KR102620317B1 - 사용자의 인지 훈련 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자의 인지 훈련 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법은, 사용자의 인지 발달 수준에 필요한 인지 기능 및 상기 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성하는 단계, 상기 생성된 수업 및 과제를 상기 사용자에게 제공하는 단계, 및 상기 제공된 수업 및 과제에 대해 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계를 포함한다.

Description

사용자의 인지 훈련 장치 및 방법{Apparatus and method for training user cognition}
본 발명은 사용자의 인지 훈련 장치 및 방법에 관한 것이다.
아동의 인지 기술을 개발하는 것은 어린이와 청소년의 학습 과정과 학업 성취도를 향상시키는데 아주 중요하다. 인지 장애를 지닌 아이들은 독립적으로 일상생활을 수행하기 어려울 뿐만 아니라 환경이 제공하는 의미 있는 자극들을 처리하는 데 문제가 있기 때문에 자신의 환경을 스스로 구조화하고 조직화하기가 어렵다. 인지 훈련은 이러한 아이들의 잠재력을 활성화시켜 아이들 자신에게 의미 있는 활동이 방해 받는 것을 줄이고자 한다. 인지 훈련의 일차적 과제는 인지 장애를 개선하여 아이들의 일상생활활동 및 학업수행 능력을 높이고 자신에게 가치있는 활동을 가능하게 하며 독립적인 활동을 수행하도록 하며, 삶의 질을 높이고 의미 있는 활동 수행을 최적화하려고 한다. 그러나 이러한 인지 훈련이 매우 중요함에도 불구하고, 현재 효과적인 치료 수단이나 훈련 도구가 제대로 개발되지 못하였다.
종래의 인지 훈련 기술에는 아동들에게 가장 필요한 기초 인지 기술들이 체계적으로 정의되어 있지 않다. 구체적인 발달과정이 정의되어 있지 않은 인지 기술들에 대해 인지 훈련 단계가 체계적으로 정의되어 있지 않다. 또한, 수학과 같이 학습 개념과 학습 단계가 잘 정의되어 있는 분야들과는 달리, 인지 훈련 분야에는 체계적인 발달 프로세스에 대한 정의나 학습을 위한 커리큘럼이 존재하지 않아 아동의 발달월령대에 맞는 체계적인 인지 훈련이 이루어지 않고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2548956호(2023.06.28) 대한민국 등록특허공보 제10-2266310호(20210617) 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0106271호(20210830) 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0053378호(20220429)
본 발명의 실시예들은 구체적인 발달과정이 정의되어 있지 않은 인지 기능들에 대해 인지 커리큘럼을 사용자에게 맞춤화하고 인지 훈련을 체계적으로 제공하기 위한, 사용자의 인지 훈련 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위의 환경에서도 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 인지 훈련 장치에 의해 수행되는 사용자의 인지 훈련 방법에 있어서, 사용자의 인지 발달 수준에 필요한 인지 기능 및 상기 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성하는 단계; 상기 생성된 수업 및 과제를 상기 사용자에게 제공하는 단계; 및 상기 제공된 수업 및 과제에 대해 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계를 포함하는, 사용자의 인지 훈련 방법이 제공될 수 있다.
상기 과제는 목표 과제를 수행하기 위해 필요한 적어도 하나의 소단위 과제를 포함하고, 상기 적어도 하나의 소단위 과제는 최하위 과제부터 상기 목표 과제까지 난이도가 단계적으로 증가되어 상기 사용자에게 제공될 수 있다.
상기 수업 및 과제를 생성하는 단계는, 상기 인지 기능 및 상기 적어도 하나의 태그 각각을 서로 다르게 조합하여 수업 및 과제를 생성할 수 있다.
상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 제공된 수업 및 과제의 난이도 구성이 상기 사용자의 인지 발달 수준에 부합하는지를 검증하여 상기 과제의 난이도 구성을 맞춤화할 수 있다.
상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에 대한 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적할 수 있다.
상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적하고, 상기 추적된 사용자의 인지 발달 수준을 기반으로 상기 사용자의 발달월령 목표치에 맞게 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화할 수 있다.
상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는, 이전 회차의 수행 결과 데이터에 따라 다음 회차의 수업 컨텐츠 또는 과제의 배정 난이도를 재구성할 수 있다.
상기 방법은, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자가 수업 컨텐츠의 특정 난이도 과제에 대한 수행 수준 향상에 추가적인 훈련이 필요하다고 판단된 경우, 특정 난이도 과제에 대한 추가 훈련 기회를 제공하는 디딤돌 컨텐츠를 상기 사용자에게 일시적으로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제공된 과제를 수행하기 위해 상기 사용자의 인지 발달 수준에서 상기 사용자가 필요한 최적화된 촉구(Prompt)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 촉구의 종류 또는 강도는 상기 사용자가 수행한 복수의 수행 결과 데이터 중에서 적어도 하나의 수행 결과 데이터를 기반으로 결정할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제공된 과제를 성공한 경우 정적 강화(Positive Reinforcement) 방식의 보상으로 강화(Reinforcement)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 강화의 종류 또는 강도는 상기 제공된 과제와 관련된 적어도 하나의 요소를 기반으로 결정될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자와 인지 훈련과 관련된 입출력 동작을 수행하는 사용자 입출력 모듈; 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 사용자의 인지 발달 수준에 필요한 인지 기능 및 상기 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성하고, 상기 생성된 수업 및 과제를 상기 사용자에게 제공하고, 상기 제공된 수업 및 과제에 대해 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는, 사용자의 인지 훈련 장치가 제공될 수 있다.
상기 과제는 목표 과제를 수행하기 위해 필요한 적어도 하나의 소단위 과제를 포함하고, 상기 적어도 하나의 소단위 과제는 최하위 과제부터 상기 목표 과제까지 난이도가 단계적으로 증가되어 상기 사용자에게 제공될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 인지 기능 및 상기 적어도 하나의 태그 각각을 서로 다르게 조합하여 수업 및 과제를 생성할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 제공된 수업 및 과제의 난이도 구성이 상기 사용자의 인지 발달 수준에 부합하는지를 검증하여 상기 과제의 난이도 구성을 맞춤화할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에 대한 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적하고, 상기 추적된 사용자의 인지 발달 수준을 기반으로 상기 사용자의 발달월령 목표치에 맞게 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화할 수 있다.
상기 프로세서는, 이전 회차의 수행 결과 데이터에 따라 다음 회차의 수업 컨텐츠 또는 과제의 배정 난이도를 재구성할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자가 수업 컨텐츠의 특정 난이도 과제에 대한 수행 수준 향상에 추가적인 훈련이 필요하다고 판단된 경우, 특정 난이도 과제에 대한 추가 훈련 기회를 제공하는 디딤돌 컨텐츠를 상기 사용자에게 일시적으로 제공할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제공된 과제를 수행하기 위해 상기 사용자의 인지 발달 수준에서 상기 사용자가 필요한 최적화된 촉구(Prompt)를 제공하는, 상기 촉구의 종류 또는 강도는 상기 사용자가 수행한 복수의 수행 결과 데이터 중에서 적어도 하나의 수행 결과 데이터를 기반으로 결정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제공된 과제를 성공한 경우 정적 강화(Positive Reinforcement) 방식의 보상으로 강화(Reinforcement)를 제공하고, 상기 강화의 종류 또는 강도는 상기 제공된 과제와 관련된 적어도 하나의 요소를 기반으로 결정될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 실시예들은 구체적인 발달과정이 정의되어 있지 않은 인지 기능들에 대해 인지 커리큘럼을 사용자에게 맞춤화하고 인지 훈련을 체계적으로 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 사용자가 수행한 실제 수행 결과 데이터를 기반으로 사용자 발달월령에 따라 목표를 정의하고, 사용자의 인지 기능의 발달수준을 추적하여 기초적인 인지 기능부터 상위의 인지 기능까지 탄탄히 쌓아올릴 수 있도록 인지 커리큘럼을 맞춤화해서 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 회차별 수업 컨텐츠를 이전 회차의 수업 수행 결과 데이터에 따라 매번 재구성함으로써, 사용자의 수행 결과에 맞는 맞춤수업을 출제할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 회차별 수업 진행 플로우를 사용자의 입력 및 수행 결과 데이터에 따라 다르게 구성함으로써, 사용자의 수행 결과에 맞는 맞춤수업을 출제할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 수업 컨텐츠별로 사용자에게 맞춤화된 단계적 촉구 또는 강화를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 커리큘럼에서 사용되는 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑된 적어도 하나의 태그를 나타낸 도면이다.
