KR20230080189A - 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템에 관한 것으로, 전자장치가 사용자 단말 및 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 수신된 도서 등록 신호에 따라 어플리케이션에 도서를 등록하기 위한 도서 파일을 수신하고, 도서 파일에 포함된 단어를 분석하여 원형으로 변경하고 단어장을 생성하여 도서 파일을 도서로 등록하는 단계, 어플리케이션을 통해 사용자 단말로부터 선택된 도서를 사용자 단말로 전송하고 사용자 단말로부터 수신된 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하는 단계, 어플리케이션을 통해 사용자 단말로부터 수신된 도서를 낭독하는 사용자의 음성데이터를 분석하고 음성데이터에 대응되는 텍스트에 하이라이트를 표시하는 단계, 어플리케이션을 통해 사용자 단말로부터 선택된 도서에 포함된 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 사용자 단말로 전송하는 단계 및 어플리케이션을 통해 시선 추적 데이터, 음성데이터 및 선택된 텍스트를 기반으로 사용자에 대한 학습 리포트를 생성하여 사용자 단말 및 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계를 포함하며 다른 실시 예로도 적용이 가능하다.

Description

인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템{Method, Apparatus and System for Providing of Reading Education Using ArtificiaI Intelligence}
본 발명은 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
인터넷 기술과 디지털 기술이 발전함에 따라 책을 디지털 형태로 제작한 전자책(e-book)의 보급이 보편화되고 있다. 이러한 전자책은 출판비가 소모되지 않고, 종이 및 잉크와 같은 재료가 필요하지 않아 경제적인 장점을 갖고 있다. 또한, 이러한 전자책은 개정판을 출판하더라도 개정된 부분만 별도로 제작하여 보급할 수 있기 때문에 기존의 종이책이 개정판을 출판하면 책을 새로 사야하는 불편한 점을 개선시켰으며, 저렴한 가격으로 많은 양의 정보를 독자에게 제공할 수 있는 장점이 있다.
이러한 전자책은 일반적인 사용자뿐 아니라 영유아, 어린이 및 청소년들의 교육에도 이용될 수 있다. 특히, 영유아 및 어린이의 교육 분야에서는 전자책을 이용하여 영유아 및 어린이가 읽은 전자책의 집중도 및 이해도를 평가하는 시스템들이 함께 연구되고 있다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시 예들은 도서 파일 낭독 시에 사용자의 음성을 인식하여 사용자가 읽는 속도에 맞추어 텍스트를 어절별로 표시하고 잘못된 발음을 표시할 수 있는 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 독서 시에 단어를 선택하면 발음, 뜻 및 활용 예제를 제공하고, 선택 단어의 통계를 이용해 어휘 테스트를 제공하는 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예들은 사용자의 시선 추적을 통해 집중도가 저하되는 시점 및 도서 종류를 확인하여 사용자의 학습시간 및 추천 도서를 포함하는 다양한 정보를 제공할 수 있는 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법은, 전자장치가 사용자 단말 및 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 수신된 도서 등록 신호에 따라 어플리케이션에 도서를 등록하기 위한 도서 파일을 수신하고, 상기 도서 파일에 포함된 단어를 분석하여 원형으로 변경하고 단어장을 생성하여 상기 도서 파일을 상기 도서로 등록하는 단계, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 도서를 상기 사용자 단말로 전송하고 상기 사용자 단말로부터 수신된 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하는 단계, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 상기 도서를 낭독하는 상기 사용자의 음성데이터를 분석하고 상기 음성데이터에 대응되는 텍스트에 하이라이트를 표시하는 단계, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하는 단계 및 상기 어플리케이션을 통해 상기 시선 추적 데이터, 상기 음성데이터 및 상기 선택된 텍스트를 기반으로 상기 사용자에 대한 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 도서 파일을 상기 도서로 등록하는 단계는, 학습 도구어의 존재여부를 확인하는 단계, 상기 학습 도구어가 존재하지 않으면 상기 학습 도구어를 구축하는 단계 및 상기 단어 중 상기 학습 도구어에 포함된 단어를 이용하여 상기 단어장을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하는 단계는, 상기 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하여 상기 사용자의 집중도를 산출하는 단계 및 상기 사용자의 집중도가 임계치 미만이 되는 학습 시간 및 상기 선택된 도서의 종류를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다,
