정보를 실시간으로 검출하는 것으로, 본 발명에 따르면, 상기 태블릿 PC가 적용된 제1 단말(110)의 키패드(131)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 이벤트 정보는 후술될 교육용 콘텐츠를 어느 하나 선택하여 실행하는 학습자의 콘텐츠 실행신호를 포함할 수 있고, 후술될 알림부(170)의 화면을 조작하는 학습자의 조작신호를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 조작신호는 상기 키패드(131)를 이용하여 조작하는 키패드 조작신호인 것이 바람직하다.

한편, 상기 센서부(130)는 학습자를 촬영하는 이미지 센서(132)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

이러한 상기 이미지 센서(132)는 학습자의 모습, 상태 등을 촬영하면서 상기 학습자의 생체에 대한 데이터를 검출할 수 있도록 상기 제1 단말(110)에 구비되는 것이 바람직하고, CMOS형 카메라 또는 CCD 카메라가 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 스피드돔 카메라, 핀홀 카메라, 팬틸트줌 카메라 등이 사용될 수도 있으며, 이는 본 발명의 기술적 범위 내에서 해당관련분야의 통상지식을 가진 당업자에 의해 다양하게 변경설계될 수 있다.

상술한 이미지 센서(132)의 구성을 따르는 본 발명의 상기 이벤트 정보는 학습자의 안면, 안구, 동공, 눈꺼풀 중 적어도 어느 하나를 촬영한 이미지에 대한 데이터를 더 포함할 수 있다.

상기 웹(140)은 텍스트, 그래픽, 이미지, 음향, 비디오 등 다양한 멀티미디어를 지원할 수 있도록 구성된 인터넷 서비스로서, 본 발명에 따르면, 상기 제1,2 단말(110, 120)과 연결되어 상기 제1,2 단말(110, 120)을 각각 이용하는 학습자 및 교사에게 다양한 공지의 교육용 미디어가 제공되도록 구성할 수 있다.

상기 외부 서버(150)는 상술한 웹(140)에 대응되도록 구성되어 상기 제1,2 단말(110, 120), 웹(140) 및 제어부(160)와 네트워크를 형성하는 것이 바람직하고, 본 발명에 따르면, 정규교육에 관한 가이드 라인을 제공하는 교육기관의 서버, 저작권을 관리하는 관리기관의 서버 등 다양한 공공기관의 교육용 서버가 적용될 수 있다.

이러한 상기 외부 서버(150)는 웹(140)과 연동하여 제어부(160)에 미리 설정된 프로그램을 서비스하는 기능을 수행할 수 있고, 상기 프로그램은 교육 및 저작권과 관련된 각종 데이터로 이루어진 교육용 및 관리용 프로그램일 수 있으며, 이는 공지의 기술로서, 해당관련분야의 통상지식을 가진 당업자에 의해 자유롭게 변경설계될 수 있음은 물론이다.

상기 제어부(160)는 정규 교과서와 관련한 다양한 멀티미디어 정보를 활용하여 학습자 맞춤형 디지털 교재를 제작하면서 반응형 디지털 교재를 서비스하기 위한 제어서버로서, 바람직하게는, 상기 제1,2 단말(110, 120) 및 상기 웹(140), 외부 서버(150)와 네트워크를 구축하여 상호 통신하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 상기 제어부(160)는 본 발명에 따르면, 상기 외부 서버(150)를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시키고, 상기 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 상기 웹 상에 업로드하며, 상기 제2 단말(120)로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 업로드된 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 하고, 상기 이벤트 정보 중 어느 하나의 상기 교육용 콘텐츠를 선택하여 실행하는 학습자의 콘텐츠 실행신호가 검출되면, 상기 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력하는 기능을 수행하는데, 더 구체적으로는, 인증모듈(161), 제작모듈(162) 및 영상제어모듈(163)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 멀티미디어 정보는 텍스트, 이미지, 그래픽 등으로 이루어지는 데이터를 의미하며, 상기 교육용 콘텐츠는 정규 교과서의 내용을 기반으로 미리 수집된 3D 입체 이미지에 텍스트 형태의 설명정보를 매핑한 AR/VR 영상 콘텐츠를 포함할 수 있고, 특히, 상기 제어부(160)는 상술한 키패드 조작신호가 반영된 상기 AR/VR 영상 콘텐츠에 대한 알림신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