도 3은 인지 기능별 월령별 목표 대비 달성 비율을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 방법에서 수업 컨텐츠 및 인지 커리큘럼 맞춤화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 방법에서 회차별 수업 컨텐츠 및 인지 커리큘럼 맞춤화 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤 수업 출제 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 행동 강화를 위한 토큰 제공 방식을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 과제 예시 1을 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 과제 예시 2로 로봇연구소 과제를 설명하기로 한다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 다른 과제 예시 3을 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 최하위 난이도 및 디딤돌 컨텐츠 예시를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 장치의 구성도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법은 사용자의 인지 훈련 장치에 의해 수행된다.
단계 S101에서, 인지 훈련 장치는 사용자의 발달월령대에 필요한 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성한다.
단계 S102에서, 인지 훈련 장치는 생성된 수업 및 과제를 사용자에게 제공한다.
단계 S103에서, 인지 훈련 장치는 제공된 수업 및 과제에 대해 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 인지 커리큘럼을 맞춤화한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 커리큘럼에서 사용되는 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑된 적어도 하나의 태그를 나타낸 도면이다.
수학과 같이 학습 개념과 학습 단계가 잘 정의되어 있는 분야들과는 달리, 인지 분야는 체계적인 발달 프로세스에 대한 정의나 학습을 위한 커리큘럼이 존재하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 커리큘럼은 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그(예컨대, 속성 태그, 지식 태그, 일상기술 태그, 적응행동 태그 등)를 기반으로 정의된다. 인지 훈련 장치는 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기준으로 수업 및 과제를 생성할 수 있다. 일례로, 24 내지 84개월 아동들에게 가장 필요한 기초 인지 기능들이 선정되어 인지 커리큘럼이 정의될 수 있다. 구체적인 발달과정이 정의되어 있지 않은 인지 기능들에 대해 훈련 단계를 정의될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 방법에는 아동(예컨대, 24 내지 84개월 등)에 초점을 맞춰 이 시기에 습득해야 할 기초 인지 기능들이 정의되어 있고, 각각의 인지 기능을 습득하기 위한 최적의 훈련 단계들이 정의될 수 있다. 또한, 인지 훈련 장치는 사용자의 발달월령에서 알아가야 할 주요 개념들을 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그로 분류하여 해당 요소들을 골고루 다루도록 과제를 생성할 수 있다. 인지 훈련 장치는 수업 컨텐츠 기획시 수업 컨텐츠가 주요하게 다룰 인지 기능들을 우선 선정하고, 각 인지 기능의 습득 단계를 반영하여 수업 컨텐츠를 난이도별로 생성할 수 있다.
실시예로서, 인지 커리큘럼에 포함되는 과제의 정의, 검증 및 수정 프로세스를 살펴보기로 한다.
첫째, 인지 훈련 장치는 사용자의 발달월령대에 필요하거나 미리 선정된 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 토대로 목표 과제를 정의한다.
둘째, 인지 훈련 장치는 목표 과제를 수행하기 위해 거쳐야하는 하위 스텝들이 무엇인지, 그리고 어떤 소단위 과제들을 수행해야하는지 우선 파악한다.
셋째, 인지 훈련 장치는 목표 과제의 하위 요소 중 가장 간단하거나 단순한 소단위의 과제부터 우선 학습하도록 목표 과제의 최하위 단계를 구성한다. 이때, 인지 훈련 장치는 최하위 단계인 소단위 과제에서 한두개씩 요소를 더해가며 점진적으로 목표 과제에 가까워지도록 난이도 체계를 구성할 수 있다. 인지 훈련 장치는 DTT(Discrete Trial Training) 방식과 유사하게 상위 수행 과제인 목표 과제를 잘게 쪼개서 사용자에게 제공함으로써, 단계적으로 한 요소씩 훈련시키는 중재 방식을 이용할 수 있다.
일례로, 목표 과제의 하위 요소 중 가장 간단하거나 단순한 소단위의 과제부터 목표 과제에 가까워지도록 학습하는 과제 예시를 살펴보기로 한다. 예를 들어, 목표 과제는 길 위에 있는 얼음을 최소 조작으로 없애는 과제라 한다.
위 목표 과제를 해결하는데 요구되는 기술을 쪼갠 단계별 기술은 다음과 같다.
1. 한칸블록을 움직이는 방법 이해
2. 두칸블록 중 세로로 놓인 것을 움직이는 방법 이해
3. 목표에 대한 이해 (길 위 얼음을 길 밖으로 이동)
4. 목표와 관련없는 블록은 조작하지 않는 행동 통제력
5. 두 종류의 블록이 한 판에 등장했을 때 종류에 맞게 이동시키는 전환 능력
6. 두칸블록 중 가로로 놓인 것을 움직이는 방법 이해
7. 길 위에 있는 얼음을 없애기 위해 필수적인 직전 조작이 무엇인지 판단하는 기술(방해 요소 없음)
8. 길 위에 있는 얼음을 최소 조작으로 없애기 위한 2단계 연쇄조작이 무엇인지 판단하는 기술(방해 요소 있음)
9. 세 종류의 블록이 한 판에 등장했을 때 종류에 맞게 이동시키는 전환 능력
10. 길 위에 있는 얼음을 최소 조작으로 없애기 위한 2단계 연쇄조작이 무엇인지 판단하는 기술(방해 요소 없음)
11. 길 위에 있는 얼음을 최소 조작으로 없애기 위한 2단계 이상의 연쇄조작이 무엇인지 판단하는 기술
인지 훈련 장치는 상기 목표 과제의 하위 요소들을 단계적으로 다룰 수 있도록 난이도별로 소단위 문제를 구성할 수 있다.
한편, 인지 훈련 장치는 사용자가 과제를 수행한 실제 수행 결과 데이터를 통해 낮은 단계부터 점진적으로 한 단계씩 올라가도록 난이도가 구성되었는지 파악하고 검증할 수 있다.
예를 들어, 인지 훈련 장치는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 통해, 난이도 격차가 큰 구간이 있는지, 과제를 적절히 쪼개서 단계적 학습이 가능하도록 난이도 체계를 구성했는지 등을 수행 결과 데이터를 통해 파악할 수 있다.
이러한 난이도 맞춤화 로직에 의해 사용자는 수업별로, 과제별로 자신에게 최적화된 난이도에 안착하게 될 수 있다. 이때, 인지 훈련 장치는 난이도별로 안착한 사용자의 평균 연령과 분포를 파악하는 분석을 진행할 수 있다. 인지 훈련 장치는 난이도마다 평균적으로 머무는 기간, 난이도 변화 추이 등을 파악해 난이도 구성을 검증하고 필요시 수정 및 고도화시킬 수 있다.
전술된 바와 같이, 인지 훈련 방법에 사용되는 수업의 과제 즉, 문제는 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에서 개별적으로 선정되어 구성될 수 있다. 주로 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에서 여러 요소가 혼합되어 문제가 구성될 수 있다. 이러한 문제 구성 예시를 살펴보기로 한다.
첫째, 특정 문제는 동일한 인지 기능을 다루고 있더라도 어떤 인지 기능들의 조합인지에 따라 문제 생성 방식이나 설계 방식이 달라질 수 있다. 예시로, 인지 기능에서 시공간추론능력과 구성력(spatial construction)을 다루는 문제 예시 1와 시공간추론능력과 시지각기술(그 중에서도 시각변별 및 물체지각력)을 다루는 문제 예시 2가 다르게 생성될 수 있다.
둘째, 동일한 인지 기능을 다루지만 서로 다른 속성 태그를 다루는 문제가 서로 다르게 생성될 수 있다. 예시로, 청각적 주의력, 청각적 기억력, 연합 기억력, 시각적 변별력 등을 다루는 문제들은 각각의 속성 태그들에 따라 서로 달라질 수 있다. 예시로, "색" 속성 태그를 다루는 문제 예시와 "수" 속성 태그를 다루는 문제 예시는 서로 다르게 생성될 수 있다.
