KR102525879B1 - 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법 - Google Patents

Abstract

운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법이 제공되며, 사용자 단말의 학습정보로 선택된 적어도 하나의 교재에 대하여 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 기 설정된 기간 동안 스케줄링을 수행하는 단계, 사용자 단말의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받는 단계, 스케줄링된 플래너 내 포함된 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션을 사용자 단말에서 수행했는지의 여부를 모니터링하는 단계, 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션 중 어느 하나의 미션을 수행완료한 경우, 수행완료된 미션에 기 매핑되어 저장된 리워드 및 피드백을 사용자 단말로 전송하는 단계, 사용자 단말에서 수행한 미션 완수율, 성적 및 성취도를 수집하여 리포트를 생성하는 단계 및 사용자 단말의 학습습관을 플래너를 수행하기 이전인 비포(Before)와 수행한 이후인 애프터(After)로 비교하여 제공하는 단계를 포함한다.

Description

운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법{METHOD FOR PROVIDING LEARNING MANAGEMENT SERVICE IMITATING FITNESS PROGRAM}

본 발명은 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 공부습관을 만들기 위하여 회독수를 채울 수 있도록 가이드하는 플래너 및 멘토를 제공할 수 있는 플랫폼을 제공한다.

자기주도학습이란 타인의 도움 여부와 상관없이 학습자가 스스로 주도권을 가지고 자신의 학습요구를 진단하고 학습목표를 수립하며 학습에 필요한 인적 또는 물적 자원을확인하고 적절한 학습전략을 선택 실행하여 학습결과를 평가하는 과정이다. 온라인 수업의 경우 특히 교수자와 학습자가 물리적으로 분리된 환경에서 수업이 이루어지기 때문에 성공적인 학습을 수행하기 위해서 자기 스스로 학습에 적극적으로 참여하고 효율적으로 지속시켜 나가는 자기주도학습 능력이 강조된다. 자기주도학습이 가능하기 위해서는 공부 습관이 잡혀있어야 하는데 습관을 형성하기 위해서는 머릿속의 뇌 기억(Brain Memory)과 몸에 각인되는 근육 기억(Muscle Memory)이 혼연일체가 되어야 한다. 근육 기억이 동반되지 않는 뇌 기억만으로는 공부 습관은 체화되지 않고 휘발된다. 반복은 뇌세포회로를 연결하고 형성하는데 이때 뇌와 근육이 기억하는 습관을 만들게 된다.

이때, 자기주도학습을 할 수 있도록 공부 습관을 만들어주는 플랫폼이 연구 및 개발되었는데, 이와 관련하여 선행기술인 한국공개특허 제2020-0013826호(2020년02월10일 공개) 및 한국등록특허 제10-2116435호(2020년05월28일 공고)에는, 사용자 단말로부터 학습목표를 포함하는 학습정보를 입력받아 회원가입을 진행하고, 사용자의 출석정보 및 학습시간정보를 기록하며, 출석정보 및 학습시간정보를 이용하여 학습습관을 분석하고, 분석정보를 사용자 단말로 전송하는 구성과, 학습문항에 대한 답변을 이용하여 학습습관정보를 분석할 때 문항을 풀지 않고 찍는 습관을 추적관찰하도록 문항에 답변하는 시간을 재는 구성이 각각 개시되어 있다.

다만, 전자의 경우 독서실 또는 도서관 내에 도착을 했는지 또 책상에 몇 시간을 앉아있었는지를 체크하는 구성에 불과하며, 후자의 경우에도 사용자가 문제를 풀었는지 또는 풀지 않았는지만 체크하는 구성일 뿐 학습습관이나 공부습관을 만들어주는 구성이 아니다. 피트니스 센터에서 트레이너는 지시만 할 뿐 정작 운동을 하는 사람은 트레이니(Trainee)이며 몸의 변화는 비포 및 애프터로 확실하다. 이러한 플로우를 학습에 접목시키는 경우 뇌가 기억하는 습관 뿐만 아니라 몸이 기억하는 습관을 만들 수 있고 이러한 공부습관은 자기주도학습을 가능케 한다. 이에, 피트니스 센터에서 몸을 만들 듯 공부습관을 만들어줄 수 있는 플랫폼의 연구 및 개발이 요구된다.

본 발명의 일 실시예는, 피트니스 센터에서 몸 상태를 점검하고 운동계획을 짜서 운동기구를 이용하여 운동을 한 후 다시 몸 상태를 점검하는 것과 같이, 사용자의 학습습관을 점검하고 기 설정된 기간 동안 기 설정된 횟수만큼 회독수를 채우기 위한 스케줄링을 시행하고, 스케줄링된 플래너에 따라 운동기구로 운동을 하듯이 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션을 수행하도록 하며, 미션 수행 결과에 따라 리워드 및 피드백을 지급하고, 미션 완수율, 성적 및 성취도를 수집하여 비포 및 애프터로 비교함으로써 리워드로 도파민 분비자극, 쾌락중추자극, 반복행동 및 뇌세포회로 형성의 과정으로 뇌 뿐만 아니라 근육이 기억하는 학습습관을 형성시킬 수 있는, 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 시스템을 제공할 수 있다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 사용자 단말의 학습정보로 선택된 적어도 하나의 교재에 대하여 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 기 설정된 기간 동안 스케줄링을 수행하는 단계, 사용자 단말의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받는 단계, 스케줄링된 플래너 내 포함된 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션을 사용자 단말에서 수행했는지의 여부를 모니터링하는 단계, 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션 중 어느 하나의 미션을 수행완료한 경우, 수행완료된 미션에 기 매핑되어 저장된 리워드 및 피드백을 사용자 단말로 전송하는 단계, 사용자 단말에서 수행한 미션 완수율, 성적 및 성취도를 수집하여 리포트를 생성하는 단계 및 사용자 단말의 학습습관을 플래너를 수행하기 이전인 비포(Before)와 수행한 이후인 애프터(After)로 비교하여 제공하는 단계를 포함한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 피트니스 센터에서 몸 상태를 점검하고 운동계획을 짜서 운동기구를 이용하여 운동을 한 후 다시 몸 상태를 점검하는 것과 같이, 사용자의 학습습관을 점검하고 기 설정된 기간 동안 기 설정된 횟수만큼 회독수를 채우기 위한 스케줄링을 시행하고, 스케줄링된 플래너에 따라 운동기구로 운동을 하듯이 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션을 수행하도록 하며, 미션 수행 결과에 따라 리워드 및 피드백을 지급하고, 미션 완수율, 성적 및 성취도를 수집하여 비포 및 애프터로 비교함으로써 리워드로 도파민 분비자극, 쾌락중추자극, 반복행동 및 뇌세포회로 형성의 과정으로 뇌 뿐만 아니라 근육이 기억하는 학습습관을 형성시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 포함된 교육 서비스 제공 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스가 구현된 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 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.

