KR20210061728A

KR20210061728A - 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램

Info

Publication number: KR20210061728A
Application number: KR1020190149608A
Authority: KR
Inventors: 김채진
Original assignee: 김채진
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-05-28

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습는 학습자 단말기를 통하여 제공되는 외국어 학습용 어플리케이션에서 학습자 정보를 입력받아 저장하는 단계; 상기 학습자 정보에 대응하여 학습자에 적합한 외국어 학습 영상을 제공하는 단계를 포함하되, 상기 외국어 학습 영상은, 추천 알고리즘을 이용하여 상기 학습자와 유사한 조건을 검색하여 가장 유사한 조건의 학습자에게 제공되는 외국어 학습 영상인 것을 특징으로 한다.

Description

인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램{FOREIGN LANGUAGE METHOD, SYSTEM AND COMPUTER PROGRAM PROVIDING AI RECOMMENDATION SERVICE}

본 발명은 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공지능 추천 서비스를 입체적인 증강현실 학습 영상 형태로 제공하는 외국어 학습 시스템 및 방법에 관한 것이다.

지구촌 시대가 되다보니 국내를 비롯한 여러 나라에서 외국어 교육에 대해 많은 관심을 가지게 되었다. 어릴 때부터 외국어 교육을 하는 것이 좋다는 통계가 있어, 부모 입장에선 어린 자녀의 외국어 교육에 대한 관심이 높지만, 아이들에겐 무슨 뜻인지도 모르는 외국어가 갑자기 흥미가 자발적으로 일어나긴 힘들다. 하여 다양한 어플리케이션과 외국어 학습의 일환으로서 정기적인 토픽을 제공해 주고 원어민 강사와 직접 1:1 매칭을 통해 교육이 이루어지도록 하는 서비스도 존재하고 있다.

한편, 근자에는 증강현실(Augmented Reality) 기술이 등장하였다. 증강현실(Augmented Reality)은 가상현실(Virtual Reality)의 한 분야로, 실제 환경에 가상 사물을 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록하는 컴퓨터 그래픽 기법이다. 증강현실은 가상의 공간과 사물만을 대상으로 하는 기존의 가상현실과 달리, 현실세계의 기반 위에 가상의 사물을 합성하여 현실세계 만으로는 얻기 어려운 부가적인 정보들을 보강해 제공할 수 있는 특징을 가지고 있다.

예컨대, 가상현실기술은 일반적으로 사용자로 하여금 가상의 환경에 몰입하게 하므로 사용자는 실제 환경을 볼 수 없는 반면, 증강현실 기술에서는 사용자가 실제 환경을 볼 수 있으며, 실제 환경과 가상의 객체가 혼합된 형태를 띤다.

다시 말하면, 가상현실은 현실 세계를 대체하여 사용자에게 보여주지만, 증강현실은 현실세계에 가상의 물체를 중첩함으로서 현실세계를 보충하여 사용자에게 보여준다는 차별성을 가지며 가상현실에 비해 사용자에게 보다 나은 현실감을 제공한다는 특징이 있다. 이러한 특징 때문에 단순히 게임과 같은 분야에만 한정된 적용이 가능한 기존 가상현실과 달리 다양한 현실환경에 응용이 가능하며 특히, 유비쿼터스 환경에 적합한 차세대 디스플레이 기술로 각광받고 있다.

그러나 현재 서비스 되고 있는 증강현실 학습 서비스는 단순하고 정해진 커리큘럼의 학습 서비스만을 제공하고, 획일적인 수업 방식으로 고정된 학습 방법만을 제시하는 문제가 있었다.

따라서, 전술한 문제를 해결하기 위하여 학습자의 다양한 학습 환경에 맞게 맞춤형으로 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.