셋째, 일부 동일한 인지 기능을 다루지만 함께 포함된 "인지 기능" 및 "지식" 태그가 서로 다른 문제로 생성될 수 있다. 예시로, 인지 기능인 위치 지각력(perception of spatial relations)을 다루는 문제에서 위치 지각력과 청각적 주의기억력을 함께 훈련하며 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽과 같은 공간 개념을 다루는 문제 예시가 생성될 수 있다. 또한, 인지 기능인 위치 지각력을 다루는 문제에서 위치 지각력과 작업기억(working memory)을 함께 훈련하며 순서 개념을 다루는 문제 예시가 생성될 수 있다.
도 3은 인지 기능별 월령별 목표 대비 달성 비율을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 장치는 사용자가 수행한 실제 수행 결과 데이터를 기반으로 월령별 목표를 정의하고, 사용자(예컨대, 아동 등)의 인지 기능 발달수준을 추적하여 기초적인 인지 기능부터 상위 개념의 인지 기능까지 탄탄히 쌓아올릴 수 있도록 인지 커리큘럼을 맞춤화해서 제공할 수 있다.
일례로, 인지 훈련 장치는 아동의 연령별로 발달시켜할 인지 기능을 정의하고, 아동의 연령에 맞게 도달해있지 않은 경우 하위 단계부터 천천히 훈련해서 기초부터 탄탄히 쌓아올리게 훈련시킬 수 있다.
이후, 인지 훈련 장치는 사용자의 실제 수행 결과 데이터를 기반으로 계속해서 월령별 목표를 검증하고 고도화시킬 수 있다. 도 3에 도시된 인지 기능별 월령별 목표 대비 달성 비율 예시에서는 6개월 단위로 표현되어 있지만 특정 월령 단위로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 인지 기능 Aaa 내지 Abc 각각에 대해 월령별로 100.00%, xx.00%, 또는 0.00%와 같이 설정될 수 있다. 인지 훈련 장치는 사용자의 수행 결과 데이터가 쌓임에 따라 계속해서 인지 기능별 월령별 목표 대비 달성 비율을 더욱 정교화시킬 수 있다.
또한, 인지 훈련 장치는 인지 기능뿐만 아니라 다루는 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에 따른 수행 수준 차이 또한 파악할 수 있다. 이는 더욱 고도화된 커리큘럼 맞춤화 메커니즘을 가능하게 할 수 있다. 여기서, 수업마다 다루는 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그가 달려있기 때문에, 인지 훈련 장치는 인지 기능뿐만 아니라 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에 따라서도 발달월령 도달 수준을 파악할 수 있다. 예컨데, 기억력을 다루는 문제 중에서도 색, 모양 등 시각적 요소를 기억하는 기술과 숫자를 기억하는 기술에 있어 수행수준 차이가 발생할 수 있다. 또는, 시각정보처리는 대체로 능숙하나 수에 대한 정보처리는 발달월령 대비 숙련도가 낮은 경우 등 개념 이해, 지식 이해 수준 등에 대한 발달 정보 또한 파악할 수 있다. 이렇게, 인지 훈련 장치는 다측면에서 인지 기능의 발달 수준을 트래킹하고 인지 커리큘럼을 맞춤화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 방법에서 수업 컨텐츠 및 인지 커리큘럼 맞춤화 방법을 나타낸 흐름도이다.
단계 S201에서, 인지 훈련 장치는 사용자의 앱 실행에 따라 인지 훈련 앱을 시작한다.
단계 S202에서, 인지 훈련 장치는 사용자에게 온 보딩 콘텐츠를 제공하여 인지 훈련 앱의 사용을 위한 준비 과정을 수행한다.
단계 S203에서, 인지 훈련 장치는 사용자와 입출력 동작을 통해 1회차 진단 테스트를 수행한다.
단계 S204에서, 인지 훈련 장치는 1회차 진단 테스트 결과를 분석하고 2회차 진단 테스트의 난이도를 배정한다.
단계 S205에서, 인지 훈련 장치는 사용자와 입출력 동작을 통해 2회차 진단 테스트를 수행한다.
단계 S206에서, 인지 훈련 장치는 2회차 진단 테스트 결과를 분석하고 맞춤수업 커리큘럼을 사용자 개별적으로 맞춤화한다.
단계 S207에서, 인지 훈련 장치는 개별적으로 맞춤화된 수업 커리큘럼에 따라 개별 맞춤화된 수업 콘텐츠를 사용자에게 제공한다.
단계 S208에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 토대로 수업 결과를 분석한다.
단계 S209에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 수업 커리큘럼을 사용자에게 맞게 맞춤화하고, 사용자 맞춤화된 수업 콘텐츠를 제공하는 단계 S207부터 다시 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 방법에서 회차별 수업 컨텐츠 및 인지 커리큘럼 맞춤화 동작을 나타낸 도면이다.
우선, 회차별 수업 컨텐츠 및 인지 커리큘럼 맞춤화 동작은 수업 초기에 수업 콘텐츠 및 진단테스트를 함께 진행하여 진단테스트 결과를 토대로 다음회차의 배정 난이도를 설정한다. 이후, 회차별 수업 컨텐츠 및 인지 커리큘럼 맞춤화 동작은 수업 콘텐츠를 제공하여 수업 결과를 토대로 다음회차의 배정 난이도를 설정할 수 있다.
실시예로서, 회차별 수업 컨텐츠 및 인지 커리큘럼 맞춤화 동작은 수업 콘텐츠가 A부터 I까지 있는 것으로 가정하고, 하루치 커리큘럼은 필수 콘텐츠 3개(맞춤 수업)로 가정하기로 한다. 하지만 본 발명의 일 실시예는 특정 수업 콘텐츠나 콘텐츠의 특정 개수로 한정되지 않는다.
단계 S301에서, 인지 훈련 장치는 사용자의 앱 실행에 따라 인지 훈련 앱을 시작하고, 사용자에게 온보딩 콘텐츠를 제공한다. 여기서, 온보딩 콘텐츠는 아동 사용자가 앱 및 입출력 모듈의 구조와 UI에 적응하고, 앱 사용시 요구되는 탭, 드래그 및 드래그앤드랍 등의 조작을 익히게 한다. 온보딩 콘텐츠는 앱 실행 초반에 한번 등장하고 이후에는 등장하지 않는다.
단계 S302에서, 인지 훈련 장치는 1회차 수업 콘텐츠 A 내지 I를 제공하고, 1회차 진단테스트를 진행한다. 인지 훈련 장치는 회차별 일자에 맞는 홈화면을 제공한다. 예를 들면, 1일차 홈화면은 하루치 커리큘럼에 해당하는 수업으로 진입할 수 있는 화면으로서, 사용자의 수업 썸네일 클릭시 수업으로 진입하게 된다. 여기서, 1-2회차에는 모든 수업에 대해 진단테스트가 진행된다. 하루치 커리큘럼 중 순서는 상관없이 아동이 선택해서 하나씩 완료될 수 있다. 하루치 커리큘럼에 포함된 수업 개수는 아동별로 다를 수 있다. 일단 시작시에는 3개가 기본 세팅일 수 있다. 이때, 선택형 콘텐츠가 부가적으로 제공될 수 있다. 선택형 콘텐츠는 맞춤수업 대비 자유도를 높인 놀이 콘텐츠로 필수 커리큘럼이 아닐 수 있다. 선택형 콘텐츠는 아동이 원하는 경우에만 플레이할 수 있다. 각 수업 콘텐츠에 대해 1회차 진단테스트가 진행된다.
단계 S303에서, 인지 훈련 장치는 1회차 수업 콘텐츠 및 진단 테스트가 완료된 후, 1회차 진단 테스트 결과를 분석하고 2회차 진단 테스트의 배정 난이도를 설정한다.
단계 S304에서, 인지 훈련 장치는 2회차 수업 콘텐츠 A 내지 I를 제공하고, 2회차 진단테스트를 진행한다. 인지 훈련 장치는 1회차와 동일하게 2회차에서도 수업 콘텐츠 및 진단테스트를 진행한다.
