KR20210154565A - 사물인터넷 기능이 장착된 전자 교탁 - Google Patents

사물인터넷 기능이 장착된 전자 교탁 Download PDF

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KR20210154565A
KR20210154565A KR1020200071707A KR20200071707A KR20210154565A KR 20210154565 A KR20210154565 A KR 20210154565A KR 1020200071707 A KR1020200071707 A KR 1020200071707A KR 20200071707 A KR20200071707 A KR 20200071707A KR 20210154565 A KR20210154565 A KR 20210154565A
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Abstract

본 발명의 목적은 터치패널을 포함하는 전자 교탁에서 음성 인식 입력정보 또는 터치 입력정보에 따라 사물인터넷(IoT) 네트워크로 연결된 외부 기기를 유무선으로 제어하는 기능을 수행하는 것이다. 이를 위하여, 터치 인식이 가능한 패널부와 상기 패널부가 터치되는 경우에 터치 방식에 따른 터치인식을 수행하는 센서부를 포함하고 일정한 물리적 거리 이내에 주변 기기와 상호 연동되도록 유무선으로 연결된 전자 교탁에 있어서, 터치 입력 신호에 의하여 상기 패널부 및 센서부에서 인식한 터치 신호에 해당하는 제어 기능을 수행하는 제 1 신호 처리부; 음성 입력 신호에 의하여 아날로그 음성 신호를 디지털 텍스트 신호로 변환하여 명령어를 해석하고 해석된 명령어에 대응하는 제어 기능을 수행하는 제 2 신호 처리부; 및 상기 제 1 신호 처리부 및 제 2 신호 처리부에서 수행하는 제어 기능이 상기 전자 교탁에 유무선으로 연결된 주변 기기에 대한 제어인 경우에 원격으로 상기 주변 기기를 제어하는 컨트롤러를 구비한 제어부를 포함하는 전자 교탁을 제공한다.

Description

사물인터넷 기능이 장착된 전자 교탁 {Electronic teaching desk based on Internet of Things}
본 발명은 사물인터넷(IoT)으로 연동된 외부 디바이스의 제어가 가능한 전자 교탁 및 음성 인식을 통한 인공지능(AI) 기반의 내부 기능 제어 처리가 가능한 전자 교탁에 관한 것이다.
근래 들어 강의실 또는 회의실에서 디지털 환경으로의 변화에 따라 여러 가지 수업 또는 회의 도구들이 디지털 장비로 대체되고 그에 따라 의사소통 방식도 양방향 디지털 소통으로 변화하게 되었다.
종래에는 교실에서 교사가 칠판에 판서하며 강의하는 것이 일반적이었으나, 최근 교육장비의 개발과 멀티미디어 시스템의 발전에 실내 기자재를 이용하여 강의를 지원하는 전자교탁이 보급되고 있는 추세이다.
전자교탁은 강의실 내부의 기자재들을 이용하여 강의자에게 보다 원활한 강의 환경을 제공한다.
지능화 개인화 사물정보화 시대의 발전에 따라 IoT 및 AI 기능이 융합된 전자교탁을 구현할 필요성이 제기되고 있다.
본 발명으로 인해 전자교탁의 사용자는 효율적인 수업 진행을 위하여 조명, 음향, 냉/난방기, 스크린, 빔 프로젝터의 작동 등을 음성 인식을 통한 인공지능 제어기술이 포함된 확장성을 갖춘 전자교탁을 사용할 수 있게 되었다.
실내 개별 기기와 IT 기기와의 통합을 기본으로 하여 전체적인 다기능의 네트워크화를 추구하여 보다 편리한 삶을 도모하고, 사용자의 편의를 증진시키기 위한 보조시스템들이 부각되면서 시각적인 형태뿐만 아니라 기능의 첨단화 및 다양한 사용자 맞춤형으로 이용할 수 있는 환경을 고려한 인간공학적 시스템 등을 통해 사용자의 만족도를 높이기 위하여 본 발명의 연구가 진행되었다.