명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체 지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

본 명세서에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.

본 명세서에서 있어서, 단말과 매핑(Mapping) 또는 매칭(Matching)으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는, 단말의 식별 정보(Identifying Data)인 단말기의 고유번호나 개인의 식별정보를 매핑 또는 매칭한다는 의미로 해석될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 시스템(1)은, 적어도 하나의 사용자 단말(100), 교육 서비스 제공 서버(300), 적어도 하나의 멘토 단말(400) 및 적어도 하나의 피공유 단말(500)을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 시스템(1)은, 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 1을 통하여 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다.

이때, 도 1의 각 구성요소들은 일반적으로 네트워크(Network, 200)를 통해 연결된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은 네트워크(200)를 통하여 교육 서비스 제공 서버(300)와 연결될 수 있다. 그리고, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 네트워크(200)를 통하여 적어도 하나의 사용자 단말(100), 적어도 하나의 멘토 단말(400), 적어도 하나의 피공유 단말(500)과 연결될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 멘토 단말(400)은, 네트워크(200)를 통하여 교육 서비스 제공 서버(300)와 연결될 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 피공유 단말(500)은, 네트워크(200)를 통하여 적어도 하나의 사용자 단말(100), 교육 서비스 제공 서버(300) 및 적어도 하나의 멘토 단말(400)과 연결될 수 있다.

여기서, 네트워크는, 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷(WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 5GPP(5th Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), RF(Radio Frequency), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near-Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.

하기에서, 적어도 하나의 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시예에 따라 변경가능하다 할 것이다.

적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 관련 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 교육관리를 신청하고자 하는 학생, 직장인, 일반인 등의 단말일 수 있다. 사용자 단말(100)은 일대일 멘토(트레이너)를 신청할 수 있으며, 스케줄링된 플래너 내 스케줄에 따라 사용자 단말(100)의 제어권을 멘토 단말(400) 또는 교육 서비스 제공 서버(300)에 제공하고 이에 따른 제어를 받는 단말일 수 있다. 사용자 단말(100)은 적어도 하나의 웨어러블 디바이스와 연결될 수 있고, 교육 서비스 제공 서버(300)에서 요청하는 경우 웨어러블 디바이스의 데이터를 제공하는 서버일 수 있다.

여기서, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 사용자 단말(100)은, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트 패드(Smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

교육 서비스 제공 서버(300)는, 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 제공하는 서버일 수 있다. 그리고, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 적어도 하나의 교재를 기 설정된 기간 내에 기 설정된 횟수(N) 만큼 읽도록 플래너를 생성하고 스케줄러를 이용하여 스케줄링을 수행하는 서버일 수 있다. 또한, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 적어도 하나의 멘토 단말(400)을 등록받고, 사용자 단말(100)에서 멘토 서비스를 요청하는 경우 멘토 단말(400)을 사용자 단말(100)에 할당하는 서버일 수 있다. 그리고, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 사용자 단말(100)의 사용자가 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 하루 분량의 공부를 완료할 때까지 사용자 단말(100)의 제어권을 이관받는 서버일 수 있다. 교육 서비스 제공 서버(300)는, 사용자 단말(100)에서 자습을 하는 시간에 카메라를 켜고 그 화면을 공유하도록 스트리밍받는 서버일 수 있으며, 피공유 단말(500)로 화면을 전송하고 피공유 단말(500)의 화면을 사용자 단말(100)로 전송하여 온라인 내에서 독서실 내에 있는 것과 같은 분위기를 조성하는 서버일 수 있다. 또, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 사용자 단말(100)에서 하루 분량을 모두 채우지 않은 경우 I/O 인터페이스를 비활성화시키고 어떠한 입출력도 가능하지 않도록 원격제어하는 서버일 수 있다. 또, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 스케줄러 내 시각이 정해진 경우, 각 시각에 기 대응하는 콘텐츠가 출력되거나 페이지가 사용자 단말(100)에서 출력되도록 원격제어하는 서버일 수 있다.

여기서, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 멘토 단말(400)은, 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 관련 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하는 멘토(트레이너)의 단말일 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 멘토 단말(400)은, 일대일 멘토링 요청을 받은 경우 멘티(트레이니)인 사용자의 사용자 단말(100)의 카메라로부터 촬영된 영상을 기 설정된 시간 동안 공유받아 출력하는 단말일 수 있다. 멘토 단말(400)의 카메라로부터 촬영된 화면도 사용자 단말(100)의 화면에 항상 최상위에 출력될 수 있는데, 사회적 거리두기로 인하여 24 시간 밀착하여 감시할 수 없는 상황에서 멘토가 항상 지켜보고 있다는 느낌을 주기 위해서이다. 공부습관이 형성되지 않은 상태에서는 일정 기간 습관을 바로잡기 위해 한 사람이 옆에 붙어서 밀착감시 및 강제해야 하는 과정이 반드시 필요하다. 이때, 최상위라는 의미는 사용자 단말(100)에서 어떠한 애플리케이션, 웹 페이지 등을 구동하고 있더라도 멘토 단말(400)에서 촬영된 멘토의 얼굴이 사용자 단말(100)의 화면 상 가장 앞으로 나와 다른 프로그램, 애플리케이션 및 웹 페이지 등이 가리지 않도록 설정한다는 의미이다. 이에 따라, 게임을 할 때에도 유튜브를 볼 때에도 항상 사용자 단말(100)의 화면 내에는 멘토를 촬영한 실시간 얼굴이 사용자 단말(100) 상에 출력되도록 한다.

여기서, 적어도 하나의 멘토 단말(400)은, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 멘토 단말(400)은, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 멘토 단말(400)은, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트 패드(Smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 피공유 단말(500)은, 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 관련 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 자습시간에 카메라를 강제구동시키고 촬영된 화면을 줌(Zoom)과 같은 양방향 화상회의 플랫폼 등에서 공유하고 사용자 단말(100)의 화면을 공유받는 단말일 수 있다.