상기 알림부(170)는 제어부(160)로부터 출력되는 알림신호에 따라 미리 설정된 텍스트와 이미지를 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하는 것으로, 바람직하게는, 상기 학습자의 제1 단말(110)과 상기 교사의 제2 단말(120)에 각각 구비되도록 구성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 알림부(170)는 상술한 바와 같이, 상기 제1 단말(110)에서는 상기 제어부(160)로부터 출력된 알림신호에 따라 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하되, 상기 제2 단말(120)에서는 상기 제어부(160)를 통한 제작환경의 디스플레이를 지원한다.

이러한 상기 알림부(170)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 상기 제어부(160)의 상세 구성을 기술하기로 한다.

상기 인증모듈(161)은 제1 단말(110)로부터 획득되는 학습자의 인증정보와 상기 제2 단말(120)로부터 획득되는 교사의 인증정보를 미리 저장된 인증 프로그램을 이용하여 분석하고, 상기 분석결과, 기등록된 학습자임이 인증되면, 상기 기등록된 학습자에게는 상기 디지털 교재의 이용권한을 부여하되, 기등록된 교사임이 인증되면, 상기 기등록된 교사에게는 상기 디지털 교재의 제작권한을 부여하도록 구성된다.

이때, 상기 인증 프로그램은 웹(140)을 통한 회원가입으로 로그인하는 서비스 프로그램이 적용될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 공지의 인증 프로그램이 적용될 수도 있으며, 이는 해당관련분야의 통상지식을 가진 당업자에 의해 다양하게 변경 설계될 수 있다.

상기 제작모듈(162)은 도 5를 참조하여, 상기 외부 서버(150)를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시키고, 상기 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 상기 웹 상에 업로드하며, 상기 인증모듈(161)을 통해 상기 디지털 교재의 제작권한이 부여되면, 상기 제2 단말(120)로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 업로드된 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 하는 기능을 수행한다.

여기서, 상기 제작모듈(162)의 멀티미디어 정보는 본 발명에 의하면, 상기 정규 교과서에 대한 데이터와 미리 설정된 카테고리 정보를 기준으로 매칭되는 것이 바람직하고, 상기 카테고리 정보는, 학교급, 학년, 학기, 과목, 단원, 차시 중 적어도 하나의 카테고리에 대한 데이터를 포함할 수 있다.

상기 영상제어모듈(163)은 센서부(130)로부터 검출된 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 상기 제작모듈(162)을 통해 제작된 디지털 교재에서 어느 하나의 교육용 콘텐츠가 실행되면, 상기 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력하고, 상기 교육용 콘텐츠가 AR/VR 영상 콘텐츠이면, 상기 센서부(130)로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부(170)를 통해 디스플레이되는 영상을 제어하는 기능을 수행한다.

이러한 상기 영상제어모듈(163)은 도 6 및 도 7을 참조하여, 상기 센서부(130)로부터 검출된 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 상기 AR/VR 영상 콘텐츠가 실행되면, 미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 통해 제작된 AR/VR 영상 콘텐츠에 대응하는 알림신호를 출력하면서, 상기 센서부(130로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부(170)를 통해 디스플레이되는 AR/VR 영상 콘텐츠에 대한 영상을 제어하는 AR/VR 영상 제어부(163A)를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명에 따른 상기 AR/VR 영상 제어부(163A)는 데이터 베이스부(163a), AR/VR 영상 처리부(163b) 및 AR/VR 영상 출력부(163c)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 데이터 베이스부(163a)는 제작모듈(162)에서 미리 수집된 멀티미디어 정보 중 AR/VR 영상 생성을 위한 3D 이미지 데이터와 이에 대응하는 텍스트 데이터를 별도로 저장 및 관리하도록 구성된다.

상기 AR/VR 영상 처리부(163b)는 미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 이용하여 상기 데이터 베이스부(163a)에 저장된 3D 이미지 데이터와 텍스트 데이터를 조합하고, 상기 조합된 데이터에 AR/VR 처리기법을 적용하여 AR/VR 영상 데이터를 생성한다.