인공지능(AI)의 장비와 프로세스의 발달로 전통적인 입력 장치(예를 들어, 키보드 또는 마우스 등)이 아닌 사용자의 오디오 음성 인식이나 무선 인터넷을 이용한 입력(예를 들어 스마트폰, 태블릿)에 의해 해당 디바이스에 특정한 명령어를 전달하고 장치의 클라우드 검색 등의 업무 수행을 컨트롤하는 기술이 등장하였다.
아래의 선행기술1(KR 2015-0087687 A)은 대화형 시스템, 디스플레이 장치 및 그 제어 방법(interactive system, display apparatus and controlling method thereof)으로서, 개시된 디스플레이 장치는 사용자의 발화 음성을 입력받는 입력부, 발화 음성에 대한 음성 신호를 음성 인식 장치로 전송하는 통신부, 발화 음성에 대한 음성 인식을 수행하는 음성 인식부 및 음성 인식부를 통해 인식된 제1 음성 정보에 대한 신뢰도 값과 음성 인식 장치를 통해 인식된 제2 음성 정보에 대한 신뢰도 값 중 기설정된 임계값 이상의 신뢰도 값을 가지는 음성 정보를 상기 발화 음성에 대한 실행 명령으로 결정하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 디스플레이 장치는 디스플레이 장치 및 외부 장치에서 사용자의 발화 음성을 동시에 인식할 경우, 두 음성 인식 결과 중 사용자의 의도에 근접한 음성 인식 결과를 선택하는 것이 가능할 것이다. 그러나 음성 인식된 명령어를 이용하여 전자 교탁 이외에 다른 주변 기기들을 제어하는 기술은 개시되어 있지 않다.
한편, 아래의 다른 선행기술2(US 10198246 B2)은 인터랙티브 디스플레이에서 활성화된 음성 제어 방법 및 장치(Methods and apparatus for voice-activated control of an interactive display)으로서, 본 기술에서는 인터랙티브 디스플레이 장치에 통신이 가능하게 결합된 음성 입력 장치를 통해 사용자의 음성 데이터 수신이 가능하나, 터치센서를 구비한 터치패널 스크린을 포함하는 양방향 전자 교탁 제어시스템의 기술적인 요소는 개시하고 있지 않다.
따라서, 본 발명에서는 정전용량(PCAP), 전자기유도(EMR) 또는 적외선(IR) 방식을 이용한 터치 센서 전자 교탁에서 터치 입력 또는 무선 입력 또는 음성 인식 명령을 통하여 주변 디바이스와의 상호 통신을 통한 사물인터넷(IoT) 기반의 외부 제어기능을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
대한민국 등록특허 제10-2079044호 (2020.02.13.) 중국 특허공개공보 제110638210호 (2020.01.03.)
본 발명의 목적은 사용자의 입력정보를 수신 가능한 전자 교탁에서 사물인터넷(IoT) 네트워크로 연결된 외부 기기를 음성 인식 입력정보 또는 터치 입력정보에 따라 유무선으로 제어하는 기능을 수행하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자 교탁에서 사용자의 음성 인식 정보를 처리하여 인공지능 기반의 클라우드 검색 또는 제어 기능을 수행하는 것이다.
본 발명은 터치 인식이 가능한 패널부와 상기 패널부가 터치되는 경우에 터치 방식에 따른 터치인식을 수행하는 센서부를 포함하고 일정한 물리적 거리 이내에 주변 기기와 상호 연동되도록 유무선으로 연결된 전자 교탁에 있어서, 터치 입력 신호에 의하여 상기 패널부 및 센서부에서 인식한 터치 신호에 해당하는 제어 기능을 수행하는 제 1 신호 처리부; 음성 입력 신호에 의하여 아날로그 음성 신호를 디지털 텍스트 신호로 변환하여 명령어를 해석하고 해석된 명령어에 대응하는 제어 기능을 수행하는 제 2 신호 처리부; 및 상기 제 1 신호 처리부 및 제 2 신호 처리부에서 수행하는 제어 기능이 상기 전자 교탁에 유무선으로 연결된 주변 기기에 대한 제어인 경우에 원격으로 상기 주변 기기를 제어하는 컨트롤러를 구비한 제어부를 포함하는 전자 교탁을 제공한다.