대한민국 등록특허 제10-1923820호(2018년11월23일 등록)

본 발명의 목적은 학습자 단말기에 설치되어 학습서버를 통하여 외국어 학습 서비스를 제공할 수 있는 외국어 학습용 어플리케이션을 제공하며, 수집된 학습자 정보를 토대로 학습자의 다양한 학습 환경에 맞게 맞춤형으로 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 학습자의 연령대에 맞는 추천 서비스 형태의 학습을 진행하되 증강현실 학습 영상을 이용한 흥미유발 및 학습 효과를 높일 수 있는 외국어 학습 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법은, 학습자 단말기를 통하여 제공되는 외국어 학습용 어플리케이션에서 학습자 정보를 입력받아 저장하는 단계; 상기 학습자 정보에 대응하여 학습자에 적합한 외국어 학습 영상을 제공하는 단계;를 포함하되, 상기 외국어 학습 영상은, 추천 알고리즘을 이용하여 상기 학습자와 유사한 조건을 검색하여 가장 유사한 조건의 외국어 학습 영상인 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 학습자 단말기의 카메라로 사물 또는 외국어 학습 교재의 특정 이미지가 촬영되어 통신망 상의 학습서버로 전송되는 단계; 상기 특정 이미지에 대응하여 상기 학습서버에 저장된 증강현실 학습 영상 유무를 매칭하는 단계; 상기 특정 이미지에 매칭되는 증강현실 학습 영상을 통신망을 통하여 상기 학습자 단말기에 제공하는 단계;를 더 포함한다.

상기에 있어서, 상기 증강현실 학습 영상은 의인화된 물체를 포함하며, 상기 의인화된 물체는 자신을 의미하는 단어를 음성 형태로 표출하는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 학습서버는 상기 증강현실 학습 영상에서 제공되는 음성을 따라 발음할 수 있는 학습 컨텐츠를 제공하고, 상기 학습자 단말기의 마이크를 통하여 입력된 학습자 음성 데이터를 기저장된 기준음성데이터와 비교하여 매칭되는 경우 다음 학습 컨텐츠를 제공하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템은, 통신망을 통하여 학습서버에 연결되는 학습자 단말기에 외국어 학습 서비스를 제공할 수 있는 외국어 학습용 어플리케이션을 제공하며, 상기 학습자 단말기에 제공되는 학습자 정보에 대응하여 학습자에 적합한 외국어 학습 영상을 제공하는 학습서버를 포함하되, 상기 외국어 학습 영상은, 추천 알고리즘을 이용하여 상기 학습자와 유사한 조건을 검색하여 가장 유사한 조건의 외국어 학습 영상을 제공하는 학습서버;를 포함한다.

상기에 있어서, 상기 학습서버는, 상기 학습자 단말기의 카메라로 촬영된 사물 또는 외국어 학습 교재의 특정 이미지를 통신망을 통하여 제공받아 특정 이미지에 대응하여 통신망 상의 학습서버에 저장된 증강현실 학습 영상 유무를 매칭하며, 상기 특정 이미지에 매칭되는 증강현실 학습 영상을 통신망을 통하여 상기 학습자 단말기에 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템 및 방법은 수집된 학습자 정보를 토대로 학습자의 다양한 학습 환경에 맞게 맞춤형으로 제공할 수 있으며, 학습자의 연령대에 맞는 추천 서비스 형태의 학습을 진행하되 증강현실 학습 영상을 이용한 흥미유발 및 학습 효과를 높일 수 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습 단말기 및 학습서버를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법의 순서도이다.
도 3은 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습의 학습 영상 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습 단말기 및 학습서버를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 외국어 학습 방법을 수행하기 위한 학습자 단말기(100)를 통하여 외국어 학습용 어플리케이션이 제공될 수 있다.

학습자 단말기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 이동통신망, 인터넷 또는 인트라넷 등의 통신망(200)을 통하여 학습서버(300)와 연결되어 학습서버(300)를 통하여 각종 외국어 학습 영상을 포함하는 외국어 학습 서비스를 제공받을 수 있다.