단계 S305에서, 인지 훈련 장치는 2회차 수업 콘텐츠 및 진단 테스트가 완료된 후, 2회차 진단 테스트 결과를 분석하고 3회차 진단 테스트의 배정 난이도를 설정한다.
단계 S306에서, 인지 훈련 장치는 3회차 수업 콘텐츠 A 내지 I를 제공한다.
단계 S307에서, 인지 훈련 장치는 3회차 수업 콘텐츠가 완료된 후, 3회차 수업 결과를 분석하고 4회차 수업 콘텐츠의 난이도를 설정한다.
단계 S308에서, 인지 훈련 장치는 4회차 수업 콘텐츠 A 내지 I를 제공하고, 4회차 수업 결과를 토대로 5회차 수업 콘텐츠의 난이도를 설정한다. 이후, 인지 훈련 장치는 이전 회차와 동일하게 다음 회차의 수업을 반복적으로 진행한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤 수업 출제 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤 수업 출제 방법의 예시를 나타내는 것으로 1 내지 4 단계 촉구와 1 내지 2 단계 강화물이 설정되어 있다. 각 회차의 문제별 특정 단계의 촉구나 특정 단계의 강화물로 한정되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 단계 S401에서, 인지 훈련 장치는 n-1회차 수업을 진행한다. 수업 콘텐츠는 1 내지 n개 일 수 있으며 개인별로 회차별 수업 개수는 다를 수 있다.
단계 S402에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 1차 시도에서 문제 정답을 제출하는지를 확인한다.
단계 S403에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 1차 시도에서 문제 정답을 제출하는 경우 2단계 강화물을 제공한다.
단계 S404에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 1차 시도에서 문제 정답을 제출하지 못하는 경우 1단계 촉구를 제공한다. 여기서, 오답 횟수, 조작 횟수의 최대 허용값이 존재하며, 인지 훈련 장치는 최대허용값 초과시 수업을 강제 종료할 수 있다. 수업마다 정의된 문제별/세트별 오답 횟수 및 조작 횟수의 최대 허용값이 정의되어 있다.
단계 S405에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 2차 시도에서 문제 정답을 제출하는지를 확인한다.
단계 S406에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 2차 시도에서 문제 정답을 제출하는 경우 1단계 강화물을 제공한다. 인지 훈련 장치는 2차 시도에서 문제 정답을 제출하였기 때문에, 1차 시도에서 제공된 2단계 강화물보다 낮은 1단계 강화물을 제공한다.
단계 S407에서, 인지 훈련 장치는 사용자가 2차 시도에서 문제 정답을 제출하지 못하는 경우 2단계 촉구를 제공한다. 인지 훈련 장치는 2차 시도에서 문제 정답을 제출하지 못했기 때문에, 1차 시도에서 제공된 1단계 촉구보다 높은 2단계 촉구를 제공한다.
단계 S408에서, 인지 훈련 장치는 문제 정답 시도를 반복적으로 수행한 후 최대 단계(예컨대, 4단계 등) 촉구까지 제공할 수 있다.
이후, 단계 S409에서, 인지 훈련 장치는 문제별 또는 문제 세트별 적어도 하나의 수행 결과 데이터(예컨대, 오답 횟수, 오답 패턴, 소요 시간, 조작 횟수 및 조작 방식 등)를 기록한다.
단계 S410에서, 인지 훈련 장치는 각 목표 기술별로 n-1회차 수업 데이터를 토대로 n회차 수업 난이도를 조정한다.
이와 같이, 인지 훈련 장치는 이전 회차의 수업 수행 결과 데이터를 분석하고 분석 결과에 따라 다음 회차의 수업 컨텐츠를 매번 재구성할 수 있다. 여기서, 인지 훈련 장치는 회차 내 수업 등장 횟수, 수업 등장 빈도 또는 수업별 난이도를 재구성할 수 있다.
또한, 인지 훈련 장치는 회차별 수업 진행 플로우를 사용자 입력 및 수행 결과 데이터에 따라 다르게 진행할 수 있다. 인지 훈련 장치는 사용자가 과제 완료시까지 몇 번의 시도가 이루어지는지 즉, 오답 횟수를 확인할 수 있다. 인지 훈련 장치는 일부 수업 컨텐츠에 대해서는 시도별로 소요되는 시간과 사용자 조작 횟수에 따라서도 촉구와 강화물을 차등 적용할 수 있다. 즉, 인지 훈련 장치는 적어도 하나의 수행 결과 데이터(예컨대, 오답 횟수, 오답 패턴, 소요 시간, 조작 횟수 및 조작 방식 등)를 고려하여 촉구의 종류 또는 크기와 강화물의 종류 또는 강도를 적용할 수 있다.
촉구 제공 동작을 살펴보면, 적어도 하나의 수행 결과 데이터가 촉구의 강도를 결정할 수 있다. 인지 훈련 장치는 촉구 제공 동작의 기본적인 원리로서 아이가 스스로 과제를 수행할 수 있도록 처음에는 적은 도움을 주다가 점차 큰 도움을 제공할 수 있다. 또는 인지 훈련 장치는 적절한 수준의 도움을 주는데, 수행 수준에 따라 아이가 스스로 과제를 수행할 수 있도록 처음에는 큰 도움을 주다가 점차 작은 도움을 제공할 수 있다.
또한, 인지 훈련 장치는 수업 컨텐츠별로 맞춤화된 단계적 촉구 제공 동작을 수행할 수 있다. 일례로, 언어 촉구만 제공되는 것이 가장 약한 수준의 1단계 촉구이며, 점차 단계가 높아질수록 혼합 촉구의 형태를 가질 수 있다. 즉, 인지 훈련 장치는 시각 촉구를 2개 이상 동시에 제공한다던가, 언어 지시와 함께 시각 촉구를 제공한다던가, 나중에는 정답 선택을 유도하는 동작적 촉구를 제공함으로써, 아이가 스스로 과제를 해결하는 경험을 하도록 한다.
한편, 강화물의 단계에 대해 살펴보면, 인지 훈련 장치는 정적 강화 방식으로 강화물을 사용자에게 제공할 수 있다. 정적 강화 방식은 과제 수행에 들인 노력에 상승하는 수준의 강화물을 제공하는 것이다. 그렇기 때문에, 인지 훈련 장치는 아무런 촉구 없이 스스로 과제를 성공적으로 수행한 경우에 더 강한 강화물을 제공하고, 제공된 촉구로 도움받아 과제를 수행한 경우에는 더 약한 강화물을 제공할 수 있다.
상기에서, DTT(Discrete Trial Training) 방식은 궁극적인 작업을 관리 가능한 여러 단계로 나누는 방식을 나타낸다. 이때, 아이가 완전히 숙달될 때까지 주어진 단계를 반복적으로 제공할 수 있다.
촉구(Prompt)는 과제의 난이도와 평가된 지원 필요성 수준에 따라 원하는 반응을 유도할 수 있는 적절한 수준의 지원을 제공하는 것을 나타낸다.
강화(Reinforcement)는 올바른 응답에 따른 보상을 제공하여 아동이 미래에 올바른 응답을 수행하도록 동기를 부여하는 것을 나타낸다.
인지 훈련 장치는 인지 발달이 지연된 아동의 기초적인 인지 기능의 습득을 돕기 위해 촉구 또는 강화물을 디지털 중재 환경 내에 적용시켜 제공할 수 있다. 또한, 인지 훈련 장치는 DTT(Discrete Trial Training) 방식을 디지털 환경에 적용해 기초적인 인지 기능을 습득시킬 수 있다. 인지 훈련 장치는 인지 기능에 대응되는 과제를 여러 단계와 요소로 쪼개어 초반에는 아이가 수행가능한 가장 기초적인 수준의 과제를 제공하고, 강화물과 촉구를 통해 인지 기술을 점차 증가시킬 수 있다. 여기서, 인지 기능의 세부 영역별로 가장 단순화된 과제부터 더 고도화된 과제까지 단계별 훈련이 이루어지는데, 인지 훈련 장치는 사용자의 과제 수행 과정에서 얻어지는 실시간 수행 결과 데이터에 따라 적절한 촉구를 선택하여 사용자에게 제공할 수 있다.