여기서, 적어도 하나의 피공유 단말(500)은, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 피공유 단말(500)은, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 피공유 단말(500)은, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트 패드(Smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

도 2는 도 1의 시스템에 포함된 교육 서비스 제공 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스가 구현된 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 교육 서비스 제공 서버(300)는, 스케줄링부(310), 응답부(320), 모니터링부(330), 전송부(340), 생성부(350), 제공부(360), 멘토지정부(370), 습관형성부(380), 로그확인부(390), 추적관리부(391), 제어권획득부(393) 및 강제중지부(395)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 교육 서비스 제공 서버(300)나 연동되어 동작하는 다른 서버(미도시)가 적어도 하나의 사용자 단말(100), 적어도 하나의 멘토 단말(400) 및 적어도 하나의 피공유 단말(500)로 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 애플리케이션, 프로그램, 앱 페이지, 웹 페이지 등을 전송하는 경우, 적어도 하나의 사용자 단말(100), 적어도 하나의 멘토 단말(400) 및 적어도 하나의 피공유 단말(500)은, 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 애플리케이션, 프로그램, 앱 페이지, 웹 페이지 등을 설치하거나 열 수 있다. 또한, 웹 브라우저에서 실행되는 스크립트를 이용하여 서비스 프로그램이 적어도 하나의 사용자 단말(100), 적어도 하나의 멘토 단말(400) 및 적어도 하나의 피공유 단말(500)에서 구동될 수도 있다. 여기서, 웹 브라우저는 웹(WWW: World Wide Web) 서비스를 이용할 수 있게 하는 프로그램으로 HTML(Hyper Text Mark-up Language)로 서술된 하이퍼 텍스트를 받아서 보여주는 프로그램을 의미하며, 예를 들어 넷스케이프(Netscape), 익스플로러(Explorer), 크롬(Chrome) 등을 포함한다. 또한, 애플리케이션은 단말 상의 응용 프로그램(Application)을 의미하며, 예를 들어, 모바일 단말(스마트폰)에서 실행되는 앱(App)을 포함한다.

도 2를 참조하면, 스케줄링부(310)는, 사용자 단말(100)의 학습정보로 선택된 적어도 하나의 교재에 대하여 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 기 설정된 기간 동안 스케줄링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 3 개월 동안 A 라는 교재(500페이지)를 3 회독 한다고 가정하자. 이때, 30 일을 한 달로 설정하여 1500 페이지(3회독 분)를 90일로 나눈다면 실질적인 상황은 고려하지 못한 것이다. 일요일은 쉬는 날이고 월요일부터 금요일까지는 학교수업이 오후 4시에 끝이 나는 중학생이고 저녁 12시에 잠이 든다고 가정할 때, 저녁 먹는 시간, 학교에서 집이나 독서실까지 왕복 하시는 시간을 제외한 순수 공부가능시간을 고려해야 한다. 예를 들어, 월요일부터 금요일까지는 가능한 공부시간이 3 시간이고, 토요일은 12 시간이라고 가정하면, 1500 페이지를 이에 대응하도록 배분해야 한다. 또, 중간에 법정공휴일이 존재하거나 놀러가는 휴가 등이 있을 때에도 이를 고려해야 한다. 만약, 단순히 1500/90일로 나눈다면 하루에 16~17페이지씩 봐야하는데, 이를 하루라도 밀리게 되면 그 다음 날은 배가 되어 중도에 포기하는 경우도 많다. 다이어트를 하다가 중간에 폭식을 하게 되면 다이어트를 완전히 포기하는 것처럼, 하루마다 분량이 정해져있는 공부는 하루라도 밀리면 학생들은 본 발명의 플래너 내 스케줄을 포기하기 십상이다.

이에 따라, 사용자의 상황에 맞춰 유동적으로 스케줄을 변경할 수 있도록, 예를 들어 휴일이 있어 중도에 학습을 쉬거나 몸이 좋지 않아 공백이 생겼을 경우에도 후속학습을 할 수 있도록 도와주는 플랫폼을 구축할 수 있다. 먼저 사용자의 기초지식수준을 파악하고 학습목적 및 목표 등을 파악한다. 사용자가 이미 학습한 부분과 앞으로 학습할 부분을 구분하여 스케줄을 제시하고 RNN(Recurrent Neural Network) 알고리즘을 이용하여 학생 맞춤형 스케줄 및 이에 따른 학습 플랜을 제공하도록 한다. 이때, RNN 알고리즘은, 다른 신경망 알고리즘과는 다르게 Hidden 레이어 노드에서 나온 결과값을 출력층 방향으로도 보내면서 다시 Hidden 레이어 노드의 다음 계산의 입력으로 보내는 방식으로 반복적이고 순차적인 데이터 학습에 특화된 알고리즘이다. 이에 따라, RNN 알고리즘에 입력 레이어의 데이터로 학생의 레벨 테스트 결과 및 기초 지식 수준을 파악할 수 있는 데이터와 학습 목표에 따른 표준 스케줄 데이터, 학생의 흥미나 취약점 등 학습 패턴을 분석할 수 있는 데이터를 이용할 수 있다. 알고리즘 분석 후 출력 레이어 데이터 값으로는 학습해야 할 부분에 대한 스케줄, 학습 플랜 등이 제공될 수 있다. 물론, RNN 외에도 LSTM과 같은 시계열 데이터 분석에 특화된 딥러닝을 이용할 수도 있고, DNN이나 CNN 등을 이용하여 패턴을 파악하거나 입력 데이터의 특징을 충분히 파악할 수 있는 인공지능 알고리즘을 이용할 수도 있다. 이때 나열된 것들로 한정되지 않고 열거되지 않은 이유로 배제되지 않는다.

응답부(320)는, 사용자 단말(100)의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받을 수 있다. 예를 들어, 하루에 몇 시간 동안 공부를 하거나 복습을 하는지, 복습을 하는지 하지 않는지, 한다면 몇 퍼센트나 하는지, 성적은 어느 정도인지, 각 과목별로 취약점은 무엇인지, 공부공간이 마련되어 있는지 등 다양한 설문을 실시할 수 있다.

모니터링부(330)는, 스케줄링된 플래너 내 포함된 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션을 사용자 단말(100)에서 수행했는지의 여부를 모니터링할 수 있다. 사용자 단말(100)은 적어도 하나의 웨어러블 디바이스와 연동되고, 적어도 하나의 웨어러블 디바이스에서 기록된 데이터는 기 지정된 멘토 단말(400)로 전달될 수 있다. 또는 모니터링부(330)로 데이터가 전달될 수 있다. 현재 어디에 있는지, 무엇을 하는지에 대한 데이터 엑세스권을 사용자 단말(100)에서 모니터링부(330)로 미리 주었다는 것을 전제한다.