또한, 하이라이트를 표시하는 단계는, 상기 음성데이터를 텍스트데이터로 변환하는 단계, 상기 텍스트데이터와 상기 도서에 포함된 레퍼런스 데이터와의 유사도를 확인하는 단계 및 상기 확인된 유사도에 따라 상이한 색깔로 상기 레퍼런스 데이터에 하이라이트를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하는 단계는, 상기 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트의 발음, 상기 텍스트의 뜻과 상기 텍스트를 활용한 예제를 포함하는 상기 상세 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계는, 상기 시선 추적 데이터의 분석결과를 기반으로 상기 사용자가 상기 도서를 읽기 시작한 시점부터 종료한 시점까지의 시간에 따른 집중도를 나타낸 시각 데이터와, 상기 집중도를 기반으로 상기 사용자에게 적합한 학습시간 및 도서의 종류를 포함하는 추천 정보를 상기 학습 리포트로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계는, 상기 하이라이트의 색깔에 따라 상기 사용자에 대응되는 캐릭터를 성장시키고 상기 사용자의 순위를 상기 학습 리포트로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계는, 상기 선택된 텍스트를 누적한 시각 데이터를 기반으로 생성된 테스트 데이터를 상기 학습 리포트로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 장치는, 사용자 단말 및 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말과 통신을 수행하는 통신부 및 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 수신된 도서 등록 신호에 따라 어플리케이션에 도서를 등록하기 위한 도서 파일을 수신하고, 상기 도서 파일에 포함된 단어를 분석하여 원형으로 변경하고 단어장을 생성하여 상기 도서 파일을 상기 도서로 등록하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 도서를 상기 사용자 단말로 전송하고 상기 사용자 단말로부터 수신된 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 상기 도서를 낭독하는 상기 사용자의 음성데이터를 분석하고 상기 음성데이터에 대응되는 텍스트에 하이라이트를 표시하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 시선 추적 데이터, 상기 음성데이터 및 상기 선택된 텍스트를 기반으로 상기 사용자에 대한 학습 리포트를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 시스템은, 어플리케이션을 설치하고 상기 어플리케이션을 통해 독서를 수행하는 사용자 단말, 상기 어플리케이션을 설치하고 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말에 대한 학습 리포트를 확인하는 관리자 단말 및 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 수신된 도서 등록 신호에 따라 상기 어플리케이션에 도서를 등록하기 위한 도서 파일을 수신하고, 상기 도서 파일에 포함된 단어를 분석하여 원형으로 변경하고 단어장을 생성하여 상기 도서 파일을 상기 도서로 등록하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 도서를 상기 사용자 단말로 전송하고 상기 사용자 단말로부터 수신된 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 상기 도서를 낭독하는 상기 사용자의 음성데이터를 분석하고 상기 음성데이터에 대응되는 텍스트에 하이라이트를 표시하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하고, 상기 어플리케이션을 통해 상기 시선 추적 데이터, 상기 음성데이터 및 상기 선택된 텍스트를 기반으로 상기 사용자에 대한 학습 리포트를 생성하는 전자장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템은, 도서 파일 낭독 시에 사용자의 음성을 인식하여 사용자가 읽는 속도에 맞춰 텍스트를 어절별로 표시하고 잘못된 발음을 표시함으로써 읽기 유창성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템은, 독서 시에 단어를 선택하면 발음, 뜻 및 활용 예제를 제공하고, 선택 단어의 통계를 이용해 어휘 테스트를 생성함으로써 사용자의 취약점을 확인하여 이에 맞는 독서 교육을 지원할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법, 장치 및 시스템은, 사용자의 시선 추적을 통해 집중도가 저하되는 시점 및 도서 종류를 확인함으로써 사용자의 학습시간 및 추천 도서를 포함하는 다양한 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말로부터 수신된 음성데이터와 관련된 기능 수행 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말의 독서와 관련된 리포트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 도서를 등록하는 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 시스템을 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템(10)은 사용자 단말(100), 전자장치(200) 및 관리자 단말(300)을 포함할 수 있다.
