KR20080011947A - 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성시스템 - Google Patents

로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로토 타입의 컨텐츠를 로봇에 전송하여 로봇이 촬영한 영상과 합성하여 컨텐츠를 실행하는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 컨텐츠 내에 사용자의 이미지 및 음성을 삽입할 수 있도록 구성함으로써 유아 또는 아동의 컨텐츠를 통한 학습 시에 동기를 유발하여 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시키며 사용자의 입력에 따라 컨텐츠가 선택되며 입력부에서 이미지 촬영 또는 음성 녹음이 수행되어 사용자와 로봇 간의 양방향 정보전달에 의해 컨텐츠가 실행되는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 임의의 학습 컨텐츠와 컨텐츠 내용에 따른 로봇의 표정, 액션을 정의하여 로봇의 표정, 액션 템플릿/패턴을 XML 타입의 스크립트로 정의하고, 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역과 감성 표현 레이어를 정의하며 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리보드를 작성하는 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버;와,
상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버로부터 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리보드를 구성하는 컨텐츠를 전송받아 저장하는 로봇 컨텐츠 서버;와,
상기 임의의 학습 컨텐츠가 채택된 경우 이에 해당하는 컨텐츠를 로봇 컨텐츠 서버로부터 로딩하고 입력부로부터 입력되는 데이터를 전처리하여 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역에 삽입하여 채택된 학습 컨텐츠를 출력부로 출력함과 동시에 로봇 컨텐츠에 정의된 로봇 표정, 액션스크립트에 따라 머리, 팔, LED, 바퀴를 포함 하는 구동부가 동작되는 로봇; 및
상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버와 로봇 컨텐츠 서버 및 로봇 간에 통신 가능하도록 연결되는 인터넷망;을 포함하여 이루어진다.
로봇, 영상처리, HRI, 로봇 컨텐츠, 로봇 교육, 로봇 서버, 쌍방향 교육, 사진합성, 유아학습

Description

로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템 {Image Compositing System for Motivation Using Robot}
도 1은 본 발명에 따른 영상 합성 시스템의 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버 200 : 로봇 컨텐츠 서버
300 : 로봇 400 : 인터넷망
본 발명은 프로토 타입의 컨텐츠를 로봇에 전송하여 로봇이 촬영한 영상과 합성하여 컨텐츠를 실행하는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 컨텐츠 내에 사용자의 이미지 및 음성을 삽입할 수 있도록 구성함으로써 유아 또는 아동의 컨텐츠를 통한 학습 시에 동기를 유발하여 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시키며 사용자의 입력에 따라 컨텐츠가 선택되며 입력부에서 이미지 촬영 또는 음성 녹음이 수행되어 사용자와 로봇 간의 양방향 정보전달에 의해 컨텐츠가 실행되는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템에 관한 것이다.
데이브 그레그(Dave Gregg)는 삶에서 무의식적 동기가 되는, 우리 성장에 가장 적당한 교훈을 찾을 수 있도록 하는,정신적 성장에 도움이 되는,9개의 일반적인 욕구가 있다고 하였다.
9개의 욕구란 안전, 모험, 자유, 발전, 힘, 표현, 받아들임, 교감,변화인데, 창조적 표현의 기회가 충만할 때 표현의 욕구를 갖고 있는 사람은 가장 행복하다.표현의 형태가 단어든,말이든, 음악이 든,춤이든 간에 창조적 재능의 가능성을 실현하기를 원한다.
한편 라캉은 거울단계라는 논문에서 동일시 기제(Identification Mechanism) 개념을 제시했다. 즉, 거울 단계에서 주체의 내부에 동일시 기제가 진행되면 이것이 나중에 시각적 지각에까지 영향을 미치게 된다고 하였다. 그의 논지는 바로 자기동일시의 원초적인 충동이 거울 너머의 세계에서도 무한히 영향을 주게 된다는 것이다. "거울의 이미지는 가시적 세계의 문턱이 될 것이다" '거울'과 '장관'은 나중에 라캉이 상상계라고 명명하는 세계의 구역을 확정짓는 양대 기둥이 된다는 것이다.