즉, 인지 훈련 장치는 필요시 적절한 수준의 촉구를 사용자 맞춤형으로 제공하고, 인지 기능에 대응되는 과제 성공이 이루어질 경우 그에 따른 강화물(예컨대, 보상, 원하는 놀이, 칭찬 등)을 제공하여 점점 인지 기능을 향상시킬 수 있다.
이하, 인지 훈련 장치에 의해 제공되는 DTT 동작, 촉구 및 강화물 제공 동작에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
인지 훈련 장치는 인지 기능을 더 작은 단계로 나누어 새로운 인지 기능을 훈련시킬 수 있다. 인지 훈련 장치는 아동이 현재 수행하지 못하는 과제를 잘게 쪼개, 먼저 쉽고 단순한 단계부터 훈련을 시작한다. 인지 훈련 장치는 아동이 과제 수행시 오반응을 하거나 과제를 일정 시간 내에 수행하지 못하면 촉구(prompt)를 제공할 수 있다. 인지 훈련 장치는 과제 수행을 위해 딱 적정한 수준의 촉구를 제공함으로써 아이가 과제를 수행할 수 있도록 지원할 수 있다.
인지 훈련 장치는 수행 성공시 행동강화를 위한 강화물을 제공할 수 있다. 이때, 인지 훈련 장치는 과제를 성공적으로 수행했을 때, 행동강화를 위한 강화물(예컨대, 칭찬 또는 강화물 등의 보상)을 즉시 제공할 수 있다.
이후, 인지 훈련 장치는 한 단계에 숙련될 때까지 위 과정을 반복하고, 제공되는 촉구의 크기와 양을 서서히 줄여나갈 수 있다. 인지 훈련 장치는 촉구 없이도 스스로 과제를 수행할 수 있으면 다음 단계로 넘어간다. 이때, 과제와 과제 사이에는 시간텀을 3 내지 5초라도 두어 아이가 과제의 시작과 끝을 명확하게 알 수 있다.
촉구(Prompt)에 대해 상세하게 살펴보면, 사용자가 스스로 해당 기술을 수행할 수 있도록 체계적으로 도움을 제공하는 것을 나타낸다. 인지 훈련 장치는 사용자가 목표 과제를 수행하기 위해 필요한 최소한의 촉구를 제공한다. 이에 따라, 사용자에게 제공되는 도움에 대한 의존이 생기지 않도록 할 수 있다.
여기서, 인지 훈련 장치는 필요한 최소한의 촉구를 제공하기 위해서는 해당 아동에게 가장 효과적인 촉구 방식을 파악할 수 있다. 이를 통해, 인지 훈련 장치는 다양한 촉구 방식을 조합해서 조합된 촉구를 사용자에게 제공할 수 있다.
예를 들면, 언어 촉구(Verbal Prompt)는 구체적 지시 반복으로 제공될 수 있다. 언어 촉구는 대체 명령을 제공하거나 구두 단서를 제공하는 것이다. 크기/시각 촉구 (Visual Prompt)는 정답에 대한 정보를 제공하기 위해 사용자가 보는 단서를 제공하는 것이다. 동작적 촉구 (Gestural Prompt)는 정답을 직접적으로 가리키는 방식으로 단서를 제공하는 것이다. 그 외, 등장 후 유지되는 힌트를 활용하는 경우도 있고, 힌트를 일시적으로 제공한 후에 사라져 아이의 독립적 문제 수행 기회를 제공하는 경우도 있다. 인지 훈련 장치는 이렇게 다양한 방법 중에서 가장 효과적인 촉구를 제공하기 위해, 아이의 수행 결과 데이터를 기반으로 촉구의 종류 또는 정도를 맞춤화할 수 있다.
한편, 인지 훈련 장치는 정적 강화(Positive Reinforcement) 방식의 보상으로 강화를 제공할 수 있다. 정적 강화는 목표한 행동이 발생한 직후 사용자가 선호하는 자극을 제공함으로써 행동을 증가시키는 것을 나타낸다.
정적 강화를 위한 첫 번째로, 인지 훈련 장치는 정적 강화를 즉각적으로 제공할 수 있다. 과제 수행 직후에 즉각적으로 보상으로 연결될 수 있다.
두 번째로, 인지 훈련 장치는 과제의 난이도 또는 수행 횟수 등에 맞게 정적 강화를 제공할 수 있다. 인지 훈련 장치는 사용자가 새로운 과제 혹은 더욱 기존보다 더 난이도가 높은 과제에 도전시, 사용자에게 더 큰 보상을 제공할 수 있다.
세 번째로, 인지 훈련 장치는 정적 강화를 점진적으로 제공할 수 있다. 예시로, 인지 훈련 장치는 사용자가 작은 과제를 수행할 때 마다 작은 보상 반응을 제공하고, 작은 과제 여러개를 완수할 시 더 큰 보상 반응을 제공할 수 있다.
네 번째로, 인지 훈련 장치는 정적 강화를 일관성있게 제공할 수 있다. 인지 훈련 장치는 문제 세트 종료에 따라 칭찬을 제공할 수 있다.
다섯 번째로, 인지 훈련 장치는 정적 강화를 사용자가 만족하도록 충분하게 제공할 수 있다. 예시로, 인지 훈련 장치는 하루치 목표 수업을 모두 완료시 플레이존을 열어 사용자에게 제공할 수 있다. 인지 훈련 장치는 플레이존 내에서는 원하는 놀이를 자유롭게 이용할 수 있도록 할 수 있다.
여섯 번째로, 인지 훈련 장치는 사용자의 선호도를 파악해 선호도가 높은 강화물을 제공할 수 있다. 예시로, 인지 훈련 장치는 특정 놀이에 대한 사용자의 선호도를 파악해 선호도가 높은 놀이를 강화물로 제공할 수 있다. 이때, 인지 훈련 장치는 사용자가 원하는 놀이를 할 수 있는 플레이존(자유놀이공간) 내에 강화물에 대한 아동의 선호도를 파악할 수 있는 컨텐츠를 제공할 수 있다. 인지 훈련 장치는 아동의 컨텐츠 선택(choice), 활동 강도(level of activity), 그리고 컨텐츠 체류 시간(play duration) 등의 데이터를 토대로 소재, 놀이 방식, 놀이 경험 요소 등에 대한 아동의 선호도를 파악할 수 있다. 여기서, 강화물은 아이의 선호도를 파악해서 어려운 과제일수록 더욱 선호도가 높은 강화물을 제공하는 등 강화물에 차등을 두는 것이 효과적이다. 쉬운 과제를 수행했는데 어려운 과제를 수행했을 때랑 동일한 보상이 주어지면 강화물의 효과성이 떨어지거나, 강화물에 대한 의존이 생길 수 있다. 인지 훈련 장치는 아이의 컨텐츠별 선호도 혹은 체감 난이도 등에 대한 정보를 양육자로부터 받아 아동의 플레이 데이터와 함께 보고 선호도를 파악할 수 있다.
한편, 인지 훈련 장치는 용암법(fade out)과 같이 과제 수행에 필요한 반응에 도움을 주는 단서를 점차적으로 줄여서, 후에 단서 없이도 반응할 수 있도록 할 수 있다.
예시로, 낚시 놀이에서 보기와 같은 모양 혹은 같은 색인 물체를 찾아야 하는 문제가 제공될 수 있다. 같은 색 찾기와 같은 모양 찾기가 번갈아가면서 지시되기 때문에 인지 전환이 요구된다. 또는, 지시를 듣고 지시에 맞게 과제를 수행해야 하기 때문에 청각주의력과 기억력이 필요하게 된다.
여기서, 인지 훈련 장치는 (1) 모양 또는 색 개념 미확립, (2) 인지 전환 어려움, (3) 청각 정보에 대한 주의력 및 기억력 부족 등으로 문제 해결이 어려울 아이들을 위해 낮은 단계에서는 위와 같은 어려움에도 불구하고 정답으로 유도하는 장치들을 많이 제공하고, 맞추는 것에 대한 강화를 제공할 수 있다. 인지 훈련 장치는 이러한 촉구 및 강화를 통하여 과제의 난이도가 올라갈 수록 점점 단서들을 사라지게 함으로써, 아이들이 스스로 과제를 수행할 수 있도록 지원할 수 있다.