사용자 단말(100)은 독서 교육 지원을 제공하는 어플리케이션을 설치 및 실행하는 단말로, 휴대폰, 태블릿 PC(personal computer), 컴퓨터 등의 전자장치일 수 있다. 사용자 단말(100)은 어플리케이션을 설치한 후 회원가입을 수행한다. 사용자 단말(100)은 어플리케이션을 통해 학습하고자 하는 도서 파일을 전자장치(200)로 전송하여 어플리케이션에 새로운 도서를 등록할 수 있다. 이때, 도서 파일은 pdf 등 읽기 전용으로 생성된 파일일 수 있다.
사용자 단말(100)의 사용자는 어플리케이션을 통해 복수의 도서 중 적어도 하나의 도서를 선택하여 학습할 수 있다. 이때, 사용자는 도서를 낭독하면서 학습할 수 있다. 사용자 단말(100)은 사용자가 도서를 낭독할 때 획득된 음성데이터를 전자장치(200)로 전송한다. 이를 위해, 사용자 단말(100)은 어플리케이션 실행 시 또는 학습하고자 하는 도서를 선택하면 사용자 단말(100)에 구비된 마이크(미도시)를 활성화할 수 있다.
사용자는 도서를 낭독하는 중에 단어를 선택하여 단어의 발음, 단어의 의미, 활용 예문 등을 확인할 수 있고, 도서를 읽은 진도율 및 읽기 유창성을 기반으로 회원가입 시에 설정한 캐릭터 등의 성장을 확인할 수 있다. 또한, 사용자는 다른 사용자들과 친구를 맺거나, 그룹을 생성하여 그룹 내에서 진도율 및 읽기 유창성에 따른 본인의 순위를 확인할 수 있고, 어플리케이션을 이용하는 유사한 나이대의 사용자들 내에서 본인의 순위를 확인할 수 있다.
아울러, 사용자 단말(100)은 사용자 단말(100)에 구비된 카메라(미도시)를 활성화하여 독서 시에 사용자의 시선을 지속적으로 추적할 수 있다. 사용자 단말(100)은 카메라에서 획득된 시선 추적 데이터를 전자장치(200)로 전송할 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말(100)은 전자장치(200)와 5G(5th generation communication), LTE(long term evolution), LTE-A(long term evolution-advanced), Wi-Fi(wireless fidelity) 등의 무선 통신을 수행할 수 있다.
전자장치(200)는 사용자 단말(100) 및 관리자 단말(300) 중 적어도 하나의 단말로 독서 교육 지원을 위한 어플리케이션을 제공한다. 이때, 어플리케이션은 독서 교육을 지원하는 어플리케이션으로 사용자에게 복수의 도서를 제공하는 어플리케이션이다. 어플리케이션은 사용자가 도서를 낭독할 때의 사용자의 음성데이터를 기반으로 사용자 발음의 정확도를 확인할 수 있고, 도서에 포함된 텍스트 중 사용자가 선택한 텍스트에 대한 발음, 뜻 및 활용 예제 등을 제공할 수 있다. 아울러, 어플리케이션은 사용자의 시선 추적을 통해 사용자의 집중도가 저하되는 시점 및 도서 종류를 기반으로 사용자에게 가장 효율적인 학습시간 및 추천 도서를 포함하는 다양한 정보를 제공할 수 있다.
이와 같은, 어플리케이션을 제공하는 전자장치(200)의 상세 동작은 하기의 도 2를 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전자장치(200)는 통신부(210), 입력부(220), 표시부(230), 메모리(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다.