이와 유사한 개념으로 자기표현(Self-expression)과 자기 노출(Self-disclosure)이 있는데, 이는 자신에 대하여 다른 사람에게 알려지지 않은 것을 말함으로써 정보를 공유하고, 타인에게 자기 자신을 알리는 과정을 말한다.
자기 노출을 통하여 상호 이해의 증진 및 흥미와 동기 유발을 위한 대표적인 의 사례가 인터넷과 IT 기술의 발달로 인해 새로운 커뮤니케이션 방식으로 미니홈페이지(블로그)와 같은 개인 미디어 서비스를 들 수 있다. 한국의 다양한 블로그의 유형 가운데 네티즌을 대상으로 선풍적인 인기를 끌고 있는 싸이 월드는 자신의 일상생활과 관련된 다양한 사진과 동영상,텍스트 등을 저장하고 기록하여 가상 세계에 오픈 한다.
즉 셀카 사진 가족, 사진, 영화 감상문 등이 미니 홈페이지의 사진첩과 다이어리를 가득 메우는데,이는 자기노출 욕구의 반영한 사례라 할 수 있다.
동일시 기제 심리기반 자기 노출에 대한 요구를 반영한 대표적인 컴퓨터 기반 컨텐츠로서 아이들의 맞춤 동화가 상업적으로 인기를 끌고 있다.
즉, 아동이 직접 출연하는 동화와 비디오를 제작하여 판매하는 것으로, 아이들의 동기유발과 참여에 효과가 있으나 개인화 출판 등의 서비스는 전문 제작가를 통하거나 많은 시간과 비용을 요구한다는 단점이 있다.
또한 블루 스크린(Blue Screen) 기법을 이용하여 비디오를 촬영한 후, 얼굴만 추출하여 뮤직 비디오 또는 애니메이션과 합성하는 것 역시 상업적으로 인기를 끌고 있다. 그러나 이것도 카메라 장비,영상 합성 소프트웨어,영상 기록매체 등의 전문 제작 장비 또는 아바타 자동생성 소프트웨어 시스템이 필요하다는 단점이 있다.
위와 같은 서비스가 엔터테인먼트로 이벤트 적으로 상용화가 되고 있지만, 현재의 IT 인프라로는 PC의 보급은 충분하나 영상처리를 위한 카메라 또는 소프트웨어의 부재 등에 의해 자기표현의 욕구를 채워주는 개별화 웹 서비스의 구성은 매우 어렵다는 이유로 일반적 서비스로는 한계가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 컨텐츠 내에 사용자의 이미지 및 음성을 삽입할 수 있도록 구성함으로써 유아 또는 아동의 컨텐츠를 통한 학습 시에 동기를 유발하여 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시키며 사용자의 입력에 따라 컨텐츠가 선택되며 입력부에서 이미지 촬영 또는 음성 녹음이 수행되어 사용자와 로봇 간의 양방향 정보전달에 의해 컨텐츠가 실행되는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 임의의 학습 컨텐츠와 컨텐츠 내용에 따른 로봇의 표정, 액션을 정의하여 로봇의 표정, 액션 템플릿/패턴을 XML 타입의 스크립트로 정의하고, 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역과 감성 표현 레이어를 정의하며 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리보드를 작성하는 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버;와,
상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버로부터 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리보드를 구성하는 컨텐츠를 전송받아 저장하는 로봇 컨텐츠 서버;와,
상기 임의의 학습 컨텐츠가 채택된 경우 이에 해당하는 컨텐츠를 로봇 컨텐츠 서버로부터 로딩하고 입력부로부터 입력되는 데이터를 전처리하여 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역에 삽입하여 채택된 학습 컨텐츠를 출력부로 출력함과 동시에 로봇 컨텐츠에 정의된 로봇 표정, 액션스크립트에 따라 머리, 팔, LED, 바퀴를 포함하는 구동부가 동작되는 로봇; 및
상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버와 로봇 컨텐츠 서버 및 로봇 간에 통신 가능하도록 연결되는 인터넷망;을 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 로봇에는 외부로부터 입력되는 영상신호를 입력부로부터 입력받아 입력된 영상신호 중 특정 이미지를 추출하고 이를 컨텐츠 내용에 대응되는 이미지로 전환하여 이미지 삽입영역에 삽입하는 이미지 전환모듈과,
외부로부터 입력되는 음성신호를 입력부로부터 입력받아 음성의 피치와 속도 파라미터 값의 속성을 활용하여 컨텐츠 내용에 따라 다양한 감정 변화에 적합한 음성신호를 생성하는 음성 생성모듈의 생성이 가능하다.