전송부(340)는, 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션 중 어느 하나의 미션을 수행완료한 경우, 수행완료된 미션에 기 매핑되어 저장된 리워드 및 피드백을 사용자 단말(100)로 전송할 수 있다. 여기서, 리워드는 사용자 단말(100)의 엑세스 권한을 돌려주는 것으로 설정할 수 있다. 최근 인터넷에 접근하지 못하는 것이 감옥과 같다는 유머가 있는데, 인터넷에 접근할 수 있도록 하는 것을 리워드로 제공할 수 있다. 이때, 미션에 성공하는 경우 리워드를 제공할 수 있는데, 이는 당근에 해당하고 리워드를 주는 대신 후술하는 강제중지부(395)를 통하여 사용자가 자신의 스마트폰을 이용하지 못하도록, 즉 이용권한을 압수하는 방법으로 채찍을 이용할 수도 있다. 또 한 대학의 연구결과에서 상금을 거는 것보다 보증금(Deposit)을 걸고 미션을 완료하지 못했을 때 이를 돌려주지 않는 것이 더 효과적이라는 연구를 고려하면, 각 사용자가 가지고 있는 것을 제한하거나 뺏는 형식으로 미션을 간접강제할 수도 있다.

생성부(350)는, 사용자 단말(100)에서 수행한 미션 완수율, 성적 및 성취도를 수집하여 리포트를 생성할 수 있다. 예를 들어, 하루에 16 페이지씩 읽었다면 하루 미션은 성공한 것인데, 미션은 매일, 매주 또 매달 등으로 주기적으로 수행되므로 모든 미션 중 몇 퍼센트를 성공했는지를 나타내는 것이 미션 완수율이다. 성적은 학교 성적일 수도 있고, 본 발명의 플랫폼에서 진행한 테스트 결과일 수도 있다. 성취도는 미션 완수율에 기반하여 총 N 회독수 중 M 회독수를 달성했다면(N>M), M/N의 비율을 이용하여 성취도를 제공할 수도 있고, 성적이 올라갔다면 이를 고려하여 성취도를 제공할 수도 있다. 인바디(Inbody)로 몇 킬로그램이 빠졌는지, 체지방은 줄었는지 등을 체크하는 것처럼 생성부(350)에서도 현재 상태를 점검해줄 수 있다. 물론, 공부를 시작했다고 하여 바로 성적이 오르는 것은 아니고 어느 정도 지식 축적이 된 상태가 된 이후에야 계단식으로 증가하므로 만약 성적이 오르지 않았다면 이는 제외한 후 성취된 상태, 예를 들어 미션 완수율과 같은 데이터만을 기반으로 리포트를 생성할 수도 있다.

제공부(360)는, 사용자 단말(100)의 학습습관을 플래너를 수행하기 이전인 비포(Before)와 수행한 이후인 애프터(After)로 비교하여 제공할 수 있다. 공부 습관 모두를 한꺼번에 바꾸기는 관성과 저항(Resistance)이 너무나 크기 때문에, 비포와 애프터는 사용자가 나아지고 있는 부분을 중심으로 서술될 수 있다. 칭찬으로 쾌락중추를 자극하는 경우 도파민이 분비되어 반복하게 만들고, 어떠한 일을 반복하다보면 뇌 신경회로를 연결하게 되고 몸도 근육이 기억하게 된다. 즉 뇌와 몸이 기억하는 습관은 드디어 체화되게 되는데, 비포와 애프터를 이용하여 가장 달라진 점을 기준으로 칭찬을 하고, 이를 공유하여 피공유 단말(500)에서 좋아요나 긍정적인 댓글을 다는 경우 사용자는 이 행동을 반복하게 되고 3 개월이 지나면 어느 정도의 기틀을 잡을 수 있다는 것이 본 발명의 핵심이다. 게임하고 싶을 때 이를 물리치고 게임을 하지 않고 그 날 할 분량의 공부를 하고, 친구들과 놀고 싶을 때 그 날 분량을 끝내고 노는 것이 체화되다 보면 공부를 하는 습관, 또 책상에 앉아 그 날 일을 끝내는 습관이 자연스레 들게 된다.

멘토지정부(370)는, 스케줄링부(310)에서 사용자 단말(100)의 학습정보로 선택된 적어도 하나의 교재에 대하여 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 기 설정된 기간 동안 스케줄링을 수행한 후, 사용자 단말(100)의 사용자를 일대일로 관리할 멘토 단말(400)을 지정할 수 있다. 물론 유료나 무료 서비스로 진행될 수도 있고 이는 옵션으로 제공될 수도 있다. 멘토지정부(370)는 사용자 단말(100)의 사용자를 일대일로 관리할 멘토 단말(400)을 지정한 후, 사용자 단말(100) 및 멘토 단말(400)로 멘토 단말(400)에서 촬영된 영상 및 사용자 단말(100)에서 촬영된 영상을 실시간 공유하여 공유 화면을 강제 출력시킬 수 있다. 이때, 사용자 단말(100)의 화면 상에 멘토의 얼굴을 촬영한 화면을 계속하여 플로팅시킬 수 있다. 사용자 단말(100)의 화면이 턴 오프 상태일지라도 AOD(Always On Display) 기능을 이용하여 시계를 출력할 때 멘토를 촬영한 화면도 함께 송출하는 것이다. 이러한 경우 대면이나 접촉은 없으면서도 항상 멘토가 자신을 지켜보고 있는 것과 같은 느낌을 받을 수 있다.

습관형성부(380)는, 응답부(320)에서 사용자 단말(100)의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받은 이후, 사용자 단말(100)의 적어도 하나의 기능에 대한 제어권을 획득할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 고등학생이고 현재 겨울방학시즌이라고 가정하자. 이때, 오전 8시 기상, 9 시까지 밥먹고 운동하기, 10시부터 A 과목 B 분량, 12시부터 C 과목 D 분량 등과 같이 스케줄이 정해져있는 경우에는, 오전 8 시에 알람을 울려 사용자를 기상하도록 하고, 9시까지 사용자 단말(100)의 걸음 수를 카운트하여 운동을 하고 있는지를 체크하고, 10시부터 카메라를 강제구동시켜 켜도록 하고 A 과목의 B 분량을 하도록 모니터링하고, 12시부터 카메라로부터 C 과목의 D 분량을 하는지 모니터링할 수 있다. 만약 2 시부터 E 과목의 F 동영상 강의를 봐야 한다면, 2 시가 되면 사용자 단말(100)을 제어하여 F 동영상을 강제구동시킬 수 있다. 습관형성부(380)는 사용자 단말(100)에서 스케줄에 따라 적어도 하나의 페이지에 엑세스하거나 적어도 하나의 콘텐츠를 출력하도록 강제제어할 수 있다. 또, 사용자 단말(100)이 집 안에 있고 IoT로 각종 기기가 연동되어 있다면, 사용자 단말(100)과 연동된 TV 화면에 멘토의 얼굴을 실시간으로 스트리밍받아 띄우거나, 피공유 단말(500)에서 스트리밍받은 화면을 공유함으로써 사용자가 집 안이 아니라 독서실에 있거나 멘토와 함께 있는 듯한 느낌을 받도록 할 수 있다.