여기서, 상기 이미지 프로세싱 프로그램은 픽셀을 분석하여, 백터로 정의된 화소들의 물체에 대한 색상, 음영, 위치, 크기 등을 인식하거나, 물체의 경계선 및 윤곽선 등의 에지, 윤곽에 근사하는 선분, 곡선 등을 구하여 인식할 수도 있고, 상기 이미지 내에 존재하는 모서리점, 불변인 점, 또는 회전변환이나 크기 변화 등에 대하여 불변인 특징점을 이용한 인식을 수행할 수도 있으며, 이미지에 포함된 물체의 특징점을 추출하여 인식을 수행하는 기능이 일반적이나, 이미지 합성 모듈을 포함하여, 데이터 간 매핑을 수행할 수도 있다.

이때, 상기 이미지 합성 모듈은 데이터 간 파라미터 추출과 호모그래피 등을 계산하여 매핑을 통한 이미지 합성을 수행하는 구성으로, 이는 일반적인 공지의 기술로서, 더 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 AR/VR 영상 출력부(163c)는 AR/VR 영상 처리부(163b)를 통해 생성된 AR/VR 영상 데이터가 상기 제작모듈(162)로 공유되어 상기 멀티미디어 정보로서 활용되면서 상기 AR/VR 영상 콘텐츠로 최종 생성되면, 상기 콘텐츠 실행신호에 따른 상기 AR/VR 영상 콘텐츠의 실행 시에, 상기 알림부(170)가 3D 입체 이미지 상에 텍스트 형태의 설명정보가 매핑된 AR/VR 영상을 디스플레이하도록 하는 알림신호를 출력하면서, 상기 센서부(130)로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부(170)에 디스플레이되는 AR/VR 영상에 대해 360도 다측면 뷰 변환, 특정 관심영역 확대/축소, 상기 설명정보의 팝업 중 적어도 하나를 제어하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 제어부(160)는 본 발명에 의하면, 상기 학습자의 학습도를 분석하기 위한 학습도 분석모듈(164)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 상기 학습도 분석모듈(164)은 센서부(130)로부터 상기 콘텐츠 실행신호가 검출되는 시점을 기준으로, 상기 센서부(130)의 이미지 센서(132)를 통해 개별적으로 검출되는 이미지에 대한 데이터를 시간의 흐름에 따라 비교 분석하여 변화값을 산출하고, 상기 산출된 변화값을 상기 제2 단말(120)에 의해 미리 지정된 학습도 분석 기준 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도 중 적어도 하나를 포함한 학습도의 분석결과에 대한 학습도 분석정보를 생성한다.

상기 학습도 분석 기준 데이터는 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도를 포함한 학습도에 대해 수치화하여 분석하기 위한 지표 데이터로서, 국제표준(IMS Caliper) 기반으로 정량화될 수 있고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 해당관련분야의 당업자에 의해 다양하게 변경설계가 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 구성되는 상기 학습도 분석모듈(164)과 관련하여, 상기 제어부(160)는 상기 학습도 분석모듈(164)에서 생성된 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 음향패턴정보로 음향신호가 출력되도록 제어하는 음향신호 제어모듈(165)을 더 포함하여 구성될 수 있고, 본 발명의 상기 디지털 교재 서비스 제공 시스템(100)은 상기 제1 단말(110)에 구비되어, 상기 음향신호 제어모듈(165)의 제어에 따라 임의의 음향신호를 출력하는 음향출력부(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 음향패턴정보는 소리의 세기, 높낮이, 음색 등 음향의 패턴을 각가 달리한 정보를 의미하고, 상기 음향신호 제어모듈(165) 및 음향출력부(180)를 통해 상기 학습자가 본인의 학습도를 청각적으로 인지할 수 있게 된다.