이때 상기 컨트롤러는 상기 전자 교탁에 유무선으로 연결된 주변 기기와의 연결상태에 따라 사물인터넷(IoT) 네트워크상의 노드를 제어할 수 있는 릴레이(relay) 스위치 또는 IR(infrared light) 컨트롤 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제 2 신호 처리부는 상기 음성 입력 신호를 받아 노이즈를 제거하는 마이크 어레이와 아날로그 신호인 음성 신호를 디지털 신호인 텍스트 데이터로 변환하는 음성 인식 엔진; 및 상기 음성 인식 엔진으로부터 변환된 텍스트 데이터를 전달받아 데이터베이스를 이용하여 기계학습을 통해 명령어로 해석하는 명령어 해석부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 해석된 명령어에 따라 상기 전자 교탁에 유무선으로 연결된 외부 주변 기기에 대한 제어 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편 상기 제어부는 상기 해석된 명령어에 따라 상기 전자 교탁의 기기 내부의 제어 기능을 수행하거나, 외부 클라우드 서버에 접속하여 SaaS 기반의 클라우드 데이터를 쿼리 검색해서 상기 전자 교탁에 획득된 컨텐츠를 표시하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 상기 컨트롤러를 클라이언트로 설정하고, 인터넷으로 연결된 외부의 서버를 통해서도 상기 컨트롤러의 제어 기능을 수행할 수 있다.
본 발명은 전자 교탁에서 사용자의 음성 명령 또는 터치입력을 통해 사물인터넷(IoT) 네트워크로 연결된 외부 기기를 직접적으로 원격 제어할 수 있는 효과가 있으며, 이는 서버-클라이언트 설정을 통해 인터넷망을 이용해서 외부에서도 제어할 수 있다.
또한 본 발명은 전자 교탁에서 사용자의 음성 명령 정보를 학습, 해석, 처리하여 인공지능(AI) 기반의 클라우드 검색 기능 또는 주변 기기 제어 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사용자의 모바일 단말기와의 인터랙션 및 데이터 연동 기술이 적용될 수 있다. 따라서 사용자가 스마트폰을 전자교탁 위에 올려놓고 스마트폰에 현재 표시된 사진, 동영상 등의 디지털 콘텐츠를 스마트폰 화면에서 직관적으로 드래그하여 스마트 테이블 상의 디스플레이 화면으로 옮기면 전자 교탁의 디스플레이 화면에 해당 디지털 콘텐츠가 옮겨져서 표시되는 등의 스마트 전자 교탁의 특색을 나타낼 수 있는 IoT 연동기술인 테이크 아웃 서비스 기술을 활용할 수 있다.
아울러, 이러한 인공지능 기반의 입출력 처리 및 사물인터넷 제어 기능을 수행함에 있어서 제3의 인터넷 서비스 공급자(통신사)의 전용 서버에 종속되지 않고 자체의 독립적인 프로세싱 알고리즘을 통해 독립적인 설치 및 사용이 용이하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로 터치스크린의 전자 교탁(300)에서 사용자의 터치 입력(100) 또는 음성 명령(200) 정보를 처리하여 외부 기기의 제어 기능을 수행할 수 있는 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 전자 교탁의 UI 화면상에서 IoT 제어 기능 등의 메뉴 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로 전자 교탁(300)과 주변 기기들(330)이 상호 연동되어 있는 사물인터넷(IoT) 기반의 업무 환경을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로 전자 교탁에서 사용자의 터치입력 또는 음성 입력(400, 410) 정보를 처리하여 인공지능(AI) 기반의 클라우드 검색(450) 또는 사물인터넷(IoT) 제어 기능(480, 490)을 수행하는 플로우 차트를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로 IoT 제어 기능 등의 메뉴 구성을 포함한 UI 화면이 표시된 전자 교탁을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 보다 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 한정된 몇몇의 실시예로 제한되는 것이 아니라 목적, 효과가 실질적으로 동일한 범위내에서는 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 이러한 실시예 역시 본 발명의 기술적 사항에 포함된다고 볼 수 있을 것이다.
본 명세서에서 실시예는 본 발명의 개시가 보다 명확해지도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 이해 시켜주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명의 권리범위는 후술되는 특허청구의 범위에 의해 정의될 것이다.