<이동로봇>

또는 이동로봇 스크린 상에 얼굴을 멘토 단말(400)로부터 스트리밍받아 출력하도록 하고, 사용자를 따라다니도록 설계할 수도 있다. 최근 이동로봇 분야에서는 배달도우미 로봇, 쇼핑카트 로봇, 시설안내 로봇과 같은 인간 친화적 서비스가 가능한 로봇을 개발하고자, 사람의 위치를 추정할 수 있는 사람추적 기술들이 연구되고 있기 때문에, 멘토가 사용자와 직접 대면하거나 사용자의 집에 입주하지 않아도 이동로봇을 통하여 사용자를 따라다니면서 사용자의 행동 하나하나를 트레이너와 같이 교정하고 습관을 바로잡아줄 수 있다. 사람추적을 통해 로봇이 사용자를 따라가는 로봇은 사용자가 로봇을 신경 쓰지 않고 자유로이 이동할 수 있는데, 이동로봇의 사람추적 기술을 개발하기 위해서는 감지된 대상을 놓치지 않는 강인한 다중대상추적 기술이 필요하다. 예를 들어, 사용자가 아침에 기상해서, 운동을 나간 후, 독서실에 가고 밥을 먹기 위해 다시 집으로 오거나 가게에 들르고, 다시 독서실에 간 후 집으로 돌아오는 루트를 가정하면, 사용자만을 추적하기 위해 다수의 행인이나 타인을 배제할 수 있는 기술이 있어야 한다.

이때, 다양한 센서를 사용하여 사람을 추적할 수도 있는데, 예를 들어 레이저 거리센서는 대상과의 정확한 거리를 제공하므로 환경 내에서 안전한 주행을 필요로 하는 이동로봇에 있어 유용하게 사용될 수 있다. 사람의 움직임을 추적하기 위해서 다중대상추적 기술을 이용할 수 있는데, 레이저 스캔 이미지로부터 각각의 움직이는 물체를 움직이는 방울로 추출하여 칼만 필터로 추적할 수도 있고, RGB-D 센서로 사람을 검출하고, MHT(Multiple Hypothesis Tracking)로 사람을 추적할 수도 있다. 다만, 칼만 필터를 이용한 사람추적기법은 대상의 혼동문제를 다룰 수 없고, MHT 기법을 이용한 사람추적 기법은 모든 가능한 가설들을 고려하여 계산해야 하므로 시간에 따라 계산비용이 증가할 수 있다.

또, 대다수의 레이저 거리센서를 장착한 이동로봇들은 플랫폼 높이와 장애물 감지의 이유로 낮은 위치에 센서를 장착하여 위치추정과 자율주행에 사용하기 때문에, 본 발명의 일 실시예에서는, 종아리 정도의 낮은 높이에 설치된 레이저 거리센서를 이용하여 사람 다리를 추적하며, 최종적으로 사람, 즉 사용자를 추적하기로 한다. 추적하고자 하는 대상인 사람은 바지를 입고 있거나 맨 다리인 경우로 전제하며, 사람이 아닌 벽, 카트, 여행가방 등과 같은 사람의 다리가 아닌 물체는 추적 대상에서 제외한다. 단일 레이저 거리센서 기반의 개별 다리 추적을 통한 사람추적을 목표로 한다. 사람의 다리 추적은 파티클 기반의 확률론적 필터를 기반으로 이루어지며, 필터의 예측 단계에서 필요한 움직임 모델은 사람의 보행 모델을 이용한다. 보행 모델을 통해 예측된 다리의 위치로부터 샘플의 위치를 이동시켜 센서 측정치에 대한 확률분포를 계산하며 데이터 결합을 통해 각각의 측정치와 트랙을 확률적으로 결합될 가능성이 높은 쌍을 서로 매칭시킨다. 이후, 데이터 결합으로부터 결과 다리에 해당하는 각각의 트랙들의 상태정보를 갱신한다.

<파티클 기반 확률론적 필터의 데이터 결합>

각각의 다리 위치에 대한 상태정보는 파티클 기반의 필터를 통해 추정한다. 파티클 기반의 확률론적 필터를 이용한 다리 위치 추정방법은 각각의 다리들을 추적 대상체로 보았을 때, 파티클 샘플들을 이용하여 예상되는 위치에 존재할 확률들을 계산하고 각 다리에 대한 트랙을 생성하여 다리의 위치들을 추정한다. 센서로 인식한 다리 위치 정보는 서로 밀접하게 위치하여 필터링 과정시 트랙이 서로 혼동될 수 있으며, 이러한 상황에서 존재하는 다리 위치 정보들을 혼동하지 않고 추적하기 위한 기법이 필요하다. 혼동 문제는 데이터 결합 기법을 통해 해결될 수 있다.

예를 들어, 과거 k-1 시간의 대상의 트랙(Track)과 현재 k 시간의 측정치(Measurement) 존재할 때의 데이터를 결합하면, 각각의 인식된 다리들의 위치 정보를 측정치로 보았을 때, 측정치들은 각각의 대상들의 트랙으로부터 기인하였다고 할 수 있다. 측정치 j가 대상 i로부터 기인하였을 공동결합사건을 θ라고 하였을 때, 측정치 j가 대상 i로부터 기인하였을 사후확률은 수학식 1과 같이 정의된다.

추정 과정이 마르코프임을 가정하고, 전체확률법칙을 이용하여 수학식 1의 사후확률 βji를 계산하기 위한 개별공동결합사건 θ 가 발생할 확률 P(θ|Zk)를 이하 수학식 2와 같이 계산한다.