통신부(210)는 사용자 단말(100) 및 관리자 단말(300)과의 통신을 수행한다. 이를 위해, 통신부(210)는 5G(5th generation communication), LTE(long term evolution), LTE-A(long term evolution-advanced), Wi-Fi(wireless fidelity) 등의 무선 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 통신부(210)는 교육청 등에서 운영하는 서버(미도시) 와의 통신을 수행할 수도 있다.
입력부(220)는 전자장치(200)의 사용자 입력에 대응하여 입력 데이터를 발생시킨다. 이를 위해, 입력부(220)는 키보드, 마우스, 키패드, 돔 스위치, 터치패널, 터치 키 및 버튼 등의 입력장치를 포함할 수 있다.
표시부(230)는 전자장치(200)의 동작에 따른 출력 데이터를 출력한다. 이를 위해, 표시부(230)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이 등의 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 아울러, 표시부(230)는 입력부(220)와 결합되어 터치 스크린(touch screen)의 형태로 구현될 수 있다.
메모리(240)는 전자장치(200)의 동작 프로그램들을 저장한다. 메모리(240)는 사용자 단말(100) 및 관리자 단말(300)에 설치할 수 있는 어플리케이션을 저장하고, 사용자 단말(100) 및 관리자 단말(300)의 회원가입 정보를 저장할 수 있다. 아울러, 메모리(240)는 도서 교육 지원을 위한 다양한 데이터 및 프로그램을 저장할 수 있다.
제어부(250)는 사용자 단말(100) 또는 관리자 단말(300)로부터 어플리케이션에 접속하기 위한 접속신호가 수신되면 사용자 단말(100) 또는 관리자 단말(300)의 회원 가입 내역을 확인한다. 제어부(250)는 사용자 단말(100) 또는 관리자 단말(300)로부터 새로운 도서를 등록하기 위한 등록신호가 수신되면 새로운 도서를 등록한다.
보다 구체적으로, 제어부(250)는 사용자 단말(100) 또는 관리자 단말(300)로부터 등록하고자 하는 도서 파일을 수신한다. 제어부(250)는 수신된 도서 파일을 분석하여 도서 파일에 포함된 복수의 단어를 확인하고, 확인된 단어의 원형을 확인하여 해당 단어를 원형으로 변경한다. 제어부(250)는 단어의 원형이 학습 도구어에 존재하는지 확인한다. 이때, 학습 도구어는 초등 교과과정에 필수적인 학습 도구어로 교육청 등에서 운영하는 서버로부터 수신하여 메모리(240)에 기저장될 수 있다.
학습 도구어가 존재하면 제어부(250)는 원형으로 변경된 해당 단어로 단어장을 생성하고, 도서 파일을 새로운 도서로 등록한다. 반대로, 학습 도구어가 존재하지 않으면 제어부(250)는 서버에 접속하여 학습 도구어를 수신하여 메모리(240)에 구축한 후 단어의 원형 중에서 학습 도구어에 포함된 단어들로 단어장을 생성한다. 제어부(250)는 도서 파일을 어플리케이션에서 학습 가능한 도서로 등록한다.
제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 어플리케이션에 접속하기 위한 접속신호가 수신되면 회원가입 내역을 기반으로 사용자 단말(100)을 이용하는 사용자의 학습 내역의 존재여부를 확인한다. 제어부(250)는 학습 내역이 존재하지 않으면 사용자 단말(100)에서 실행된 어플리케이션에서 선택된 도서(이하, 도서 파일이라 함)를 학습할 수 있도록 선택된 도서 파일의 시작 페이지를 사용자 단말(100)로 제공한다. 반대로, 학습 내역이 존재하면 제어부(250)는 학습이 중단된 페이지를 확인한다. 이때, 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 음성데이터의 수신이 종료된 페이지를 학습이 중단된 페이지로 확인할 수 있다.