따라서 몇몇 실시예에서 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 세부기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위해 구체적으로 설명하지는 않는다.
또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이며 본 발명을 한정시키고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함하는 것으로 해석해야할 것이며, 포함(또는 구비)하는 것으로 언급된 구성 요소 또는 동작은 하나 이상의 다른 구성 요소 또는 동작의 존재 및 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 별도로 정의되어 있지 않는한 과도하게 또는 이상적으로 해석되지 않는 것으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로 터치스크린의 전자 교탁(300)에서 사용자의 터치 입력(100) 또는 음성 명령(200) 정보를 처리하여 외부 기기에 제어 기능을 수행할 수 있는 구조를 나타낸 도면이다.
터치 인식이 가능한 패널부(미도시)와 터치 방식을 판별하여 터치 방식에 따른 터치 인식을 수행하는 센서부(미도시)를 포함하는 전자 교탁(300)은 외부의 입력 소스(100, 200)로부터 터치 입력 신호(100) 또는 음성 명령 신호(200)를 입력받는다.
이때 입력된 터치 방식에 따라, 터치 센서(310)에서 인식된 터치의 패턴으로 전자 교탁(300) 화면에 표시하고 기타 UI상의 입력에 따른 응답을 화면에 출력한다.
만약 음성 명령(200) 신호가 입력되는 경우에는 음원을 분리하고 노이즈를 제거하는 어레이 타입의 마이크 모듈(320)에 의해 입력된 아날로그 음성 시그널의 신호를 품질을 향상시킨다. 이때 마이크 어레이(320)는 복수의 마이크를 이용하여 이득(gain) 보상 또는 에코(echo) 제거 기능을 구현하고 왜곡된 상기 음성 신호를 보상하는 음향 모델 기계학습을 수행할 수 있다. 이를 통해 원거리에서도 음성 인식이 원활하게 처리될 수 있으며, 전자 교탁에서 다른 오디오 기능(예를 들어 음악재생)이 있는 경우라도 상기 음성 인식 기능이 동작되어야 한다.
그런 다음 마이크 어레이(320)로부터 노이즈가 제거된 아날로그 신호인 음성 신호를 전달받아 음성 인식 엔진(340)에서 텍스트 신호인 디지털 데이터로 변환(Speech to Text)하고, 음성 신호 및 변환된 텍스트 신호는 데이터베이스(360)에 반복하여 저장된다. 이렇게 저장된 데이터들은 자체 스피커를 이용한 음성 인식 엔진(340)과 명령어 해석부(350)를 포함하는 음성 인식 시스템에서 S/W의 지속적인 업그레이드를 위하여 인공지능 기반의 기계학습을 위한 학습 데이터로 활용된다.
한편 음성 인식 엔진으로부터 변환된 텍스트 신호를 입력받아 상기 데이터베이스(360)를 이용하여 기계학습을 통해 명령어로 해석하는 명령어 해석부(350)에서는 알고리즘에는 음성 명령 패턴을 분석하는 알고리즘, 패턴에 따른 명령어 제어 프로토콜 매칭 알고리즘, 음성 패턴 어레이 매칭 알고리즘, 이종언어의 동일 의미부여 매칭 패턴 알고리즘 등이 함께 진행될 수 있다.
이렇게 해석된 명령어(command)에 따라 제어부(330)에서는 인터넷 검색과 같은 외부 클라우드 서비스로의 쿼리검색 기능을 수행하거나 또는 내부/외부의 제어기능을 수행할 수 있다.
이때 내부/외부 제어기능의 예를 들어보면, 먼저 내부 기능 제어로서 전자 교탁(300)의 전원을 온오프 시키거나 전자 교탁(300)의 볼륨을 조절하거나 화면상 제어 컨트롤(화면 크기조절, 페이지 이동 등) 또는 입력 소스(USB, HDMI 등)의 변환 등 전자 교탁(300) 내부적인 제어 기능을 수행하는 것을 생각해 볼 수 있다.