또한 상기 로봇의 입력부는 로봇의 일측에 설치되는 카메라 또는 마이크이며, 상기 로봇의 출력부는 로봇의 일측에 설치되는 디스플레이부 및 스피커가 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자기노출 컨텐츠 실행시스템의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 크게 임의의 학습 컨텐츠와 컨텐츠 내용에 따른 로봇(300)의 표정, 액션 템플릿/패턴을 XML 타입의 스크립트로 정의하고 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역과 감성 표현 레이어를 정의하며 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리 보드를 작성하는 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)와, 상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)로부터 작성된 컨텐츠를 전송받아 저장하는 로봇 컨텐츠 서버(200)와, 상기 임의의 학습 컨텐츠가 채택된 경우 이에 해당하는 컨텐츠를 로봇 컨텐츠 서버(200)로부터 로딩하고 입력부로부터 입력되는 데이터를 전처리하여 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역에 삽입하여 채택된 학습 컨텐츠를 출력부로 출력함과 동시에 로봇 컨텐츠 스토리보드에 정의된 로봇 표정, 액션스크립트에 따라 머리, 팔, LED, 바퀴를 포함하는 구동부가 동작되는 로봇(300) 및 상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)와 로봇 컨텐츠 서버(200) 및 로봇(300) 간에 통신 가능하도록 연결되는 인터넷망(400)으로 구성된다.
여기서 상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)는 임의의 학습 컨텐츠를 채택하여 컨텐츠 내용에 따라 로봇의 표정, 액션을 정의하는데, 학습효과가 증대되도록 전문교육인에 의해 컨텐츠가 채택되고 아동의 교육 흥미도 및 교육 성취도를 높일 수 있는 로봇의 표정, 액션이 정의되어야 함은 물론이다.
또한 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)에서는 컨텐츠 내에 사용자의 이미지가 전처리 되어 삽입될 삽입 영역을 정의하는데, 이는 외부로부터 입력되는 이미지를 컨텐츠 내에 삽입하여 합성함으로써 전술한 바와 같이 본 시스템을 이용하는 아동의 학습 컨텐츠에 대한 집중도와 이에 따른 교육 효과를 증대하기 위함이다.
또한 삽입 영역에 삽입될 이미지는 컨텐츠의 내용에 따라 적합한 감정 상태로 전환하여 삽입됨이 바람직하며 이는 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)로부터 정의되는 감성 표현 레이어에 의해 구현된다.
이는 감정 상태(화남, 실망, 즐거움 등)에 따라 표정이 전환되도록 후술될 로봇(300)의 입력부로부터 입력된 얼굴 이미지의 눈 좌표값을 추출하고 이를 기준으로 입 좌표값을 생성하여 표정에 따라 설정된 값의 형태로 전환시켜 이루어진다.
또한 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)는 정의된 로봇의 표정, 액션 템플 릿/패턴을 XML 타입의 스크립트로 정의하고, 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리보드를 작성한다.