또한 학습서버(300)는 학습자 단말기(100)에서 실행하여 연동하여 외국어 학습 서비스를 제공할 수 있는 외국어 학습용 어플리케이션을 제공할 수 있다.

특히 외국어 학습용 어플리케이션을 통하여 제공되는 다양한 외국어 학습 서비스 중 외국어 학습 영상은 증강현실 학습 영상이 될 수 있으며, 이러한 복수의 증강현실 학습 영상들은 연령별 자동 추천되는 형태로 학습 서비스를 제공하도록 별도의 데이터베이스를 마련하여 저장할 수 있다.

또한 외국어 학습 서비스는 필요에 따라 가상현실 학습 영상이 제공될 수도 있으며, 본 발명의 실시예에서는 증강현실 학습 영상에 대한 서비스에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습의 순서도이다.

외국어 학습용 어플리케이션에서 이루어지는 외국어 학습 과정은 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다.

우선 학습자 정보를 입력받아 저장하는 데이터 수집 단계를 거친다(S100).

다음으로, 수집된 학습자 정보에 대응하여 학습자에 적합한 외국어 학습 영상을 제공할 수 있다. 나아가 학습자에게 제공되는 외국어 학습 컨텐츠로 외국어 학습 영상 외에도 다양한 학습 이미지, 텍스트 등이 활용될 수도 있다.

학습자에게 제공되는 외국어 학습 영상은 증강현실 학습 영상이 될 수 있다.

이를 위해 학습자 단말기(100)의 카메라로 특정 사물을 촬영하면, 촬영된 특정 이미지를 학습서버(300)로 전송하며, 학습서버(300)는 특정 이미지에 대응하여 통신망(200) 상의 학습서버(300)에 저장된 증강현실 학습 영상 유무를 매칭할 수 있다(S102, S104).

이때 특정 사물에 대한 특정 이미지를 학습서버(300)에서 제공받아 이미지인식 기술을 활용하여 유사한 이미지를 포함하는 증강현실 학습 영상을 매칭시킬 수 있다.

예를 들면 특정 사물이 딸기인 경우, 딸기에 해당하는 이미지 또는 영상을 포함하는 증강현실 학습 영상을 검색하고 검색된 결과의 증강현실 학습 영상들을 학습자 단말기(100)로 제공하는 것이다. 이미지인식 기술은 딥러닝을 기반으로 한 알고리즘이 될 수 있으며, 촬영 각도나 날씨 등 오차에 대한 학습에 의해 매칭값이 일정 수준 이상일 때 해당 이미지를 동일 이미지로 간주할 수 있게 하여 오차율을 감소시킨다.

또한 학습서버(300)는 이미지인식 기술을 탑재한 별도의 이미지 인식 서버(미도시)와 연동하여 상기한 매칭 과정을 수행할 수도 있다.

나아가 다른 실시예로, 외국어 학습 교재의 특정 이미지를 촬영하여 통신망(200)을 통하여 학습서버(300)에 전송되면 학습서버(300)는 특정 이미지에 대응하여 통신망(200) 상의 학습서버(300)에 저장된 증강현실 학습 영상 유무를 매칭할 수도 있다.

S104 단계를 거친 학습서버(300)는 특정 이미지에 매칭되는 증강현실 학습 영상을 통신망(200)을 통하여 학습자 단말기(100)에 제공하며, 학습자 단말기(100)를 통하여 학습 영상을 표출하는 단계를 포함할 수 있다(S106, S110).

학습자 단말기(100)에서 인식 가능한 외국어 학습 교재의 특정 이미지는 별도의 디스플레이장치에서 표시되는 영상일 수 있고, 입체적인 형상(3D 형상)을 갖는 물체 또는 사물 자체일 수도 있고, 더 나아가 QR 코드 또는 바코드 등의 암호화 영상 또는 이미지일 수도 있다.