그리고 외부 기능 제어를 예로 들면, 전자 교탁(300)과 유무선으로 연결된 사물 인터넷(IoT) 망에 위치한 주변기기(예를 들어 램프, 도어락, 에어컨, 기타 다른 전자 교탁 등)를 제어하는 상황이 있을 수 있다. 즉, IoT 관련 릴레이(relay) 컨트롤러 및 IR 컨트롤러를 이용하여 일정한 물리적 거리 내에 회의실 공간에 있는 조명을 스위치하여 껐다 켰다 할 수 있는 것이다. 물론 이는 음성 명령(200)뿐만 아니라 터치 입력(100)을 통해서도 외부 주변 기기를 원격으로 제어할 수 있는 것이며, 아울러 그러한 터치 입력이 외부 디바이스를 통해 무선 통신으로 전달되더라도 수신된 신호에 의해 위와 같은 원격 제어는 역시나 가능하다.
한편 명령어 해석부(350)에서 해석된 명령어는 내부의 명령어 리스트(370)와 비교하여 상기 음성 신호의 패턴을 검색하는 음성 패턴 매칭부(미도시)를 더 포함한다. 명령어 해석부(350)에서는 명령어 리스트(370)와의 비교 결과 기저장된 명령이 들어오면 해당 명령을 블루투스 또는 인터넷을 통해 컨트롤러로 전달 할 수 있다.
상기 음성 패턴 매칭부는 최초 슬립 모드(sleep mode)에서 소정의 음성 패턴에 의해 음성 인식 엔진(340)을 웨이크업 모드(wake-up)로 변화시키는 내부 제어 신호를 발생시킨다. 아울러, 웨이크업 모드에서 소정의 시간동안 추가적인 음성 명령 입력이 없을 시에는 다시 슬립 모드로 전환되어 전원과 기타 리소스 소비를 최소화 시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로 전자 교탁의 UI 화면(200)상에서 IoT 제어 기능 등의 메뉴 구성을 나타낸 도면이다.
전자 교탁의 화면(200)상에 도면과 같이 File(210), E-board(220), Internet(230) 등의 기본적인 메뉴와 보다 다양한 어플리케이션 메뉴(240)가 디스플레이 되어 있으며, 사용자는 이러한 UI를 통해 전자 교탁의 내부적인 제어 동작 뿐만 아니라 주변에 연결된 다른 디바이스들(예를 들어 강의실 내에 있는 조명, 에어컨, 빔프로젝터, 커튼, 도어락 등)를 원격으로 제어할 수 있다. (IoT 컨트롤 인터페이스)
도 3은 본 발명의 일 실시예로 전자 교탁(300)과 주변 기기들(330)이 상호 연동되어 있는 사물인터넷(IoT) 기반의 업무 환경을 나타낸 도면이다.
사용자는 전자 교탁(IFPD: Interactive Flat Panel Display)를 직접 터치하거나 음성으로 호출하여 원하는 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어 현재 업무 환경이 회의실(conference room)이라고 가정한다면, 회의 발표자가 전자 교탁(300)을 이용하여 업무 리포트를 하면서도 동시에 회의실 조명이 너무 밝다고 생각되면 컨트롤 스위칭 박스(320)를 통해 연결된 디바이스들(330) 중 램프의 밝기를 줄일 수 있는 것이다. 아울러 회의실 커튼을 치거나, 에어컨 온도를 조절하거나, 회의시간에 외부인 출입방지를 위해 도어락을 잠그거나 등의 주변 기기 제어를 원격으로 할 수 있다. 물론 이러한 설정 변경의 권한은 한정된 특정인에게만 있어야하므로, 이를 확인하기 위해 키오스크(310) 같은 장비에서 ID카드 형태의 신분증을 RFID 방식으로 태그하여 권한을 확인 및 부여받을 수 있다.