한편 상기 로봇 컨텐츠 서버(200)는 상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)로부터 작성된 컨텐츠를 전송받아 저장하며 이를 위해 컨텐츠 저장위치, 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역, 사용자 감성 표현 레이어, 로봇 표정·액션 스크립트의 이미지 저장 위치 및 로딩 방식에 대한 로봇 프로토콜이 정의된다.
이에 따라 로봇 컨텐츠 서버(200)에 저장된 프로토 타입의 컨텐츠가 상기 로봇(300)에 전송되게 되면 로봇(300)이 이를 실행하게 되는 것이다.
한편 로봇(300)은 사용자로부터 컨텐츠의 선택 및 음성신호 또는 영상신호의 추출이 수행되도록 입력받는 입력패널부와, 입력패널부의 입력신호에 따라 외부로부터 음성신호 또는 영상신호를 추출하는 입력부와, 프로토 타입의 컨텐츠에 따라 로봇(300)의 표정 또는 액션 스크립트를 실행하는 머리, 팔, LED, 바퀴 등의 구동부와, 상기 컨텐츠의 실행시 컨텐츠의 이미지 삽입영역에 이미지를 삽입하는 이미지 전환모듈과, 음성의 피치와 속도 파라미터 값의 속성을 활용하여 컨텐츠 내용에 따라 다양한 감정 변화에 적합한 음성신호를 생성하는 음성 생성모듈 및 이에 따라 실행되는 컨텐츠를 디스플레이부 또는 스피커 등을 통해 출력하는 출력부로 이루어진다.
여기서 상기 입력패널부는 로봇(300)의 외부면 일측에 마련되어 사용자가 컨텐츠를 선택할 수 있도록 다수개의 입력 버튼이 형성되어 있으며, 디스플레이부를 통해 컨텐츠의 선택 시 이를 화면에 출력하여 선택을 용이하게 할 수 있도록 구성 된다.
또한 상기 입력부는 이미지 전환모듈 또는 음성 생성모듈이 필요한 이미지, 음성신호를 추출하여 이를 이미지 전환모듈 또는 음성 생성모듈에 전송하도록 마련되는데, 이러한 입력부로는 카메라 또는 마이크가 될 수 있다.
또한 상기 구동부는 컨텐츠의 내용에 따라 정의된 표정, 액션 스크립트에 의해 동작되는데, 이러한 표정, 액션 스크립트는 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100) 및 로봇 컨텐츠 서버(200)에 의해 생성된다.
아울러 상기 이미지 전환모듈은 외부로부터 입력되는 영상신호를 입력부로부터 입력받아 입력된 영상신호 중 특정 이미지를 추출하고 이를 컨텐츠 내용에 대응되는 이미지로 전환하여 이미지 삽입영역에 삽입한다.
여기서 특정 이미지라 함은 이미지 삽입영역에 해당하는 이미지 추출 대상의 표적 위치를 말하는 것이며 예를 들어 컨텐츠 내의 이미지 삽입영역이 얼굴에 해당하는 것이면, 로봇(300)은 이미지 추출 대상의 추적하여 얼굴 부위의 특성값에 따라 얼굴을 촬영한다.
또한 상기 컨텐츠 내용에 대응되는 이미지로의 전환은 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100)로부터 정의되는 감성 표현 레이어에 의한다.
여기서 감성 표현 레이어는 상기 추출된 특정 이미지의 기준 좌표값들을 생성하고 이에 따라 감성 표현에 따른 설정 좌표값에 따라 기준 좌표값을 변형하여 감성 표현 이미지가 생성된다.
이에 따라 생성된 변환 이미지는 이미지 전환모듈에 의해 이미지 삽입 영역 에 삽입되어 컨텐츠와 합성되게 된다.
또한 상기 음성 생성모듈은 외부로부터 입력되는 음성신호를 입력부로부터 입력받아 음성의 피치와 속도 파라미터 값의 속성을 활용하여 컨텐츠 내용에 따라 다양한 감정 변화에 적합한 음성신호를 생성한다.
