KR20150066779A - 학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템 - Google Patents

학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 학습자의 뷰와 교수자의 뷰가 동일하게 하여 정확한 학습 안내 및 피드백을 제공할 수 있는 학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템에 관한 것으로, 학습자와 교수자간의 뷰를 동일하게 공유할 수 있도록 함으로써 정확하고 신속한 학습 안내 및 피드백의 제공이 가능하도록 하고, 학습자의 뷰를 공유한 교수자로 하여금 학습자의 뷰에 적절한 학습관련 정보를 증강할 수 있도록 하여 협업형 학습이 가능하도록 하며, 학습 전과정에 대한 모니터링이 가능하도록 한 효과가 있다.

Description

학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템 {Wearable apparatus for learning and System supporting learning including the same}
본 발명은 학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 학습자의 뷰와 교수자의 뷰가 동일하게 하여 정확한 학습 안내 및 피드백을 제공할 수 있는 학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템에 관한 것이다.
최근 착용형 컴퓨터장치(wearable computing device)의 개발이 성과를 보이면서, 이를 학습 또는 훈련에 이용하는 방법 및 이와 관련된 기술, 장치에 대한 연구가 활발해지고 있다.
이러한 기술은 한국실용신안공보 0379548호, 한국등록특허번호 0427649호 등을 통해 개시된 것과 같이 HMD(Head-Mounted Display)를 이용하여 훈련 또는 학습을 진행한다.
즉, 훈련자는 컴퓨터로 프로그램화되어 제공되는 가상화면에 기반하여 훈련 또는 학습을 진행한다.
이러한 종래의 착용형 컴퓨터장치를 학습 또는 훈련에 이용하는 방법 및 이와 관련된 기술, 장치는 감독자 또는 교수자로 하여금 훈련자에 대한 영상정보 또는 훈련자에게 제공되는 가상화면을 통해 학습안내 및 피드백을 제공하게 된다.
일반적으로 종래의 기술은 HMD 기반 협업을 통해 학습을 수행하게 되는데, 이러한 HMD 기반 협업을 통한 학습은 교수자로 하여금 가상학습 화면과 학습자에 대한 관찰(학습자 주변에 설치된 카메라를 통해 획득된 영상정보 등)을 통해 학습지도가 이루어지게 된다.
따라서, 종래의 기술은 학습자와 교수자간의 뷰가 상이함에 따라 학습자의 상황을 교수자가 파악하는데 시간이 소요될 뿐만 아니라, 정확한 학습안내를 하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 학습자와 교수자간의 뷰를 동일하게 공유할 수 있도록 함으로써 정확하고 신속한 학습 안내 및 피드백의 제공이 가능한 학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 학습자의 뷰를 공유한 교수자로 하여금 학습자의 뷰에 적절한 학습관련 정보를 증강할 수 있도록 하여 협업형 학습이 가능하도록 하며, 학습 전과정에 대한 모니터링이 가능하도록 한 학습을 위한 착용형 장치 및 이를 포함하여 학습을 지원하는 시스템을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 학습자에게 착용되고, 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 획득하는 영상획득부를 포함하는 학습자 착용형 장치; 상기 학습자 착용형 장치로부터 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 수신하는 학습관리서버; 및 상기 학습관리서버로부터 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 수신하여 디스플레이하는 교수자 디스플레이 장치;를 포함하는 학습을 지원하는 시스템이 제공된다.
바람직하게는, 상기 학습자 착용형 장치는 상기 학습자의 시선을 확인하여, 상기 학습자의 뷰를 결정하는 눈동자 추적부(eye tracker)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 교수자 디스플레이 장치는 교수자로부터 상기 학습자 착용형 장치에 대한 제어정보 또는 학습지도 정보를 수신하여, 상기 학습관리서버에 전송하고, 상기 학습관리서버는 수신한 상기 학습자 착용형 장치에 대한 제어정보 또는 상기 학습지도 정보를 상기 학습자 착용형 장치에 전송하여, 상기 학습자 착용형 장치를 제어하거나 상기 학습자 착용형 장치를 통해 상기 학습지도 정보를 상기 학습자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 학습자 착용형 장치는 상기 학습자의 시선, 표정 또는 상기 학습자에게 제공되는 화면정보를 상기 학습관리서버를 통해 상기 교수자 디스플레이 장치에 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 학습관리서버는 객체에 대한 모델 데이터베이스를 더 포함하여, 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 객체 인지(Object recognition)함으로써 상기 교수자 디스플레이 장치에 상기 학습자의 뷰를 증강현실 뷰로 변환하여 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 학습자에게 착용되어, 상기 학습자가 바라보는 방향을 촬영하는 영상획득부; 상기 학습자의 눈동자를 인지하여, 상기 학습자의 시선을 결정하는 눈동자 추적부; 및 상기 눈동자 추적부에서 결정한 상기 학습자의 시선에 따라 상기 영상획득부가 촬영한 장면을 학습자의 뷰에 대한 정보로 변환하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부에서 변환한 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 네트워크를 통해 교수자에게 제공되는 교수자 디스플레이 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 학습을 위한 착용형 장치가 제공된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 학습자와 교수자간의 뷰를 동일하게 공유할 수 있도록 함으로써 정확하고 신속한 학습 안내 및 피드백의 제공이 가능하도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 학습자의 뷰를 공유한 교수자로 하여금 학습자의 뷰에 적절한 학습관련 정보를 증강할 수 있도록 하여 협업형 학습이 가능하도록 하며, 학습 전과정에 대한 모니터링이 가능하도록 한 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 교수자가 학습자의 뷰를 공유함으로써 학습자의 입장에서 교육이 진행될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 학습지시에 정확하게 응하는지 확인할 수 있도록 한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 학습이 진행되는 것을 간략하게 나타낸 예시도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 학습을 지원하는 시스템의 블록도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 학습이 진행되는 것을 간략하게 나타낸 예시도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 학습을 지원하는 시스템의 블록도이다.