아울러, 이러한 여러 미팅룸이 있는 경우에 외부 서버를 통해 각각의 미팅룸을 모니터링 할 수도 있으며, 이는 스마트폰이나 태블릿 PC 연결을 통해 건물 밖에 원격지에서도 모니터링 할 수 있다. (이는 기존의 미러링 기술과는 다른 것이다)
도 4는 본 발명의 일 실시예로 전자 교탁에서 사용자의 터치입력 또는 음성 입력(400, 410) 정보를 처리하여 인공지능(AI) 기반의 클라우드 검색(450) 또는 사물인터넷(IoT) 제어 기능(480, 490)을 수행하는 플로우 차트를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저 터치입력 또는 음성입력의 입력(400)이 있을 때 이를 판단하여(410) 만약 터치 입력(또는 인터넷 통신으로 전달된 터치 입력 신호)인 경우에는 음식 인식 엔진을 거칠 필요가 없으므로 440 단계로 넘어가게 된다.
한편, 입력(400)이 음성 명령 신호일 때는 전자 교탁 내부에 구비된 음성 인식 엔진이 아날로그 신호인 음성 신호를 디지털 신호인 텍스트 신호로 변환(speech to text)하게 된다(420).
그런 다음 변환된 텍스트 데이터를 자동으로 해석하는데(430), 기계학습을 통해 기존의 해석했던 데이터와 기존의 분류했던 음성 신호 등을 내부의 데이터베이스에서 불러와 반복 비교함으로써 보다 향상된 결과를 도출하게 된다. 이는 시간이 지나고 처리하는 데이터양이 많아질수록 더욱 정교한 명령어 해석이 가능해진다.
이렇게 인공지능 기반의 학습 및 해석을 이용하여 음성 인식률을 90% 이상으로 높일 수 있으며, IoT 기기 제어 동작을 기능구현을 할 수 있다.
다음으로 해석된 명령어(command)에 따라, 인터넷 검색과 같이 클라우드 서비스를 이용하는 요청인지 아니면 다른 기기를 제어하는 요청인지를 판단하여(440), 인터넷 검색의 요청의 경우에는(450) 해당 검색작업으로 획득한 결과인 컨텐츠를 전자 교탁의 화면에 표시하게 된다(460). 즉, 클라우드 서비스를 이용할때 제어부는 명령어에 따라 외부 클라우드 서버로 통신을 연결하고, SaaS(Software as a Service) 기반의 클라우드 데이터를 쿼리(query) 검색하여 전자 교탁의 화면에 해당 컨텐츠를 표시해 줄 수 있다.
위 단계 440에서 만약 기기를 제어하는 요청인 경우에는(470) 내부 기능인지 외부 기능인지를 구분하여 서로 다른 작업을 수행한다(480, 490). 다시 말해서 전자 교탁의 장치 내부 기능(예: 전원, 볼륨, 화면, 소스 등)을 제어하는 명령인지 아니면 유무선으로 연결된 다른 외부 기기의 제어 기능(예: 조명, 냉/난방기/ 스크린/ 빔 프로젝터의 작동. 음향 등)을 수행하고자 하는 명령인지에 따라서, 해당하는 외부기기를 제어하거나(480) 아니면 전자 교탁의 내부적인 기능을 실행한다(490).
그리고 본 발명에서는 인터넷 서비스 공급자(통신사)의 전용 스피커(음성 인식 엔진)이 아닌 개별적으로 특성화되어 개발된 음성 인식 시스템을 사용하며, 인터넷 통신망도 통신사 전용 통신망도 아닌 특정 통신사에 구속되지 않는 인터넷 통신망을 이용하는 상황을 가정하고 있다. 그리하여 음성 인식 엔진이 구비된 개별 스피커를 이용해 직접적으로 클라우드 서비스를 이용할 수 있다. 즉, 특정 통신사에 가입하여 통신사 전용 AI 스피커를 사용할 필요가 없으며 통신사가 제공하는 AI 서버를 이용하지도 않는다, 이런 특화된 인공지능 서비스 역시 각각의 통신사에 의해 개발하지 않아도 되므로 기존의 통신사 위주의 AI 기술과는 차별화되고 개별 기업이 자신의 니즈에 따라 전용되는 맞춤형 AI(예: 시나리오 제작)를 개발하는 것이 가능하다. 따라서 본 기술 분야인 전자 교탁과 같은 특수 목적용으로 사용하기에 적합하다.