제어부(250)는 사용자 단말(100)에 해당 페이지를 제공한 후에 사용자 단말(100)로부터 사용자의 음성데이터를 수신한다. 이때, 음성데이터는 사용자가 도서 파일을 낭독할 때 사용자 단말(100)에서 획득된 음성데이터일 수 있다. 제어부(250)는 수신된 음성데이터를 텍스트데이터로 변환(speech to text)한다. 제어부(250)는 도서 파일에서 음성데이터에 대응되는 텍스트에 대한 레퍼런스 데이터와 변환된 텍스트데이터를 비교한다. 제어부(250)는 비교결과에 따라 상이한 색깔로 해당 텍스트에 하이라이트를 표시하도록 한다. 이를 통해, 사용자는 해당 어플리케이션을 이용하여 본인의 읽기 유창성을 확인할 수 있고, 반복 학습을 통해 읽기 유창성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 제어부(250)는 사용자 단말(100)에 페이지를 제공한 후에 사용자 단말(100)로부터 도서 파일에 포함된 텍스트에 대한 선택신호가 수신되면 선택신호에 대응되는 텍스트에 대한 발음과 관련된 음성데이터를 사용자 단말(100)로 전송한다. 아울러, 제어부(250)는 선택신호에 대응되는 텍스트에 대한 정보를 확인하여 사용자 단말로 전송한다. 이때, 텍스트에 대한 정보는 텍스트의 뜻 및 텍스트를 활용한 예제 등을 포함할 수 있다.
아울러, 제어부(250)는 사용자 단말(100)에 페이지를 제공한 후에 사용자 단말(100)로부터 사용자의 시선 추적 데이터를 수신한다. 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 어플리케이션을 종료하기 위한 종료신호가 수신되면 시선 추적 데이터, 선택된 텍스트 및 수신된 음성데이터를 기반으로 사용자 단말(100)의 사용자에 대한 학습 리포트를 생성한다. 이때, 학습 리포트는, 사용자가 설정한 캐릭터의 성장율, 사용자의 순위, 사용자가 선택한 텍스트에 대한 시각데이터, 사용자의 집중도, 사용자의 집중도를 기반으로 한 사용자에게 최적화된 학습 시간 및 사용자의 집중도가 높아질 수 있는 추천 도서의 정보를 포함할 수 있다. 제어부(250)는 생성된 학습 리포트를 사용자 단말(100) 또는 관리자 단말(300)로 전송할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(250)는 어플리케이션 종료 시점에 사용자의 진도율과 읽기 유창성을 기반으로 사용자가 회원가입 시에 설정한 캐릭터 등을 성장시킬 수 있다. 아울러, 제어부(250)는 사용자가 친구로 설정하거나 그룹으로 설정한 다른 사용자들의 진도율 및 읽기 유창성을 기반으로 사용자의 순위를 설정할 수 있다. 또한, 제어부(250)는 어플리케이션을 이용하는 사용자들 중에서 사용자 단말(100)의 사용자와 유사한 연령대의 사용자들 내에서의 순위를 설정할 수 있다. 제어부(250)는 어플리케이션 종료 시점에 사용자가 낭독 중이던 페이지를 학습 내역으로 저장할 수 있다.
제어부(250)는 사용자가 도서 파일을 이용하면서 선택한 텍스트를 누적하여 사용자가 어떤 단어나 표현을 많이 선택했는지 알아보기 쉽게 누적된 텍스트를 시각데이터로 생성한다. 제어부(250)는 시각데이터를 기반으로 사용자에게 최적화된 테스트 데이터를 생성하고 사용자 단말(100)로 전송한다. 이를 통해, 제어부(250)는 사용자의 취약점을 확인하여 사용자에게 최적화된 독서 교육을 지원할 수 있는 효과가 있다.