인지 훈련 장치는 행동 형성법과 같이 목표 행동에 좀 더 가깝게 근접하는 행동을 연속적으로 강화하여 새로운 행동을 발달시킬 수 있다. 이는 점진적 접근법으로 지칭될 수 있다. 예시로, 인지 훈련 장치는 달팽이 찾는 과제에서 목표물 이동 속도 및 지속해야하는 시간을 점점 늘려가는 디자인을 과제에 적용될 수 있다. 인지 훈련 장치는 2.5초의 느린 속도로 목표물을 이동하다가 8초 이상의 빠른 속도로 목표물을 이동시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 방법에 사용되는 맞춤수업 힌트 체계에 대해 설명하기로 한다.
첫째, 힌트란 아동의 문제 수행 실패경험을 최소화하고, 스스로 수행할 수 있도록 돕기 위한 장치를 의미한다. 인지 훈련 장치는 무오류 학습(Errorless Learning) 방식으로 맞춤 수업 힌트를 제공할 수 있다. 무오류 학습(Errorless Learning)은 시행착오를 통한 학습(trial-and-error learning) 또는 오류를 통한 학습과는 대조적인 학습 전략이다. 인지 관련 장애가 있는 아동의 경우, 스스로 입력한 오류와 그 행동의 결과를 연관지어 기억할 가능성이 높다. 즉, 치료사가 제공한 단서 혹은 이후의 수정 과정을 기억하기보다는 스스로 제출한 오답을 더 잘 기억하는 것이다. 타인의 도움보다는 자신의 행동을 훨씬 뚜렷하게 기억하기 때문이다. 무오류 학습을 통해서는 누군가가 알려주거나 보여주는 것보다는 스스로 행동하는 것을 통해 배운다. 실수를 할 기회를 최소화시켜 기억에 남아있는 실수 또한 최소화시키는 것이다. 이를 위해 치료사는 학습자가 오류를 최소화할 수 있도록 촉구를 딱 필요한만큼 제공해야하고, 너무 많은 시행착오를 거치지 않도록 한다.
둘째, 인지 훈련 장치는 문제유형별 튜토리얼에서는 최대 촉구를 제공한 후 최소 촉구로 변경할 수 있다. 문제유형별 튜토리얼은 아동이 요구되는 기술을 가지고 있지 않은 상태임을 가정하고, 최대 촉구에서 최소 촉구로 전개된다. 즉, 인지 훈련 장치는 가장 큰 힌트를 제공하고, 한단계씩 힌트의 크기를 낮춰가서 아이가 문제를 스스로 풀 수 있도록 기초 연습을 할 기회를 제공할 수 있다. 여기서, 인지 훈련 장치는 튜토리얼을 매회 동일하게 제공하거나, 이후에는 아동의 맞춤수업 사용 주기를 고려하여 튜토리얼을 맞춤화해서 제공할 수 있다.
셋째, 인지 훈련 장치는 문제 내 힌트를 튜토리얼과 반대로 최소 촉구를 제공한 후 최대 촉구로 변경하여 제공할 수 있다. 예시로, 촉구는 주로 1단계부터 3 내지 4단계 힌트로 구성되며 등장 조건은 주로 오답 횟수가 기준이 되지만 일부 유형에서는 조작 횟수나 시간제한초과 등이 조건이 되는 경우도 있다.
넷째, 인지 훈련 장치는 아동이 스스로 과제를 해결하는 경험으로 마무리할 수 있도록 지원한다. 그래서 인지 훈련 장치는 마지막 단계 힌트를 굉장히 쉬운 변형 과제(modified task)인 문제 유형을 제공할 수 있다. 이는 운동할 때 초보는 변형동작을 하는 것과 비슷한 개념이다. 마지막 단계의 변형 과제는 주로 선택지를 대부분 제거하거나, 아동이 대체로 실패할 수 없는 수준의 과제로 난이도를 크게 낮추는 방식으로 과제를 변형한 것이다.
다섯째, 힌트 방식은 크게 언어 촉구, 시각 촉구, 동작적 촉구, 시범(modeling) 및 변형 과제로 분류될 수 있다.
여섯째, 문제 유형별 힌트는 유형에 맞춤화되어 정의될 수 있다. 예를 들어, 특정 예시 문제는 지속적인 시각 집중력과 시각 추적 능력이 요구되는 문제이기 때문에, 사용자가 과제를 실패하면 실패할수록 사실상 집중해야하는 시간이 계속 늘어난다. 인지 훈련 장치는 그렇기 때문에 1차 시도에 실패하면 바로 난이도를 확 낮추거나 집중 시간을 확 줄인 변형과제를 제공할 수 있다. 또한, 문제유형마다 힌트의 단계별 구성은 다르지만 대체로 2단계 이후부터는 혼합촉구의 형태가 제공될 수 있다. 예를 들어, 인지 훈련 장치는 추가 언어 지시와 함께 시각 촉구를 제공하거나, 난이도를 낮춘 변형 과제가 등장한 이후에는 변형 과제에 추가적인 시각 촉구까지 제공하는 등 이전 단계 힌트에 추가적인 힌트를 얹는 방식을 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 행동 강화를 위한 토큰 제공 방식을 나타낸 도면이다.
인지 훈련 장치는 사용자의 행동 강화를 위해 토큰 시스템을 활용할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하루치 목표 수업을 하나 완료할 때 마다 별이 주어진다. 별을 3개 모으면 자유롭게 놀이가 가능한 플레이존 진입이 가능해진다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 과제 예시 1을 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 과제 예시 1로 달팽이 찾기 과제를 설명하기로 한다.
달팽이 찾기 과제는 3 내지 4개의 달팽이집 중 달팽이가 어디로 들어가는지 잘 지켜보고, 달팽이집이 이동할 때 집중해서 눈으로 따라가야 하는 문제이다. 달팽이집들이 마구 뒤섞이기 때문에 비어있는 달팽이집에 시선이 빼앗기지 않는 주의 통제력이 요구되며, 물체를 눈으로 따라가는 시각 추적 기능이 필요한 문제이다. 난이도가 높아질수록 집중해야하는 시간이 길어지고, 달팽이집이 뒤섞일 때의 이동 속도도 빨라진다.
도 9에 도시된 바와 같이, 달팽이 일부가 보여지는 달팽이집이 시각 촉구(Visual Prompt)로 제공될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 특정 달팽이집을 부각시켜 사용자가 클릭하도록 지시하는 동작적 촉구(Gestural Prompt)가 제공될 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 강화물이 과제 완수에 대한 즉각적인 시각적 및 청각적 보상으로 반응하여 사용자에게 제공될 수 있다.
도 13 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 다른 과제 예시 2를 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 과제 예시 2로 로봇연구소 과제를 설명하기로 한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 로봇연구소 과제는 주어진 2-3개의 조각이 합쳐져서 만든 모양을 찾는 문제이다. 조각을 어떻게 맞춰야 할지 파악해야 하고, 또 조각을 합치면 완성되는 모습을 판단할 수 있는 공간 지각 능력, 그 중에서도 구성 능력이 요구된다.
로봇연구소 문제는 사용자의 타겟 월령이 높아짐에 따라 점진적으로 높은 인지 기능을 훈련하도록 정의될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 첫번째 단계로서 타겟 월령이 24-36인 경우, 가장 낮은 현재의 단계에서는 물체를 반으로 자른 두 개의 조각이 약간의 간격을 두고 배치되어 있다. 이 두 조각이 이룬 물체의 완성된 형태를 파악하는 것이 문제의 목표이다. 이 단계에서는 주로 시지각 기능 중에서도 물체 지각이 요구되며, 아직 구성능력이나 추론력은 필요하지 않다.