또한 증강현실 학습 영상은 사람, 동물, 의인화된 물체를 포함하며, 의인화된 물체는 자신을 의미하는 단어를 음성 형태로 표출할 수 있다.

예를 들어 도 3을 참조하면, 도 3은 학습자 단말기(100)를 통하여 제공되는 증강현실 학습 영상의 화면 예시를 보여주고 있다.

학습자 단말기(100)를 사용하는 학습자 정보를 기초로 연령대가 유아에 해당하는 경우에 제공되는 증강현실 학습 영상의 예시로, 기초적인 물체 단어 학습을 위한 영상이 될 수 있다.

예를 들어 중국어로 챠오메이는 딸기를 의미하며, 푸타오는 포도를 의미하는데, 각 물체에 대한 이미지를 연상하기 쉽도록 해당 물체를 의인화하여 영상을 제작하여 제공될 수 있다.

또한 이때 챠오메이와 푸타오의 중국어 인사 등의 대화를 통한 스토리텔링 방식으로 제공하여 유아의 학습 친근감을 높여주고, 반복적인 단어 표출 과정을 통하여 쉽게 단어 학습이 이루어지게 한다.

나아가 학습서버(300)에서는 부가 학습 서비스로서, 증강현실 학습 영상에서 제공되는 음성을 따라 발음할 수 있는 학습 컨텐츠를 제공할 수 있다.

이때, 학습자 단말기(100)의 마이크를 통하여 입력된 학습자 음성 데이터를 기저장된 기준음성데이터와 비교하여 매칭되는 경우 다음 학습 컨텐츠를 제공하도록 하여 발음 학습을 수준에 맞게 스스로 진행할 수 있도록 한다. 수준에 맞는 발음 학습은 기준음성데이터를 어떻게 정하느냐에 따라 달라질 수 있으며, 발음 정확도가 어느정도 일치하는지를 결정하게 된다.

나아가 학습서버(300)에서 최초에 학습자 정보를 수집한 후에 제공되는 외국어 학습 영상은, 추천 알고리즘의 콜드 스타트(Cold start)를 이용하여 상기 학습자와 유사한 조건을 검색하여 가장 유사한 조건의 학습자(타인)에게 제공된 외국어 학습 영상을 제공할 수 있다.

추천되는 조건은 학습자 정보를 기초로 수행되며, 이를 위해 수집되는 학습자 정보는 연령, 성별, 외국어 학습 수준, 선호 언어, 성격, 취미, 관심사 등이 포함될 수 있다. 여기서 가상 유사한 조건은 예를 들어 학습자 정보에 포함된 정보들과 일치되거나 유사한 타인의 학습자 정보의 갯수가 가장 많은 조건이 될 수 있다.

또한, 유사 조건에 적용되는 추천 알고리즘 방식은 유사도 분석을 이용한 인공지능 알고리즘을 활용할 수 있다.

나아가 유사도 계산 방식 이외에 상호 작용 행렬의 차원을 줄이고 k 개의 잠재 구성 요소가 있는 두 개 이상의 작은 행렬로 근사하며, 해당 행과 열을 곱하면 사용자 별 항목의 등급을 예측할 수 있는 행렬인수분해(matrix factorization) 방법을 활용할 수도 있다.

또한 자주 소비되는 항목이 그래프의 가장자리와 연결되는 연관 규칙(association rule)이나, 마이닝 규칙(mining rule)을 활용하여 가능한 빈번 항목 집합의 상태 공간을 탐구하고 빈번하지 않은 검색 공간의 분기를 제거하며, 자주 사용되는 항목 집합은 규칙을 생성하는 데 사용되며 이러한 규칙은 추천(권장) 사항을 생성할 수도 있다.