이때, p(zj(k)|xi^k)는 현재의 대상체의 위치에 측정치가 위치할 확률로 점유 그리드(Occupancy Grid)의 셀에 위치한 각각의 다리들에 대한 레이저 거리센서 스캔 포인트를 셀별로 합산한 값과 파티클 필터의 파티클들의 가중치를 합산한 값을 곱하여 계산할 수 있다. 수학식 2의 p(x^ki|Z^k-1)는 대상체의 상태 예측에 대한 확률로, 파티클 필터의 예측 단계에서 사람의 보행 모델을 적용함으로써 확률을 얻을 수 있다. 각각의 사후확률 βji를 각 대상과 측정치의 가능한 모든 조합에 대해 계산하여 행렬로 나타내면 할당 행렬로 나타낼 수 있다. 만들어진 할당 행렬로부터 K-best 해법을 선택하는 Mutry's 알고리즘을 적용하면 가능한 조합 쌍에 대한 가장 높은 확률의 조합을 선택할 수 있다.

<사람 보행 모델>

사람의 보행 주기는 다리의 유각기(Swing Phase)과 입각기(Stance Phase)로 나뉘며, 보행 속도와 보행 패턴은 다리의 유각시간과 입각시간에 영향을 미친다. 따라서, 각각의 유각시간과 입각시간은 유각기 동안의 다리의 최대 이동거리와 평균 이동거리를 적용하여 계산하고, 이러한 사람의 보행 모션을 이용하여 필터의 모션 모델로 적용할 수 있다. 이를 이용하면 가정 내, 학원 내, 독서실이나 스터디 카페 내에서도 이동로봇을 경유하여 멘토 단말(400)이 연결되어 사용자를 추적하고 따라다닐 수 있게 된다. 사람 다리 추적과정은 차례대로 필터의 예측 단계, 필터의 교정 단계, 다리 추적 단계로 이루어지며 멘토가 24시간 이동로봇을 통하여 원격지에서도 사용자를 따라다닐 수 있게 된다.

로그확인부(390)는, 응답부(320)에서 사용자 단말(100)의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받은 이후에, 사용자 단말(100)로 적어도 하나의 동기부여 콘텐츠, 강의 콘텐츠, 공부일기 페이지, 백지노트 페이지, 연습장 페이지 및 학습노트 페이지 중 적어도 하나의 공부수단에 엑세스권을 부여할 수 있다. 로그확인부(390)는, 사용자 단말(100)에서 엑세스권이 부여된 적어도 하나의 공부수단에 엑세스한 후 로그를 남겼는지를 확인할 수 있다. 즉, 공부를 했는지, 공부를 함에 따라 필요한 노트나 정리는 했는지 등을 확인하는 과정인데 최근 터치패드에 전자펜을 이용하여 노트를 하거나 필기를 하는 인터페이스를 고려하여 연습장을 아이패드 자체를 통하여 입력할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 공부일기 페이지는, 플래너 내 스케줄링된 페이지 분량을 채웠는지에 대한 결과를 기록하는 페이지이고, 백지노트 페이지는, 페이지 분량 내 포함된 공부내용에 대한 키워드를 트리형식으로 마인드맵(MindMap)을 작성하는 페이지이고, 연습장 페이지는, 사용자 단말(100)의 사용자가 공부를 하면서 노트를 기재한 것을 입력받는 페이지이고, 학습노트 페이지는, 사용자 단말(100)에서 기 설정된 회독수를 채워야 할 콘텐츠가 기록된 페이지일 수 있으나, 각 페이지의 종류는 나열된 것들로 한정되지 않고, 각 페이지에 채워져야 할 콘텐츠의 종류도 상술한 것들로 한정되지 않는다.

추적관리부(391)는, 응답부(320)에서 사용자 단말(100)의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받은 이후에, 기 설정된 자습시간에 사용자 단말(100)의 카메라를 강제구동시키고, 카메라 내 사용자의 얼굴을 객체로 인식하여 사용자를 식별할 수 있다. 추적관리부(391)는, 사용자의 얼굴을 포함한 인체의 각 부위를 추적(Tracking)하여 기 설정된 자습시간 동안 공부를 하는지의 여부를 모니터링하고, 사용자 단말(100)의 카메라로부터 송출된 영상을 적어도 하나의 피공유자 단말과 상호 공유할 수 있다. 최근 줌 수업에서 사진을 뽑아 카메라 앞에 놓거나 인형을 놓고 수업을 받아도 컴퓨터가 인식을 하지 못하거나 인지를 하지 못하고 출석으로 처리하는 등의 문제가 발생하고 있는데,

<시선인식 기반 집중도 판단>

추적관리부(391)는 웹캠을 이용하여 현재 사용자가 졸고 있는 것은 아닌지, 현재 앉아는 있는지 등을 확인해야 한다. 이를 위하여, 사용자의 시선을 판단하기 위하여 OpenCV을 이용하여 이러닝을 이용하는 사용자들의 얼굴 각도와 눈동자의 눈에서의 위치를 이용하여 판단한다. 눈에서의 눈동자 위치뿐 아닌 얼굴각도 이용하여 판단하고, 눈의 개폐를 Landmark 68 알고리즘을 이용하여 인식할 수 있다. 깜빡임을 검출하여 학습중인 사용자의 졸음을 판단할 수 있다. 평소에는 데스크탑을 통하여 평소 컴퓨터를 모습을 영상으로 사용자의 얼굴을 취득할 수 있다. 이때, 얼굴 랜드마크 검출을 위하여 Cascade 기반의 랜드마크 검출 방식을 이용할 수 있는데, 랜드마크에서의 얼굴을 검출하고, 다시 얼굴의 각도를 검출한 후, 얼굴에서 눈을 찾게 되고 눈에서의 눈동자 위치를 검출한다. 얼굴 각도 값과 눈동자 위치 값을 기반으로 시선을 판단하게 된다.

일반적으로 시선 판단 시 눈에서의 눈동자 위치만을 가지고 시선을 판단하는데 눈동자의 위치가 중요한 판단 매체이지만 눈동자의 위치만을 가지고 처리하는 경우, 얼굴 각도의 따른 눈동자 위치는 고려하지 못하기 때문에 본 발명의 일 실시예에서는, 시선 판단시 얼굴 각도를 먼저 검출 후 눈에서의 눈동자 위치를 검출하게 된다.