도 15에 도시된 바와 같이, 두번째 단계로서 타겟 월령이 37-48인 경우, 이전 단계보다 좀 더 높은 수준의 시지각 기능과 공간 능력 중에서도 기초적인 구성 능력이 필요하다. 물체가 두 조각으로 나뉘어 대각선으로 엇갈려 배치되어 있는 모습을 보고 두 조각이 이룬 물체의 완성된 형태를 파악해야 하는 단계이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 세번째 단계로서 타겟 월령이 49-72인 경우, 물체의 두 조각이 위치가 상하 혹은 좌우로 뒤바뀐채로 보기에 주어진다. 보기를 보고 조각이 합쳐진 모습을 상상할 수 있는 이전 단계 대비 좀 더 높은 수준의 구성 능력이 요구된다.
도 17에 도시된 바와 같이, 네번째 단계로서 타겟 월령이 73-78인 경우, 물체의 세 조각이 위치가 뒤섞인채로 보기에 주어진다. 보기를 보고 조각이 합쳐진 모습을 상상할 수 있는 고도의 공간 구성 능력과 추론 능력이 요구되는 가장 높은 단계이다.
도 18 및 도 19에는 강화의 예시가 도시되어 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 작은 과제를 수행할 때 마다 작은 보상 반응이 제공될 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 작은 과제 여러개를 완수할 시 더 큰 보상 반응이 제공될 수 있다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 다른 과제 예시 3을 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 과제 예시 3으로 낚시놀이 과제를 설명하기로 한다.
도 20에 도시된 바와 같이, 낚시놀이 과제는 지시 변경에 따라 행동의 전환이 요구되는 문제이다. 같은 색 찾기(2001)와 같은 모양 찾기(2002, 2003) 간의 전환을 훈련시키기 위해 처음에는 반응에 도움을 주는 큰 단서를 제공하고, 점차 줄이는 방식으로 구성될 수 있다.
예시로, 선택지로 정답만 제공될 수 있다. 모양에 대한 개념이 확립되지 않았거나 인지 전환이 어려운 아이들도 무조건 정답을 맞추고, 정답에 대한 강화가 제공되도록 설계된 난이도이다. 또는, 바로 전 스텝과 지시와 정답이 동일한 문제가 출제될 수 있다. 또는, 바로 전 스텝과 지시는 다르나 정답이 동일한 문제가 출제될 수 있다. 또는, 바로 전 스텝과 지시가 동일하지만 선택지가 바뀐 문제가 출제될 수 있다. 또는 A레벨 문제보다 선택지가 늘어난 B 레벨 문제로 바뀌어 출제될 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, 시각적 단서(Visual cue)가 활용될 수 있다. 인지 훈련 장치는 디지털 방식에 따라 다양한 방식들로 시각적 촉구를 제공할 수 있다. 예시로, 같은 색 찾기 문제에서는 보기의 색만 강조되도록 형태를 없애기(2101) 또는 같은 모양 찾기 문제에서는 보기의 모양만 강조되도록 색을 없애기(2102)가 제공될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 방법에서 사용되는 최하위 난이도 및 디딤돌 컨텐츠 예시를 나타낸 도면이다.
인지 훈련 장치는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 사용자가 수업 컨텐츠의 특정 난이도 과제에 대한 수행 수준 향상에 추가적인 훈련이 필요하다고 판단된 경우, 특정 난이도 과제에 대한 추가 훈련 기회를 제공하는 디딤돌 컨텐츠를 상기 사용자에게 일시적으로 제공할 수 있다. 여기서, 디딤돌 컨텐츠는 사용자가 특정 수업을 잘 수행해내기 위해 필요한 추가 훈련을 제공하는 과제이다. 디딤돌 컨텐츠는 특정 수업의 특정 난이도 레벨에 매칭되어 있는 컨텐츠로서 사용자의 수행 결과 데이터에 따라 일시적으로 제공될 수 있다.
도 22에 도시된 예시와 같이, “퐁당퐁당”이라는 수업은 일부 가려진 물체 4개를 보고, 동일한 물체끼리 짝을 찾는 문제이며, 물체 지각력과 시공간적 추론 기능을 훈련하는 과제이다. 도 22의 위쪽 예시 화면은 “퐁당퐁당”의 최하위 난이도 예시 화면(2201)이다.
만약, 사용자가 최하위 난이도를 수행하는 데 어려움이 있거나 추가 훈련이 필요한 상황임이 수행 결과 데이터를 통해 확인될 경우, 인지 훈련 장치는 “퐁당퐁당”의 1단계 디딤돌 컨텐츠를 사용자에게 제공할 수 있다. 도 22의 아래쪽 예시 화면은 “퐁당퐁당”의 최하위 난이도(예컨대, 1단계 등) 디딤돌 컨텐츠 예시 화면(2202)이다.
인지 훈련 장치는 수행 결과 데이터를 기반으로 “퐁당퐁당”이 요구하는 인지 기능 및 인지 기능과 매핑된 태그에 대한 추가 훈련이 필요하다는 것이 판단되는 시점부터 회차 내 수업 구성에 이 디딤돌 컨텐츠를 일시적으로 포함하여 제공할 수 있다. 이후, 인지 훈련 장치는 디딤돌 컨텐츠를 꾸준히 제공하다가, 수행 결과 데이터에서 더 이상 디딤돌 컨텐츠가 필요하지 않다는 판단이 되는 시점부터 수업 구성에서 제외할 수 있다.
즉, 디딤돌 컨텐츠는 특정 과제에 있어 사용자가 다음 난이도 단계로 올라가는 데, 본 과제가 다루는 일부 인지 기능 및 매핑된 그 외의 태그에 대해 추가적인 훈련이 필요할 시 일시적으로 등장하는 컨텐츠이다. 이러한 디딤돌 컨텐츠는 과제 난이도 상승 시 완충 효과도 있으며, 사용자가 어려워하거나 아직 습득하지 못한 기술에 대한 추가적인 연습 기회를 제공할 수 있다. 이러한 디딤돌 컨텐츠는 사용자의 수행 결과 데이터를 토대로 지정된 조건이 만족될 경우 일시적으로 제공될 수 있다. 수행 결과 데이터 상으로 더 이상 필요하지 않다고 판단되면 디딤돌 컨텐츠는 더 이상 등장하지 않을 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 장치의 구성도이다.
도 23에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 인지 훈련 장치(100)는 사용자 입출력 모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 사용자의 인지 훈련 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 사용자의 인지 훈련 장치(100)가 구현될 수 있다.
이하, 도 23의 사용자의 인지 훈련 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
사용자 입출력 모듈(110)은 사용자와 인지 훈련과 관련된 입출력 동작을 수행한다.
메모리(120)는 사용자의 인지 훈련과 관련된 하나 이상의 프로그램을 저장한다.
프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행한다. 프로세서(130)는 사용자의 인지 발달 수준에 필요한 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성하고, 생성된 수업 및 과제를 사용자에게 제공하고, 제공된 수업 및 과제에 대해 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 인지 커리큘럼을 맞춤화한다. 여기서, 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에는 속성 태그, 지식 태그, 일상기술 태그, 적응행동 태그 등이 포함될 수 있다.