도 1과 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 학습을 지원하는 시스템은 학습자에게 착용되는 학습자 착용형 장치(100), 교수자에게 학습관련 화면을 제공하는 교수자 디스플레이 장치(200) 및 학습자 착용형 장치(100)와 교수자 디스플레이 장치(200)가 연동되도록 하여 학습을 지원하는 학습관리서버(300)를 포함하도록 구성된다.
학습자 착용형 장치(100)는 학습자의 시선을 확인할 수 있도록 학습자에게 착용된다.
예를 들어, 학습자 착용형 장치(100)는 HMD(Head-mounted device) 또는 착용형 안경(wearable glass) 등으로 구현될 수 있다.
학습자 착용형 장치(100)는 학습자의 뷰에 대한 정보를 획득할 수 있는 영상획득부(110)를 포함한다.
이러한 영상획득부(110)는 획득한 학습자의 뷰에 대한 정보를 학습관리서버(300)에 전송한다.
바람직하게는, 학습자 착용형 장치(100)는 학습자의 시선을 확인하여 학습자의 뷰를 결정하는 눈동자 추적부(eye tracker)(120)를 더 포함한다.
보다 바람직하게는, 학습자 착용형 장치(100)는 눈동자 추적부(120)를 통해 학습자의 눈동자에 대한 정보를 획득하고, 눈동자 위치판단부(eye location)(130)를 통해 학습자의 눈동자 위치를 판단한다.
이를 통해, 학습자 착용형 장치(100)는 뷰 제어부(view manager)(140)를 통해 영상획득부(110)가 획득한 학습자가 바라보는 방향의 촬영정보를 눈동자 위치판단부(130)가 판단한 학습자의 눈동자 위치를 기준으로 학습자의 뷰에 대한 정보로 변환한다.
바람직하게는, 학습자의 뷰에 대한 정보는 영상획득부(110)가 획득한 학습자가 바라보는 방향의 촬영정보 중 학습자의 시선을 기준으로 일부만 선택된 정보이거나, 촬영정보에 추가적인 표시(영역 강조, 포커스 등)가 부가된 정보일 수 있다.
바람직하게는, 학습자 착용형 장치(100)는 증강현실 뷰어(AR viewer)(150)를 통해 학습관리서버로부터 증강현실 뷰에 대한 정보를 수신하여 학습자 디스플레이부(eye glasses)(160)를 통해 학습자에게 교수자에 의해 제어된 정보, 학습관련 추가정보 또는 학습에 대한 피드백 정보를 제공할 수 있다.
학습관리서버(300)는 뷰 제어부(310)를 통해 학습자 착용형 장치(100)로부터 학습자의 뷰에 대한 정보를 수신한다.
바람직하게는, 학습관리서버(300)는 객체에 대한 모델 데이터베이스(model DB)(320)를 이용하여 수신한 학습자의 뷰에 대한 정보로부터 객체 인지(Object recognition)를 하는 객체인지부(330)를 더 포함한다.
학습관리서버(300)는 객체인지부(330)를 통해 수신한 학습자의 뷰에 포함된 객체에 대한 판단 또는 식별하여, 보다 가공된 학습자의 뷰에 대한 정보를 교수자 디스플레이 장치(200)에 제공할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 학습관리서버(300)는 학습제어부(340)를 더 포함하여, 객체인지부(330)의 출력정보를 학습과 연계한 증강현실로 변환하는 증강현실 뷰 생성부(AR view generation)(350)를 지원한다.
예를 들어, 학습관리서버(300)는 객체인지부(330)를 통해 학습자의 뷰에 포함된 객체를 판단하고, 판단한 객체에 대한 학습자료를 학습제어부(340)를 통해 추가함으로써 교수자 디스플레이 장치(200) 또는 학습자 착용형 장치(100)에 증강현실 뷰를 제공할 수 있다.
학습관리서버(300)는 보다 다양한 증강현실을 생성하기 위하여 컨텐츠 관리부(360)를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 학습관리서버(300)는 학습자의 시선, 표정 또는 학습자에게 제공되는 화면정보를 학습자 착용형 장치(100)로부터 수신하여 교수자 디스플레이 장치(200)에 제공할 수 있다.
바람직하게는, 학습관리서버(300)는 학습자의 시선이나 표정을 분석하여 증강현실을 생성함에 이용할 수 있다.
교수자 디스플레이 장치(200)는 학습관리서버(300)로부터 학습자의 뷰에 대한 정보를 수신하여 교수자에게 제공한다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 학습을 지원하는 시스템은 학습자의 시선과 일치하는 화면정보를 교수자에게 제공할 수 있다.
이를 통해, 교수자는 학습자의 상태를 보다 신속하게 파악할 수 있으며, 보다 정확한 학습지도 또는 피드백을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 학습자의 학습상태에 대한 정확한 평가를 할 수 있다.
바람직하게는, 교수자 디스플레이 장치(200)는 학습관리서버(300)로부터 증강현실 뷰로써 학습자의 뷰에 대한 정보를 수신하는 증강현실 뷰어(AR viewr)(210)와 수신한 증강현실을 렌더링하는 증강현실 렌더링부(AR renderer)(220)를 더 포함하여 교수자에게 보다 자연스러운 학습자의 뷰 및 관련정보를 제공한다.
또한, 바람직하게는, 교수자 디스플레이 장치(200)는 교수자로부터 학습지도 또는 피드백에 대한 정보를 터치 입력부(touch recognition)(230)를 통해 수신하여 학습관리서버(300)에 전송한다.
이러한 학습지도 또는 피드백에 대한 정보는 학습자에 대한 추가적 학습, 학습정오 표기, 학습안내 또는 평가자료 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 교수자 디스플레이 장치(200)는 교수자로부터 학습자 착용형 장치(100)에 대한 제어정보를 수신할 수 있다.
학습자 착용형 장치(100)에 대한 제어정보는 학습자에 제공되는 화면의 변화, 학습자가 인지할 수 있는 신호의 발현(소리, 불빛 등) 또는 일정방향의 영상촬영 후 회신 등일 수 있고, 이를 통해 교수자는 학습자에 대한 즉각적이고 정확한 학습지도 또는 피드백을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 교수자 디스플레이 장치(200)는 사용자 인터페이스부(240)를 더 포함하여 학습을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 학습자 착용형 장치 110: 영상획득부
120: 눈동자 추적부 130: 눈동자 위치판단부
140: 뷰 제어부 150: 증강현실 뷰어
160: 학습자 디스플레이부 200: 교수자 디스플레이 장치
210: 증강현실 뷰어 220: 증강현실 렌더링부
230: 터치 입력부 240: 사용자 인터페이스부
300: 학습관리서버 310: 뷰 제어부
320: 모델 데이터베이스 330: 객체인지부
340: 학습제어부 350: 증강현실 뷰 생성부
360: 컨텐츠부