제어부(250)는 시선 추적 데이터를 기반으로 사용자의 집중도를 분석한다. 이때, 제어부(250)는 시선 추적 데이터를 분석하여 어플리케이션을 실행한 시점부터 어플리케이션을 종료한 시점까지 사용자의 집중도가 임계치 미만으로 저하되는 시점 및 사용자의 집중도가 임계치 미만으로 저하되는 도서의 종류를 확인할 수 있다. 이를 위해, 제어부(250)는 시선 추적 데이터의 분석으로부터 확인 가능한 사용자의 시선이 도서 파일에 머무는 시간, 시선이 이동한 거리, 속도, 각도 등의 정보를 이용할 수 있다. 아울러, 제어부(250)는 어플리케이션을 실행한 시점부터 어플리케이션을 종료한 시점까지 사용자의 집중도를 시각데이터로 생성할 수 있다.
이를 통해, 제어부(250)는 사용자에게 최적화된 학습 시간을 확인하고, 사용자의 집중도가 높아질 수 있는 추천 도서의 정보를 생성하여 사용자 단말(100) 및 관리자 단말(300)로 전송할 수 있다. 이때, 제어부(250)는 사용자의 시선 추적 데이터의 분석결과만을 이용할 수 있고, 인공지능을 이용하여 다른 사용자들의 시선 추적 데이터 분석결과와 사용자의 시선 추적 데이터 분석결과를 고려함으로써 사용자에게 최적화된 학습 시간 및 추천 도서 정보를 생성할 수 있다.
관리자 단말(300)은 독서 교육 지원을 제공하는 어플리케이션을 설치 및 실행하는 단말로, 휴대폰, 태블릿 PC, 컴퓨터 등의 전자장치일 수 있다. 관리자 단말(300)은 어플리케이션을 설치한 후 회원가입을 수행한다. 관리자 단말(300)은 어플리케이션에 등록하고자 하는 도서 파일을 전자장치(200)로 전송할 수 있다. 또한, 관리자 단말(300)은 어플리케이션을 통해 관리하고자 하는 사용자 단말(100)을 등록하고, 사용자 단말(100)의 학습 리포트를 전자장치(200)로부터 수신한다.
이를 위해, 관리자 단말(300)은 전자장치(200)와 5G(5th generation communication), LTE(long term evolution), LTE-A(long term evolution-advanced), Wi-Fi(wireless fidelity) 등의 무선 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 본 발명의 실시 예에서는 사용자 단말(100)과 관리자 단말(300)이 서로 상이한 것을 예로 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 사용자 단말(100)과 관리자 단말(300)이 동일한 단말일 수 있다. 이 경우, 사용자와 관리자의 회원가입 정보는 상이할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인공지능을 이용한 독서 교육 지원 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 301단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 어플리케이션에 접속하기 위한 접속신호가 수신되면 사용자 단말(100)의 회원 가입 내역을 확인한다. 303단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 도서 선택신호가 수신되면 305단계를 수행하고, 도서 선택신호가 수신되지 않으면 327단계를 수행한다. 327단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 새로운 도서를 등록하기 위한 등록신호가 수신되면 329단계를 수행하고, 등록신호가 수신되지 않으면 303단계로 회귀한다. 이때, 329단계는 하기의 도 6에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
305단계에서 제어부(250)는 301단계에서 확인된 회원가입 내역을 기반으로 사용자 단말(100)을 이용하는 사용자의 학습 내역의 존재여부를 확인한다. 305단계의 확인결과, 학습 내역이 존재하면 제어부(250)는 307단계를 수행하고, 학습 내역이 존재하지 않으면 제어부(250)는 309단계를 수행한다. 309단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)에서 실행된 어플리케이션에서 선택된 도서(이하, 도서 파일이라 함)를 학습할 수 있도록 선택된 도서 파일의 시작 페이지를 사용자 단말(100)로 제공한다.
반대로, 307단계에서 제어부(250)는 학습이 중단된 페이지를 확인한다. 이때, 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 음성데이터의 수신이 종료된 페이지를 학습이 중단된 페이지로 확인할 수 있다. 이어서, 309단계에서 제어부(250)는 학습이 중단된 페이지를 사용자 단말(100)로 제공한다.