이러한 이미지 전환모듈 및 음성 생성모듈에 의해 사용자의 음성 및 이미지가 컨텐츠 내에 삽입되게 되어 유아 학습시 동기 유발을 꾀할 수 있게 되는 것이다.
이에 따라 프로토 타입의 컨텐츠가 로봇 컨텐츠 서버(200)로부터 로봇(300)에게 전송되면, 로봇(300)은 이를 로딩하고 입력부를 통해 사용자의 음성 및 이미지를 추출하여 컨텐츠의 내용에 대응하는 음성신호를 생성하고 이미지를 전환하여 컨텐츠 내로 삽입하며, 로봇(300)에 설치되어 있는 디스플레이부와 스피커에 의해 출력되어 사용자가 직접 청취할 수 있도록 구성된다.
한편 이러한 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버(100) 및 로봇 컨텐츠 서버(200)와 로봇(300) 간에는 인터넷망(400)을 통해 데이터 통신이 가능하도록 구성된다.
상기에서 기술된 바와 같이 본 발명은 컨텐츠 내에 사용자의 이미지 및 음성을 삽입할 수 있도록 구성함으로써 유아 또는 아동의 컨텐츠를 통한 학습 시에 동기를 유발하여 학습효과 및 교육의 집중도를 향상시킨다.
또한 로봇의 구동부가 컨텐츠에 정의된 표정, 액션 스크립트에 따라 동작하 게 됨에 따라 학습효과 및 교육의 집중도를 보다 더 향상시킬 수 있다.
이에 따라 종래 로봇의 단방향 정보전달과 달리 사용자의 입력에 의해 컨텐츠가 선택되어 입력부에서 이미지 촬영 또는 음성 녹음이 수행됨으로써 사용자와 로봇 간의 양방향 정보전달 방식에 의해 컨텐츠가 실행된다.

Claims (5)

  1. 임의의 학습 컨텐츠와 컨텐츠 내용에 따른 로봇의 표정, 액션을 정의하여 로봇의 표정, 액션 템플릿/패턴을 XML 타입의 스크립트로 정의하고, 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역과 감성 표현 레이어를 정의하며 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리보드를 작성하는 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버;와,
    상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버로부터 프로토 타입의 로봇 컨텐츠 스토리보드를 구성하는 컨텐츠를 전송받아 저장하는 로봇 컨텐츠 서버;와,
    상기 임의의 학습 컨텐츠가 채택된 경우 이에 해당하는 컨텐츠를 로봇 컨텐츠 서버로부터 로딩하고 입력부로부터 입력되는 데이터를 전처리하여 컨텐츠 내의 이미지 삽입 영역에 삽입하여 채택된 학습 컨텐츠를 출력부로 출력함과 동시에 로봇 컨텐츠에 정의된 로봇 표정, 액션스크립트에 따라 머리, 팔, LED, 바퀴를 포함하는 구동부가 동작되는 로봇; 및
    상기 컨텐츠 개발자 클라이언트 서버와 로봇 컨텐츠 서버 및 로봇 간에 통신 가능하도록 연결되는 인터넷망;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 로봇에는 외부로부터 입력되는 영상신호를 입력부로부터 입력받아 입력된 영상신호 중 특정 이미지를 추출하고 이를 컨텐츠 내용에 대응되는 이미지로 전 환하여 이미지 삽입영역에 삽입하는 이미지 전환모듈이 더 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 로봇의 입력부는 로봇의 일측에 설치되는 카메라 또는 마이크인 것을 특징으로 하는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 로봇의 출력부는 로봇의 일측에 설치되는 디스플레이부 및 스피커인 것을 특징으로 하는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 로봇에는 외부로부터 입력되는 음성신호를 입력부로부터 입력받아 음성의 피치와 속도 파라미터 값의 속성을 활용하여 컨텐츠 내용에 따라 다양한 감정 변화에 적합한 음성신호를 생성하는 음성 생성모듈이 더 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇을 통한 유아 학습시 동기 유발을 위한 영상 합성 시스템.
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