Claims (6)

  1. 학습자에게 착용되고, 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 획득하는 영상획득부를 포함하는 학습자 착용형 장치;
    상기 학습자 착용형 장치로부터 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 수신하는 학습관리서버; 및
    상기 학습관리서버로부터 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 수신하여 디스플레이하는 교수자 디스플레이 장치;를 포함하는 학습을 지원하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 학습자 착용형 장치는 상기 학습자의 시선을 확인하여, 상기 학습자의 뷰를 결정하는 눈동자 추적부(eye tracker)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 학습을 지원하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교수자 디스플레이 장치는 교수자로부터 상기 학습자 착용형 장치에 대한 제어정보 또는 학습지도 정보를 수신하여, 상기 학습관리서버에 전송하고,
    상기 학습관리서버는 수신한 상기 학습자 착용형 장치에 대한 제어정보 또는 상기 학습지도 정보를 상기 학습자 착용형 장치에 전송하여, 상기 학습자 착용형 장치를 제어하거나 상기 학습자 착용형 장치를 통해 상기 학습지도 정보를 상기 학습자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 학습을 지원하는 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 학습자 착용형 장치는 상기 학습자의 시선, 표정 또는 상기 학습자에게 제공되는 화면정보를 상기 학습관리서버를 통해 상기 교수자 디스플레이 장치에 제공하는 것을 특징으로 하는 학습을 지원하는 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 학습관리서버는 객체에 대한 모델 데이터베이스를 더 포함하여, 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 객체 인지(Object recognition)함으로써 상기 교수자 디스플레이 장치에 상기 학습자의 뷰를 증강현실 뷰로 변환하여 제공하는 것을 특징으로 하는 학습을 지원하는 시스템.
  6. 학습자에게 착용되어, 상기 학습자가 바라보는 방향을 촬영하는 영상획득부;
    상기 학습자의 눈동자를 인지하여, 상기 학습자의 시선을 결정하는 눈동자 추적부; 및
    상기 눈동자 추적부에서 결정한 상기 학습자의 시선에 따라 상기 영상획득부가 촬영한 장면을 학습자의 뷰에 대한 정보로 변환하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부에서 변환한 상기 학습자의 뷰에 대한 정보를 네트워크를 통해 교수자에게 제공되는 교수자 디스플레이 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 학습을 위한 착용형 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200050281A (ko) * 2018-11-01 2020-05-11 유엔젤주식회사 인공지능 기반 증강 현실과 가상 현실을 이용한 학습 지원 시스템 및 방법
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