예를 들면, 학습서버(300)에서 학습자 단말기(100)로 추천되는 학습 서비스를 제공하기 위해 학습자 정보를 최초에 수집하고, 수집된 학습자 정보에 기반하여 가장 연령대에 적합한 학습 서비스를 추천해주거나 학습자의 연령, 성별, 취미, 관심사 등을 고려하여 연관 규칙을 생성하고, 이에 부합되는 외국어 학습을 추천해줄 수도 있다.

나아가, 외국어 학습 어플리케이션을 통하여 제공되는 외국어 학습 과정은 컴퓨터 프로그램이 될 수 있으며, 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 저장되어 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 외국어 학습 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, SSD(Solid State Drive) 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

또한 본 발명에서 예시적으로 사용되는 외국어 학습용 어플리케이션은 이동통신 단말기의 형태가 스마트폰과 같이 변형되며, 컴퓨팅 파워가 획기적으로 커짐에 따라, 스마트폰 또는 스마트폰에서 실행되는 컴퓨터 프로그램 형태로 사용됨을 의미하며, 이외에도 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 태블릿 등에서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 형태가 될 수도 있다.

100 : 학습자 단말기 200 : 통신망
300 : 학습서버

Claims

학습자 단말기를 통하여 제공되는 외국어 학습용 어플리케이션에서 학습자 정보를 입력받아 저장하는 단계; 및
상기 학습자 정보에 대응하여 학습자에 적합한 외국어 학습 영상을 제공하는 단계를 포함하되,
상기 외국어 학습 영상은,
추천 알고리즘을 이용하여 상기 학습자와 유사한 조건을 검색하여 가장 유사한 조건의 학습자에게 제공되는 외국어 학습 영상인 것을 특징으로 하는 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법.
제1항에 있어서,
상기 학습자 단말기의 카메라로 사물 또는 외국어 학습 교재의 특정 이미지가 촬영되어 통신망 상의 학습서버로 전송되는 단계;
상기 특정 이미지에 대응하여 상기 학습서버에 저장된 증강현실 학습 영상 유무를 매칭하는 단계;
상기 특정 이미지에 매칭되는 증강현실 학습 영상을 통신망을 통하여 상기 학습자 단말기에 제공하는 단계;
를 더 포함하는 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법.
제2항에 있어서,
상기 증강현실 학습 영상은 의인화된 물체를 포함하며,
상기 의인화된 물체는 자신을 의미하는 단어를 음성 형태로 표출하는 것을 특징으로 하는 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법.
제3항에 있어서,
상기 학습서버는
상기 증강현실 학습 영상에서 제공되는 음성을 따라 발음할 수 있는 학습 컨텐츠를 제공하고,
상기 학습자 단말기의 마이크를 통하여 입력된 학습자 음성 데이터를 기저장된 기준음성데이터와 비교하여 매칭되는 경우 다음 학습 컨텐츠를 제공하도록 하는 것을 특징으로 하는 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 방법을 수행하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
통신망을 통하여 학습서버에 연결되는 학습자 단말기에 외국어 학습 서비스를 제공할 수 있는 외국어 학습용 어플리케이션을 제공하며,
상기 학습자 단말기에 제공되는 학습자 정보에 대응하여 학습자에 적합한 외국어 학습 영상을 제공하는 학습서버를 포함하되,
상기 외국어 학습 영상은,
추천 알고리즘을 이용하여 상기 학습자와 유사한 조건을 검색하여 가장 유사한 조건의 외국어 학습 영상인 것을 특징으로 하는 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템.
제6항에 있어서,
상기 학습서버는,
상기 학습자 단말기의 카메라로 촬영된 사물 또는 외국어 학습 교재의 특정 이미지를 통신망을 통하여 제공받아 특정 이미지에 대응하여 통신망 상의 학습서버에 저장된 증강현실 학습 영상 유무를 매칭하며,
상기 특정 이미지에 매칭되는 증강현실 학습 영상을 통신망을 통하여 상기 학습자 단말기에 제공하는 것을 특징으로 하는 인공지능 추천 서비스를 제공하는 외국어 학습 시스템.