더불어, 상기 제어부(160)는 학습도 분석모듈(164)에서 생성된 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 조명패턴정보로 광신호가 출력되도록 제어하는 광신호 제어모듈(166)을 더 포함하여 구성될 수 있고, 본 발명의 상기 디지털 교재 서비스 제공 시스템(100)은 상기 제1 단말(110)에 구비되어, 상기 광신호 제어모듈(166)의 제어에 따라 임의의 광신호를 출력하는 발광부(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 조명패턴정보는 ON/OFF 스위칭을 통해 상기 발광부(190)가 임의의 패턴으로 점멸하도록 하는 점멸패턴정보, 상기 발광부(190)에 흐르는 전류 또는 전압을 조절하여 상기 발광부(190)가 임의의 패턴으로 밝기가 가변하도록 하는 디밍패턴정보, 상기 발광부(190)가 임의의 패턴으로 색상이 가변되도록 하는 색상패턴정보 중 적어도 하나를 포함하여, 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도 중 적어도 하나를 포함한 학습도를 시각적으로 알리는 조명패턴에 대한 정보인 것이 바람직하다.

한편, 상기 제작모듈(162)은 상술한 에디터 프로그램을 통해 상장 형태의 디지털 상장 콘텐츠가 제작되도록 할 수도 있다.

상기 디지털 상장 콘텐츠는 미리 지정된 상기 학습도 분석 기준 데이터에 기초하여, 일정 기준값을 충족하는 학습태도와 집중도의 성실한 학습자를 위한 노력상과, 일정 기준값을 초과하는 학습태도와 집중도의 적극적인 학습자를 위한 참여상과, 일정 기준값을 초과하는 성취도의 월등한 학습자를 위한 우등상과, 일정 기준값을 초과하는 집중도와 AR/VR 영상 콘텐츠 실행량의 탐구력 높은 학습자를 위한 탐구상으로 구분되는 상장 정보를 갖도록 상기 제작모듈(162)을 통해 미리 제작될 수 있고, 상기 학습도 분석정보에 따라 상기 제1 단말(110)에 선택적으로 제공될 수 있다.

나아가, 상기 외부 서버(150)는 임의의 학습자용 상품을 제공하기 위한 상품몰 서버(151, 미도시)를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 제어부(160)는 상품몰 서버(151)와의 제휴를 통해 상기 디지털 상장 콘텐츠의 상장 정보에 각각 대응하는 상품을 미리 지정하고, 상기 디지털 상장 콘텐츠의 제공 시점에, 해당 디지털 상장 콘텐츠의 상장 정보에 대응하는 지정 상품이 함께 제공되도록 하는 상품제공모듈(167)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 이와 같이 구성된 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템(100)을 제어하는 방법은 도 4를 참조하여, 데이터 매칭단계(S100), 교육용 콘텐츠 생성단계(S200), 디지털 교재 제작단계(S300), 알림신호 출력단계(S400) 및 알림부 디스플레이 단계(S500)를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 데이터 매칭단계(S100)에서는 제어부(160)가 외부 서버(150)를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시킨다.

여기서, 상기 데이터 매칭단계(S100)는 AR/VR 영상 제어부(163A)의 데이터 베이스부(163a)가 상기 제어부(160)에서 미리 수집된 멀티미디어 정보 중 AR/VR 영상 생성을 위한 3D 이미지 데이터와 이에 대응하는 텍스트 데이터를 별도로 저장 및 관리하는 개별 데이터 관리단계(S110, 미도시)와, 상기 AR/VR 영상 제어부(163A)의 AR/VR 영상 처리부(163b)가 미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 이용하여 상기 개별 데이터 관리단계(S110)를 통해 상기 데이터 베이스부(163a)에 저장된 3D 이미지 데이터와 텍스트 데이터를 조합하고, 상기 조합된 데이터에 AR/VR 처리기법을 적용하여 AR/VR 영상 데이터를 생성하는 AR/VR 영상 데이터 생성단계(S120, 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 교육용 콘텐츠 생성단계(S200)에서는 제어부(160)가 상기 데이터 매칭단계(S100)에서의 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 웹 상에 업로드한다.