<부적정 수강방지>

덧붙여서, 추적관리부(391)는 부적정 수강을 방지하기 위하여 사람이 온라인 강의를 수강하는 과정에서 보이는 특성을 이용할 수도 있다. 부적정 수강을 방지하기 위해, 사람의 얼굴 탐지하는 연구가 진행되었으나 웹캠 앞에 사진을 놓을 경우 시스템을 무력화시킬 수 있는 문제가 있다. 이를 보완하기 연구로 딥러닝을 이용하여 사람의 얼굴과 몸을 탐지 후 연관성을 추출하여 문제를 해결하고자 하였으나 사람이 앉아 있는 환경과 유사하게 생성할 경우 역시 무력화되는 문제점이 있었다. 이에 따라, 추적관리부(391)는, 사람은 온라인 강의를 보는 과정에서 강의의 선호도와 상관없이 약간의 감정변화를 보이며 이는 표정으로 드러난다는 점을 이용한다. 온라인 강의 수강 중 감정변화, 필기, 자세변경 등으로 인해 순간적인 표정 변화가 발생한다. 즉, 사람은 온라인 강의 중 의도치 않은 표정변화가 자연스럽게 발생함을 보여준다.

이를 위해, 객체탐지 및 감정분류를 통합한 부적정수강 탐지모델을 이용할 수 있다. 웹캠을 통해 온라인 강의를 수강하는 학습자의 몸 전체와 얼굴을 취득하고 Face, Person Class로 나누어 Bounding Box 좌표를 추출한다. 추출된 Face, Person의 좌표를 Bounding Box Area Calculation System으로 전송하여 두 클래스의 연관성을 추출한다. 사람의 몸과 얼굴이 형용할 수 있는 자세가 한정되어 있어 연관성 추출을 통한 학습자의 강의수강 여부가 판단 가능하며 이를 정상(Normal) 또는 비정상(Abnormal)으로 반환한다. 또한, Face의 좌표 및 이미지 데이터를 Emotion and Judgment System으로 전송하여 학습자의 표정데이터를 분석한다. 표정 분석을 통해 무표정, 분노, 혐오, 두려움, 기쁨, 슬픔, 놀람의 감정을 분류할 수 있다.

이러한 두 시스템의 정보를 통합하는 Automatic Learning Authentication Judgment System은 학습자의 표정 변화 및 얼굴과 몸전체의 연관성 추출을 통한 강의 수강 여부를 종합적으로 고려하여 학습인증(Learning Authentication) 여부를 판단한다. 학습자가 온라인 강의 중 정면을 응시하지 않거나 자리를 이탈할 시 객체탐지가 정상적으로 이루어지지 않으며 학습인증이 정상적으로 이루어지지 않아 부적정수강을 하고 있다고 판단한다. 또한, 웹캠 앞에 학습자가 아닌 사람과 유사한 인형 등으로 사람이 온라인 강의를 수강하는 듯한 환경을 생성하더라도 지속적인 표정변화가 일어나지 않아 학습인증이 이루어지지 않을 수 있다.

제어권획득부(393)는, 스케줄링부(310)에서 사용자 단말(100)의 학습정보로 선택된 적어도 하나의 교재에 대하여 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 기 설정된 기간 동안 스케줄링을 수행하기 이전에, 사용자 단말(100)의 iOS 또는 안드로이드 계정을 등록받아 계정으로 로그인된 적어도 하나의 이동 단말 또는 고정 단말의 제어권을 획득할 수 있다. 최근 아이패드, 애플워치, 갤럭시탭, 데스크탑, 노트북 등 스마트폰을 제외하고도 다양한 디바이스들을 보유한 경우가 많다. 이때, 제어권획득부(393)는 사용자가 A 계정으로 앱스토어 또는 구글플레이를 이용하는 경우 이 계정으로 로그인된 모든 기기를 등록받아 제어권을 획득할 수 있다. 그 이유는 사용자가 사용자 단말(100)로는 EBS 강의를 수강하는 것과 같이 EBS 동영상을 플레이하면서 사용자 단말(100)외에 다른 단말, 예를 들어 세컨 단말을 이용하여 유튜브를 보거나 넷플릭스를 보는 경우를 방지하기 위해서이다.

강제중지부(395)는, 제어권획득부(393)에서 사용자 단말(100)의 iOS 또는 안드로이드 계정을 등록받아 계정으로 로그인된 적어도 하나의 이동 단말 또는 고정 단말의 제어권을 획득한 후, 사용자 단말(100)과 연동된 이동 단말 또는 고정 단말에서 스케줄링된 플래너 내 시각에 기 지정된 콘텐츠 외의 콘텐츠가 출력되는 것이 시도되는 경우, 사용자 단말(100), 이동 단말 및 고정 단말의 I/O(Input/Output) 인터페이스를 강제중지시킬 수 있다. 즉, 입출력 인터페이스를 모두 중지시켜버리면 사용자는 해당 단말로 어떠한 애플리케이션도 구동할 수 없게 된다. 공부에 방해가 되는 요소는 모두 중지시킬 수 있다. 이때, 이동 단말에는 XBOX나 플레이스테이션도 포함될 수 있다.

이하, 상술한 도 2의 교육 서비스 제공 서버의 구성에 따른 동작 과정을 도 3 및 도 4를 예로 들어 상세히 설명하기로 한다. 다만, 실시예는 본 발명의 다양한 실시예 중 어느 하나일 뿐, 이에 한정되지 않음은 자명하다 할 것이다.

도 3을 참조하면, (a) 교육 서비스 제공 서버(300)는 적어도 하나의 멘토 단말(400)로부터 학력, 경력, 스케줄 등을 등록받아 멘토풀(Pool)을 구축할 수 있다. 그리고, (b)와 도 4a와 같이 교육관리 프로세스를 구축하여 회원이 트레이너를 찾아 상담을 받고 운동기구로 운동을 하며 다시 인바디로 몸 상태를 체크하고 비포 및 애프터를 찍는 것과 같은 과정과 유사하게 공부습관을 만들어주는 기간과 그 과정을 설정하고 프로세스를 구축한다. 도 3의 (c)와 같이 일대일로 트레이너를 붙여 운동하는 것과 같이 밀착감시하는 방식으로 사용자 단말(100)과 멘토 단말(400)을 연결하여 관리감독하고, (d)와 같이 실시간 자습을 피공유 단말(500)과 공유하도록 할 수도 있다. 도 4a와 같은 프로그램을 도 4b와 같이 운동계획을 짜는 것과 유사하게 몸이 공부하는 습관을 기억하도록 한다. 도 4c와 같은 해법을 이용하고 도 4d와 같이 회원을 분류할 수 있다.