311단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 사용자의 시선 추적 데이터를 수신한다. 이를 위해, 사용자 단말(100)은 어플리케이션을 실행하거나 학습하고자 하는 도서를 선택하면 사용자 단말(100)에 구비된 카메라(미도시)를 활성화하여 사용자의 시선 추적 데이터를 획득한 후 이를 전자장치(200)로 전송한다.
313단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 도서 파일에 포함된 텍스트에 대한 선택신호가 수신되면 319단계를 수행하고, 선택신호가 수신되지 않으면 315단계를 수행한다. 315단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 사용자의 음성데이터의 수신여부를 확인한다. 이를 위해, 사용자 단말(100)은 사용자 단말(100)에 구비된 마이크(미도시)를 활성화하여 사용자가 도서 파일을 낭독할 때의 음성데이터를 획득하여 전자장치(200)로 전송할 수 있다.
315단계의 확인결과, 제어부(250)는 음성데이터가 수신되지 않으면 311단계로 회귀하고 음성데이터가 수신되면 317단계를 수행한다. 317단계에서 제어부(250)는 수신된 음성데이터를 기반으로 해당기능을 수행한다. 이때, 해당기능을 수행하는 동작은 하기의 도 4를 이용하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
반대로, 313단계에서 텍스트가 선택되면 319단계에서 제어부(250)는 선택된 텍스트에 대한 발음과 관련된 음성데이터를 사용자 단말(100)로 전송한다. 321단계에서 제어부(250)는 선택된 텍스트에 대한 정보를 확인하여 사용자 단말로 전송한다. 이때, 텍스트에 대한 정보는 텍스트의 뜻 및 텍스트를 활용한 예제 등을 포함할 수 있다.
이어서, 323단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 어플리케이션을 종료하기 위한 종료신호의 수신여부를 확인한다. 323단계에서 사용자 단말(100)로부터 종료신호가 수신되면 제어부(250)는 325단계를 수행하고, 종료신호가 수신되지 않으면 제어부(250)는 311단계로 회귀한다.
325단계에서 제어부(250)는 311단계에서 수신된 시선 추적 데이터, 313단계에서 선택된 텍스트 및 315단계에서 수신된 음성데이터를 기반으로 사용자 단말(100)의 사용자에 대한 학습 리포트를 생성한다. 이때, 학습 리포트를 생성하는 방법은 하기의 도 5를 이용하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말로부터 수신된 음성데이터와 관련된 기능 수행 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
도 4를 참조하면, 401단계에서 제어부(250)는 315단계에서 수신된 음성데이터를 텍스트데이터로 변환(speech to text)한다. 403단계에서 제어부(250)는 도서 파일에서 음성데이터에 대응되는 텍스트에 대한 레퍼런스 데이터와 변환된 텍스트데이터를 비교한다. 405단계에서 제어부(250)는 비교결과에 따라 상이한 색깔로 해당 텍스트에 하이라이트를 표시하도록 한다.
보다 구체적으로, 제어부(250)는 텍스트데이터와 레퍼런스 데이터를 비교결과 유사도가 75%이상이면 파란색으로 해당 텍스트에 하이라이트를 표시하도록 하고, 유사도가 50%이상이고 74%이하이면 붉은색으로 해당 텍스트에 하이라이트를 표시하도록 한다. 또한, 제어부(250)는 유사도가 49%이하이면 사용자에게 다시 한 번 해당 텍스트를 낭독하도록 할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 사용자가 도서 파일을 낭독하는 속도를 도서 파일에서 확인할 수 있고, 발음이 잘못된 부분이 어느 부분인지 확인할 수 있다. 따라서, 사용자는 해당 어플리케이션을 이용하여 본인의 읽기 유창성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말의 독서와 관련된 리포트를 생성하는 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
도 5를 참조하면, 501단계에서 제어부(250)는 323단계에서 확인된 어플리케이션 종료 시점에 사용자의 진도율과 읽기 유창성을 기반으로 사용자가 회원가입 시에 설정한 캐릭터 등을 성장시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(250)는 405단계에서 확인된 읽기 유창성 및 사용자의 진도율을 기반으로 사용자의 학습 점수를 산출할 수 있다. 아울러, 제어부(250)는 사용자가 친구로 설정하거나 그룹으로 설정한 다른 사용자들의 진도율 및 읽기 유창성을 기반으로 사용자의 순위를 설정할 수 있다. 또한, 제어부(250)는 어플리케이션을 이용하는 사용자들 중에서 사용자 단말(100)의 사용자와 유사한 연령대의 사용자들 내에서의 순위를 설정할 수 있다. 제어부(250)는 어플리케이션 종료 시점에 사용자가 낭독 중이던 페이지를 학습 내역으로 저장할 수 있다.