여기서, 상기 교육용 콘텐츠 생성단계(S200)는 AR/VR 영상 처리부(163b)가 상기 데이터 매칭단계(S100)의 AR/VR 영상 데이터 생성단계(S120)를 통해 생성된 AR/VR 영상 데이터가 상기 멀티미디어 정보로서 활용되면서 상기 AR/VR 영상 콘텐츠로 최종 생성되도록 하는 AR/VR 영상 콘텐츠 생성단계(S210, 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 디지털 교재 제작단계(S300)에서는 알림부(170)가 상기 제2 단말(120)에서 상기 제어부(160)를 통한 제작환경의 디스플레이를 지원하고, 상기 제어부(160)가 제2 단말(120)로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 교육용 콘텐츠 생성단계(S200)에서 업로드된 상기 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 한다.

상기 알림신호 출력단계(S400)에서는 제어부(160)가 상기 센서부(130)로부터 학습자의 콘텐츠 실행신호가 검출되면, 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력한다.

여기서, 상기 알림신호 출력단계(S400)는 AR/VR 영상 제어부(163A)의 AR/VR 영상 출력부(163c)가 상기 콘텐츠 실행신호에 따른 상기 AR/VR 영상 콘텐츠의 실행 시에, 상기 알림부(170)가 3D 입체 이미지 상에 텍스트 형태의 설명정보가 매핑된 AR/VR 영상을 디스플레이하도록 하는 알림신호를 출력하는 AR/VR 영상용 알림신호 출력단계(S410, 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 디지털 교재 서비스 제공 시스템(100)을 제어하는 방법은 상기 제어부(160)의 학습도 분석모듈(164)이 상기 센서부(130)로부터 상기 콘텐츠 실행신호가 검출되는 시점을 기준으로, 상기 센서부(130)의 이미지 센서(132)를 통해 개별적으로 검출되는 이미지에 대한 데이터를 시간의 흐름에 따라 비교 분석하여 변화값을 산출하고, 상기 산출된 변화값을 상기 제2 단말(120)에 의해 미리 지정된 학습도 분석 기준 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도 중 적어도 하나를 포함한 학습도의 분석결과에 대한 학습도 분석정보를 생성하는 학습도 분석정보 생성단계(S400')를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 알림부 디스플레이 단계(S500)에서는 알림부(170)가 상기 알림신호 출력단계(S400)를 통해 제어부(160)로부터 출력된 알림신호에 따라 상기 제1 단말(110)에서 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이한다.

여기서, 상기 알림부 디스플레이 단계(S500)는 AR/VR 영상 출력부(163c)가 상기 센서부(130)로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부(170)에 디스플레이되는 AR/VR 영상에 대해 360도 다측면 뷰 변환, 특정 관심영역 확대/축소, 상기 설명정보의 팝업 중 적어도 하나를 제어하는 영상제어단계(S510, 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 디지털 교재 서비스 제공 시스템(100)을 제어하는 방법은 상기 제어부(160)의 음향신호 제어모듈(165)이 상기 학습도 분석정보 생성단계(S400')를 통해 학습도 분석모듈(164)에서 생성된 상기 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 음향정보로 음향신호가 출력되도록 제어하고, 음향출력부(180)가 상기 제어에 따른 음향신호를 출력하는 단계와, 상기 제어부(160)의 광신호 제어모듈(166)이 상기 학습도 분석정보 생성단계(S400')를 통해 학습도 분석모듈(164)에서 생성된 상기 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 조명패턴정보로 광신호가 출력되도록 제어하고, 발광부(190)가 상기 제어에 따른 광신호를 출력하는 단계 중 적어도 어느 하나의 음향신호/광신호 출력단계(S500')를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

100 : 디지털 교재 서비스 제공 시스템 110 : 제1 단말
120 : 제2 단말 130 : 센서부
131 : 키패드 132 : 이미지 센서
140 : 웹 150 : 외부 서버
151 : 상품몰 서버 160 : 제어부
161 : 인증모듈 162 : 제작모듈
163 : 영상제어모듈 163A : AR/VR 영상 제어부
163a : 데이터 베이스부 163b : AR/VR 영상 처리부
163c : AR/VR 영상 출력부 164 : 학습도 분석모듈
165 : 음향신호 제어모듈 166 : 광신호 제어모듈
167 : 상품제공모듈 170 : 알림부
180 : 음향출력부 190 : 발광부

Claims (1)