이와 같은 도 2 내지 도 4의 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1을 통해 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 시스템에 포함된 각 구성들 상호 간에 데이터가 송수신되는 과정을 나타낸 도면이다. 이하, 도 5를 통해 각 구성들 상호간에 데이터가 송수신되는 과정의 일 예를 설명할 것이나, 이와 같은 실시예로 본원이 한정 해석되는 것은 아니며, 앞서 설명한 다양한 실시예들에 따라 도 5에 도시된 데이터가 송수신되는 과정이 변경될 수 있음은 기술분야에 속하는 당업자에게 자명하다.

도 5를 참조하면, 교육 서비스 제공 서버는, 사용자 단말의 학습정보로 선택된 적어도 하나의 교재에 대하여 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 기 설정된 기간 동안 스케줄링을 수행하고(S5100), 사용자 단말의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받는다(S5200).

그리고, 교육 서비스 제공 서버는, 스케줄링된 플래너 내 포함된 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션을 사용자 단말에서 수행했는지의 여부를 모니터링하고(S5300), 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션 중 어느 하나의 미션을 수행완료한 경우, 수행완료된 미션에 기 매핑되어 저장된 리워드 및 피드백을 사용자 단말로 전송한다(S5400).

또, 교육 서비스 제공 서버는, 사용자 단말에서 수행한 미션 완수율, 성적 및 성취도를 수집하여 리포트를 생성하고(S5500), 사용자 단말의 학습습관을 플래너를 수행하기 이전인 비포(Before)와 수행한 이후인 애프터(After)로 비교하여 제공한다(S5600).

상술한 단계들(S5100~S5600)간의 순서는 예시일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상술한 단계들(S5100~S5600)간의 순서는 상호 변동될 수 있으며, 이중 일부 단계들은 동시에 실행되거나 삭제될 수도 있다.

이와 같은 도 5의 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1 내지 도 4를 통해 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.

도 5를 통해 설명된 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법은, 단말기에 기본적으로 설치된 애플리케이션(이는 단말기에 기본적으로 탑재된 플랫폼이나 운영체제 등에 포함된 프로그램을 포함할 수 있음)에 의해 실행될 수 있고, 사용자가 애플리케이션 스토어 서버, 애플리케이션 또는 해당 서비스와 관련된 웹 서버 등의 애플리케이션 제공 서버를 통해 마스터 단말기에 직접 설치한 애플리케이션(즉, 프로그램)에 의해 실행될 수도 있다. 이러한 의미에서, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법은 단말기에 기본적으로 설치되거나 사용자에 의해 직접 설치된 애플리케이션(즉, 프로그램)으로 구현되고 단말기에 등의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 교육 서비스 제공 서버에서 실행되는 교육 서비스 제공 방법에 있어서,
   사용자 단말의 iOS 또는 안드로이드 계정을 등록받아 상기 계정으로 로그인된 적어도 하나의 이동 단말 또는 고정 단말의 제어권을 획득하는 단계;
   상기 사용자 단말의 학습정보로 선택된 적어도 하나의 교재에 대하여 기 설정된 회독수를 채우기 위하여 기 설정된 기간 동안 스케줄링을 수행하는 단계;
   상기 사용자 단말과 연동된 상기 이동 단말 또는 상기 고정 단말에서 상기 스케줄링된 플래너 내 시각에 기 지정된 콘텐츠 외의 콘텐츠가 출력되는 것이 시도되는 경우, 상기 계정으로 로그인된 이동 단말 또는 상기 계정으로 로그인된 고정 단말의 I/O(Input/Output) 인터페이스를 강제중지시키는 단계;
   상기 사용자 단말의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받는 단계;
   상기 스케줄링된 플래너 내 포함된 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션을 상기 사용자 단말에서 수행했는지의 여부를 모니터링하는 단계;
   상기 일간 미션, 주간 미션 및 월간 미션 중 어느 하나의 미션을 수행완료한 경우, 수행완료된 상기 미션에 기 매핑되어 저장된 리워드 및 피드백을 상기 사용자 단말로 전송하는 단계;
   상기 사용자 단말에서 수행한 미션 완수율, 성적 및 성취도를 수집하여 리포트를 생성하는 단계; 및
   상기 사용자 단말의 학습습관을 상기 플래너를 수행하기 이전인 비포(Before)와 수행한 이후인 애프터(After)로 비교하여 제공하는 단계;를 포함하며,
   상기 리워드는,
   상기 사용자 단말의 액세스 권한을 돌려주는 것으로 설정되며, 상기 사용자 단말에서 인터넷 접근할 수 있도록 하는 것이 포함되며,
   상기 사용자 단말의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받는 단계 이후에,
   상기 사용자 단말로 적어도 하나의 동기부여 콘텐츠, 강의 콘텐츠, 공부일기 페이지, 백지노트 페이지, 연습장 페이지 및 학습노트 페이지를 포함하는 공부수단에 엑세스권을 부여하는 단계; 및
   사용자가 공부를 했는지 또는 공부를 함에 따라 필요한 노트나 정리는 했는지를 확인하기 위해서, 상기 사용자 단말에서 상기 엑세스권이 부여된 공부수단에 엑세스한 후 로그를 남겼는지를 확인하는 단계;를 더 포함하며,
   상기 공부일기 페이지는, 상기 플래너 내 스케줄링된 페이지 분량을 채웠는지에 대한 결과를 기록하는 페이지이고,
   상기 백지노트 페이지는, 상기 페이지 분량 내 포함된 공부내용에 대한 키워드를 트리형식으로 마인드맵(MindMap)을 작성하는 페이지이고,
   상기 연습장 페이지는, 상기 사용자 단말의 사용자가 공부를 하면서 노트를 기재한 것을 입력받는 페이지이고,
   상기 학습노트 페이지는, 상기 사용자 단말에서 기 설정된 회독수를 채워야 할 콘텐츠가 기록된 페이지이며,
   상기 사용자 단말의 사용자의 학습습관을 점검하기 위하여 기 저장된 설문지 내 문항에 응답을 받는 단계는,
   하루에 몇 시간 동안 공부를 하거나 복습을 하는지, 복습을 하는지 하지 않는지, 한다면 몇 퍼센트나 하는지, 성적은 어느 정도인지, 각 과목별로 취약점은 무엇인지 및, 공부공간이 마련되어 있는지를 포함하는 설문지 내 문항에 응답을 받는 것을 특징으로 하는 운동계획을 접목한 교육관리 서비스 제공 방법.
   
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