아울러 전자 교탁과 같이 특화된 AI 기능에서는 타 서비스 대비 빈번하고 많은 입출력 신호 요청이 있으므로 이를 처리하는 전용 S/W를 구비함으로써 보다 적은 리소스로 운영할 수 있다. 타 통신사 사용시 호환 적용이 불가하다는 한계점도 없으므로 통신사 여부를 신경쓰지 않아도 되며, 통신사의 AI 서버가 운되거나 하는 예외 상황도 따로 고려할 필요가 없어지게 된다. 그리고 한국어가 아닌 외국어 기반의 해외 수출용으로 사용하기에도 용이하고 필요에 따라 수출 국가별 맞춤 서비스(AI 어플리케이션)를 개발할 수도 있다. 전자 교탁 전용의 AI 특화 기능으로 개발, 유지, 보수가 가능하여 타 국가의 AI 서버와 호환이 보다 쉬워진다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로 IoT 제어 기능 등의 메뉴 구성을 포함한 UI 화면이 표시된 전자 교탁(500)을 나타낸 도면이다.
전자 교탁(500)의 화면(200)상에 File(210), E-board(220), Internet(230) 등의 기본적인 메뉴와 보다 다양한 어플리케이션 메뉴(240)가 디스플레이 되어 있으며, 사용자는 이러한 UI를 통해 전자 교탁(500)의 내부적인 제어 동작 뿐만 아니라 주변에 연결된 다른 디바이스들(실내 조명, 실내 에어컨, 강의실 빔프로젝터, 창문의 커튼, 출입문 도어락 등)를 원격으로 제어할 수 있다.
본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것은 자명하다 할 것이다.
300 : 전자 교탁 310 : 입력 장치(키오스크, 태블릿)
320 : 컨트롤 스위칭 박스 330 : 사물인터넷(IoT) 연동 기기

Claims (5)

  1. 터치 인식이 가능한 패널부와 상기 패널부가 터치되는 경우에 터치 방식에 따른 터치인식을 수행하는 센서부를 포함하고 일정한 물리적 거리 이내에 주변 기기와 상호 연동되도록 유무선으로 연결된 전자 교탁에 있어서,
    터치 입력 신호에 의하여 상기 패널부 및 센서부에서 인식한 터치 신호에 해당하는 제어 기능을 수행하는 제 1 신호 처리부;
    음성 입력 신호에 의하여 아날로그 음성 신호를 디지털 텍스트 신호로 변환하여 명령어를 해석하고 해석된 명령어에 대응하는 제어 기능을 수행하는 제 2 신호 처리부; 및
    상기 제 1 신호 처리부 및 제 2 신호 처리부에서 수행하는 제어 기능이 상기 전자 교탁에 유무선으로 연결된 주변 기기에 대한 제어인 경우에 원격으로 상기 주변 기기를 제어하는 컨트롤러를 구비한 제어부;
    를 포함하는 전자 교탁.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 전자 교탁에 유무선으로 연결된 주변 기기와의 연결상태에 따라 사물인터넷(IoT) 네트워크상의 노드를 제어할 수 있는 릴레이 스위치 또는 IR 컨트롤 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 교탁.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 신호 처리부는 상기 음성 입력 신호를 받아 노이즈를 제거하는 마이크 어레이와 아날로그 신호인 음성 신호를 디지털 신호인 텍스트 데이터로 변환하는 음성 인식 엔진; 및
    상기 음성 인식 엔진으로부터 변환된 텍스트 데이터를 전달받아 데이터베이스를 이용하여 기계학습을 통해 명령어로 해석하는 명령어 해석부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 해석된 명령어에 따라 상기 전자 교탁에 유무선으로 연결된 외부 주변 기기에 대한 제어 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 교탁.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 해석된 명령어에 따라 상기 전자 교탁의 기기 내부의 제어 기능을 수행하거나, 외부 클라우드 서버에 접속하여 SaaS 기반의 클라우드 데이터를 쿼리 검색해서 상기 전자 교탁에 획득된 컨텐츠를 표시하는 것을 특징으로 하는 전자 교탁.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 TCP/IP 소켓 통신을 이용하여 상기 컨트롤러를 클라이언트로 설정하고, 인터넷으로 연결된 외부의 서버를 통해 상기 컨트롤러의 제어 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 교탁.
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