1. 학습자의 제1 단말과 교사의 제2 단말을 원격 연결하여 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스를 제공하는 시스템에 있어서,
   상기 학습자의 학습과 관련한 이벤트 정보를 실시간으로 검출하는 센서부;
   상기 제1,2 단말 및 웹, 외부 서버와 네트워크를 구축하여 통신하면서 상기 외부 서버를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시키고, 상기 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 상기 웹 상에 업로드하며, 상기 제2 단말로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 업로드된 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 하고, 상기 이벤트 정보 중 어느 하나의 상기 교육용 콘텐츠를 선택하여 실행하는 학습자의 콘텐츠 실행신호가 검출되면, 상기 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력하는 제어부; 및
   상기 제1,2 단말에 구비되어, 상기 제1 단말에서는 상기 제어부로부터 출력된 알림신호에 따라 임의의 화면 상에 시각적으로 디스플레이하되, 상기 제2 단말에서는 상기 제어부를 통한 제작환경의 디스플레이를 지원하는 알림부를 포함하고,
   상기 교육용 콘텐츠는, 상기 정규 교과서의 내용을 기반으로 미리 수집된 3D 입체 이미지에 텍스트 형태의 설명정보를 매핑한 AR/VR 영상 콘텐츠를 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 이벤트 정보는, 상기 알림부의 화면을 조작하는 학습자의 조작신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부는, 상기 조작신호가 반영된 상기 AR/VR 영상 콘텐츠에 대한 알림신호를 출력하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제1 단말은, 태블릿(Tablet) PC인 것을 특징으로 하고,
   상기 센서부는, 상기 태블릿 PC의 키패드를 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 조작신호는, 상기 키패드를 이용하여 조작하는 키패드 조작신호인 것을 특징으로 하고,
   상기 제1 단말의 외형을 이루는 본체는, 폴더 형태로 폴딩가능하게 구성된 것을 특징으로 하며,
   상기 센서부는, 상기 제1 단말에 구비되어, 상기 학습자를 촬영하는 이미지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 이벤트 정보는, 상기 학습자의 안면, 안구, 동공, 눈꺼풀 중 적어도 어느 하나를 촬영한 이미지에 대한 데이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제어부는,
   상기 제1 단말로부터 획득되는 학습자의 인증정보와 상기 제2 단말로부터 획득되는 교사의 인증정보를 미리 저장된 인증 프로그램을 이용하여 분석하고, 상기 분석결과, 기등록된 학습자임이 인증되면, 상기 기등록된 학습자에게는 상기 디지털 교재의 이용권한을 부여하되, 기등록된 교사임이 인증되면, 상기 기등록된 교사에게는 상기 디지털 교재의 제작권한을 부여하는 인증모듈;
   상기 외부 서버를 통해 정규 교과서에 대한 데이터를 제공받아 미리 수집된 멀티미디어 정보와 매칭시키고, 상기 매칭 결과에 따라 임의의 교육용 콘텐츠를 생성하여 상기 웹 상에 업로드하며, 상기 인증모듈을 통해 상기 디지털 교재의 제작권한이 부여되면, 상기 제2 단말로부터 입력되는 교사의 제작신호에 따라 미리 저장된 에디터 프로그램을 통해 상기 업로드된 교육용 콘텐츠를 조합하여 디지털 교재가 제작되도록 하는 제작모듈; 및