실시예들에 따르면, 과제는 목표 과제를 수행하기 위해 필요한 적어도 하나의 소단위 과제를 포함하고, 적어도 하나의 소단위 과제는 최하위 과제부터 목표 과제까지 난이도가 단계적으로 증가되어 사용자에게 제공될 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 인지 기능 및 적어도 하나의 태그 각각을 서로 다르게 조합하여 수업 및 과제를 생성할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 제공된 수업 및 과제의 난이도 구성이 사용자의 인지 발달 수준에 부합하는지를 검증하여 과제의 난이도 구성을 맞춤화할 수 있다. 여기서, 난이도 맞춤화란 항상 난이도를 높여준다는 의미만이 아니라, 프로세서(130)는 사용자의 인지 발달 수준이 퇴행하거나 수행 수준이 낮아질 때에는 난이도를 자동으로 낮춰줄 수 있다. 그래서 사용자가 낮은 단계부터 다시 인지 발달 수준을 다지고 올라갈 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 인지 기능 및 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그에 대한 사용자의 인지 발달 수준을 추적할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 사용자의 인지 발달 수준을 추적하고, 추적된 사용자의 인지 발달 수준을 기반으로 사용자의 발달월령 목표치에 맞게 인지 커리큘럼을 맞춤화할 수 있다. 여기서, 연령별 혹은 월령별 목표치는 사용자의 발달 상황을 추적하고 파악하는 데 지표가 될 수 있다. 하지만 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 데는 사용자의 신체연령보다는 발달월령이 더 중요한 척도가될 수 있다. 프로세서(130)는 이 발달월령에 맞게 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 방식을 수행할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 이전 회차의 수행 결과 데이터에 따라 다음 회차의 수업 컨텐츠 또는 과제의 배정 난이도를 재구성할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 사용자가 수업 컨텐츠의 난이도 상승에 추가적인 훈련이 필요하다고 판단된 경우, 난이도 상승에 대한 추가적인 연습 기회를 제공할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 제공된 과제를 수행하기 위해 사용자의 인지 발달 수준에서 사용자가 필요한 최적화된 촉구(Prompt)를 제공하는, 촉구의 종류 또는 강도는 사용자가 수행한 복수의 수행 결과 데이터 중에서 적어도 하나의 수행 결과 데이터를 기반으로 결정할 수 있다. 여기서, 사용자가 필요한 최적화된 촉구는 무조건 적은 것이 아니라 사용자가 필요한 이상으로 과잉으로 힌트를 제공하지 않는다는 것을 의미한다. 오답 횟수, 오답 패턴, 소요 시간, 조작 횟수, 조작 방식 등 더욱 많은 요소에 대한 데이터 중에서 적어도 하나의 데이터를 기반으로 촉구가 조절될 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 제공된 과제를 성공한 경우 정적 강화(Positive Reinforcement) 방식의 보상으로 강화(Reinforcement)를 제공하고, 강화의 종류 또는 강도는 제공된 과제와 관련된 적어도 하나의 요소를 기반으로 결정될 수 있다. 여기서, 과제의 특성, 과제의 난이도, 수행 횟수, 사용자 선호도, 해당일차에 다룬 인지기능, 지식 태그 및 속성 태그 등과 같은 여러 요소들 중에서 적어도 하나의 요소를 기반으로 강화물이 결정될 수 있다.
한편, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 방법을 실행하게 하는 명령어들을 저장하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 방법은: 사용자의 인지 발달 수준에 필요한 인지 기능 및 상기 인지 기능과 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성하는 단계; 상기 생성된 수업 및 과제를 상기 사용자에게 제공하는 단계; 및 상기 제공된 수업 및 과제에 대해 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
또한, 상술한 다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 인지 훈련 장치
110; 사용자 입출력 모듈
120: 메모리
130: 프로세서

Claims (20)

  1. 사용자의 인지 훈련 장치에 의해 수행되는 사용자의 인지 훈련 방법에 있어서,
    사용자의 인지 발달 수준에 필요한 인지 기능들 및 상기 인지 기능들과 각각 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성하는 단계;
    상기 생성된 수업 및 과제를 상기 사용자에게 제공하는 단계; 및
    상기 제공된 수업 및 과제에 대해 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계를 포함하고,
    상기 수업 및 과제를 생성하는 단계는, 상기 인지 기능들 및 상기 적어도 하나의 태그 중에서 적어도 하나의 인지 기능 및 적어도 하나의 태그를 서로 다르게 조합하여 수업 및 과제를 생성하고,
    상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는, 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 서로 다르게 조합된 적어도 하나의 인지 기능 및 적어도 하나의 태그에 대한 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적하는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과제는 목표 과제를 수행하기 위해 필요한 적어도 하나의 소단위 과제를 포함하고, 상기 적어도 하나의 소단위 과제는 최하위 과제부터 상기 목표 과제까지 난이도가 단계적으로 증가되어 상기 사용자에게 제공되는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는,
    상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 제공된 수업 및 과제의 난이도 구성이 상기 사용자의 인지 발달 수준에 부합하는지를 검증하여 상기 과제의 난이도 구성을 맞춤화하는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는,
    상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적하고, 상기 추적된 사용자의 인지 발달 수준을 기반으로 상기 사용자의 발달월령 목표치에 맞게 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는 단계는,
    이전 회차의 수행 결과 데이터에 따라 다음 회차의 수업 컨텐츠 또는 과제의 배정 난이도를 재구성하는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자가 수업 컨텐츠의 특정 난이도 과제에 대한 수행 수준 향상에 추가적인 훈련이 필요하다고 판단된 경우, 특정 난이도 과제에 대한 추가 훈련 기회를 제공하는 디딤돌 컨텐츠를 상기 사용자에게 일시적으로 제공하는 단계를 더 포함하는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제공된 과제를 수행하기 위해 상기 사용자의 인지 발달 수준에서 상기 사용자가 필요한 최적화된 촉구(Prompt)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 촉구의 종류 또는 강도는 상기 사용자가 수행한 복수의 수행 결과 데이터 중에서 적어도 하나의 수행 결과 데이터를 기반으로 결정하는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제공된 과제를 성공한 경우 정적 강화(Positive Reinforcement) 방식의 보상으로 강화(Reinforcement)를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 강화의 종류 또는 강도는 상기 제공된 과제와 관련된 적어도 하나의 요소를 기반으로 결정되는, 사용자의 인지 훈련 방법.
  11. 사용자와 인지 훈련과 관련된 입출력 동작을 수행하는 사용자 입출력 모듈;
    하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
    상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    사용자의 인지 발달 수준에 필요한 인지 기능들 및 상기 인지 기능들과 각각 맵핑되는 적어도 하나의 태그를 기반으로 정의된 인지 커리큘럼에 따라 사용자의 인지 기능을 훈련시키기 위한 수업 및 과제를 생성하고,
    상기 생성된 수업 및 과제를 상기 사용자에게 제공하고,
    상기 제공된 수업 및 과제에 대해 상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하고,
    상기 인지 기능들 및 상기 적어도 하나의 태그 중에서 적어도 하나의 인지 기능 및 적어도 하나의 태그를 서로 다르게 조합하여 수업 및 과제를 생성하고,
    상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 서로 다르게 조합된 적어도 하나의 인지 기능 및 적어도 하나의 태그에 대한 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적하는, 사용자의 인지 훈련 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 과제는 목표 과제를 수행하기 위해 필요한 적어도 하나의 소단위 과제를 포함하고, 상기 적어도 하나의 소단위 과제는 최하위 과제부터 상기 목표 과제까지 난이도가 단계적으로 증가되어 상기 사용자에게 제공되는, 사용자의 인지 훈련 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 제공된 수업 및 과제의 난이도 구성이 상기 사용자의 인지 발달 수준에 부합하는지를 검증하여 상기 과제의 난이도 구성을 맞춤화하는, 사용자의 인지 훈련 장치.
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자의 인지 발달 수준을 추적하고, 상기 추적된 사용자의 인지 발달 수준을 기반으로 상기 사용자의 발달월령 목표치에 맞게 상기 인지 커리큘럼을 맞춤화하는, 사용자의 인지 훈련 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    이전 회차의 수행 결과 데이터에 따라 다음 회차의 수업 컨텐츠 또는 과제의 배정 난이도를 재구성하는, 사용자의 인지 훈련 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자가 수행한 수행 결과 데이터를 기반으로 상기 사용자가 수업 컨텐츠의 특정 난이도 과제에 대한 수행 수준 향상에 추가적인 훈련이 필요하다고 판단된 경우, 특정 난이도 과제에 대한 추가 훈련 기회를 제공하는 디딤돌 컨텐츠를 상기 사용자에게 일시적으로 제공하는, 사용자의 인지 훈련 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제공된 과제를 수행하기 위해 상기 사용자의 인지 발달 수준에서 상기 사용자가 필요한 최적화된 촉구(Prompt)를 제공하는, 상기 촉구의 종류 또는 강도는 상기 사용자가 수행한 복수의 수행 결과 데이터 중에서 적어도 하나의 수행 결과 데이터를 기반으로 결정하는, 사용자의 인지 훈련 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제공된 과제를 성공한 경우 정적 강화(Positive Reinforcement) 방식의 보상으로 강화(Reinforcement)를 제공하고, 상기 강화의 종류 또는 강도는 상기 제공된 과제와 관련된 적어도 하나의 요소를 기반으로 결정되는, 사용자의 인지 훈련 장치.

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