   상기 센서부로부터 검출된 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 상기 제작모듈을 통해 제작된 디지털 교재에서 어느 하나의 교육용 콘텐츠가 실행되면, 상기 실행되는 교육용 콘텐츠에 대응하여 미리 설정된 알림신호를 출력하고, 상기 교육용 콘텐츠가 AR/VR 영상 콘텐츠이면, 상기 센서부로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부를 통해 디스플레이되는 영상을 제어하는 영상제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 영상제어모듈은, 상기 센서부로부터 검출된 상기 콘텐츠 실행신호에 따라 상기 AR/VR 영상 콘텐츠가 실행되면, 미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 통해 제작된 AR/VR 영상 콘텐츠에 대응하는 알림신호를 출력하면서, 상기 센서부로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부를 통해 디스플레이되는 AR/VR 영상 콘텐츠에 대한 영상을 제어하는 AR/VR 영상 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 AR/VR 영상 제어부는,
   상기 제작모듈에서 미리 수집된 멀티미디어 정보 중 AR/VR 영상 생성을 위한 3D 이미지 데이터와 이에 대응하는 텍스트 데이터를 별도로 저장 및 관리하는 데이터 베이스부;
   미리 저장된 이미지 프로세싱 프로그램을 이용하여 상기 데이터 베이스부에 저장된 3D 이미지 데이터와 텍스트 데이터를 조합하고, 상기 조합된 데이터에 AR/VR 처리기법을 적용하여 AR/VR 영상 데이터를 생성하는 AR/VR 영상 처리부; 및
   상기 AR/VR 영상 처리부를 통해 생성된 AR/VR 영상 데이터가 상기 제작모듈로 공유되어 상기 멀티미디어 정보로서 활용되면서 상기 AR/VR 영상 콘텐츠로 최종 생성되면, 상기 콘텐츠 실행신호에 따른 상기 AR/VR 영상 콘텐츠의 실행 시에, 상기 알림부가 3D 입체 이미지 상에 텍스트 형태의 설명정보가 매핑된 AR/VR 영상을 디스플레이하도록 하는 알림신호를 출력하면서, 상기 센서부로부터 검출되는 키패드 조작신호에 따라 상기 알림부에 디스플레이되는 AR/VR 영상에 대해 360도 다측면 뷰 변환, 특정 관심영역 확대/축소, 상기 설명정보의 팝업 중 적어도 하나를 제어하는 AR/VR 영상 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부는, 상기 센서부로부터 상기 콘텐츠 실행신호가 검출되는 시점을 기준으로, 상기 센서부의 이미지 센서를 통해 개별적으로 검출되는 이미지에 대한 데이터를 시간의 흐름에 따라 비교 분석하여 변화값을 산출하고, 상기 산출된 변화값을 상기 제2 단말에 의해 미리 지정된 학습도 분석 기준 데이터와 매칭시켜 상기 학습자의 학습태도, 성취도, 집중도 중 적어도 하나를 포함한 학습도의 분석결과에 대한 학습도 분석정보를 생성하는 학습도 분석모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제작모듈은, 상기 에디터 프로그램을 통해 상장 형태의 디지털 상장 콘텐츠가 제작되도록 하는 것을 특징으로 하고,
   상기 디지털 상장 콘텐츠는,
   미리 지정된 상기 학습도 분석 기준 데이터에 기초하여,
   일정 기준값을 충족하는 학습태도와 집중도의 성실한 학습자를 위한 노력상;
   일정 기준값을 초과하는 학습태도와 집중도의 적극적인 학습자를 위한 참여상;
   일정 기준값을 초과하는 성취도의 월등한 학습자를 위한 우등상; 및
   일정 기준값을 초과하는 집중도와 AR/VR 영상 콘텐츠 실행량의 탐구력 높은 학습자를 위한 탐구상;으로 구분되는 상장 정보를 갖도록 미리 제작되고, 상기 학습도 분석정보에 따라 상기 제1 단말에 선택적으로 제공되는 것을 특징으로 하며,
   상기 외부 서버는, 임의의 학습자용 상품을 제공하기 위한 상품몰 서버를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부는, 상기 상품몰 서버와의 제휴를 통해 상기 디지털 상장 콘텐츠의 상장 정보에 각각 대응하는 상품을 미리 지정하고, 상기 디지털 상장 콘텐츠의 제공 시점에, 해당 디지털 상장 콘텐츠의 상장 정보에 대응하는 지정 상품이 함께 제공되도록 하는 상품제공모듈을 더 포함하고,
   
   상기 반응형 디지털 교재 서비스 시스템은,
   상기 제1 단말에 구비되어, 임의의 광신호를 출력하는 발광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부는,
   상기 학습도 분석모듈에서 생성된 학습도 분석정보에 따라 미리 설정된 조명패턴정보로 광신호가 출력되도록 제어하는 광신호 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교과서 기반의 반응형 디지털 교재 서비스 제공 시스템.

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