503단계에서 제어부(250)는 사용자가 도서 파일을 이용하면서 선택한 텍스트를 누적하여 505단계를 수행한다. 505단계에서 제어부(250)는 사용자가 어떤 단어나 표현을 많이 선택했는지 알아보기 쉽게 누적된 텍스트를 시각데이터로 생성한다. 507단계에서 제어부(250)는 시각데이터를 기반으로 사용자에게 최적화된 테스트 데이터를 생성하고 사용자 단말(100)로 전송한다. 이를 통해, 제어부(250)는 사용자의 취약점을 확인하여 사용자에게 최적화된 독서 교육을 지원할 수 있는 효과가 있다.
509단계에서 제어부(250)는 311단계에서 수신된 시선 추적 데이터를 기반으로 사용자의 집중도를 분석하고 511단계를 수행한다. 보다 구체적으로, 제어부(250)는 시선 추적 데이터를 분석하여 어플리케이션을 실행한 시점부터 어플리케이션을 종료한 시점까지 사용자의 집중도가 임계치 미만으로 저하되는 시점 및 사용자의 집중도가 임계치 미만으로 저하되는 도서의 종류를 확인할 수 있다. 이때, 제어부(250)는 시선 추적 데이터의 분석으로부터 확인 가능한 사용자의 시선이 도서 파일에 머무는 시간, 시선이 이동한 거리, 속도, 각도 등의 정보를 이용할 수 있다. 아울러, 제어부(250)는 어플리케이션을 실행한 시점부터 어플리케이션을 종료한 시점까지 사용자의 집중도를 시각데이터로 생성할 수 있다.
이를 이용하여 511단계에서 제어부(250)는 사용자에게 최적화된 학습 시간을 확인하고, 사용자의 집중도가 높아질 수 있는 추천 도서의 정보를 생성하여 사용자 단말(100) 및 관리자 단말(300)로 전송할 수 있다. 이때, 제어부(250)는 사용자의 시선 추적 데이터의 분석결과만을 이용할 수 있고, 인공지능을 이용하여 다른 사용자들의 시선 추적 데이터 분석결과와 사용자의 시선 추적 데이터 분석결과를 고려함으로써 사용자에게 최적화된 학습 시간 및 추천 도서 정보를 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 도서를 등록하는 방법을 설명하기 위한 상세순서도이다.
도 6을 참조하면, 601단계에서 제어부(250)는 327단계에서 새로운 도서를 등록하기 위한 등록신호를 전송한 단말 예컨대, 사용자 단말(100)로부터 등록하고자 하는 도서 파일을 수신한다. 603단계에서 제어부(250)는 수신된 도서 파일을 분석하여 도서 파일에 포함된 복수의 단어를 확인한다. 605단계에서 제어부(250)는 확인된 단어의 원형을 확인하여 해당 단어를 원형으로 변경한다.
607단계에서 제어부(250)는 단어의 원형이 학습 도구어에 존재하는지 확인한다. 이때, 학습 도구어는 초등 교과과정에 필수적인 학습 도구어로 교육청 등에서 운영하는 서버(미도시)로부터 수신하여 기저장될 수 있다. 607단계의 확인결과, 학습 도구어가 존재하면 제어부(250)는 611단계를 수행하고, 학습 도구어에 존재하지 않으면 609단계에서 제어부(250)는 서버에 접속하여 학습 도구어를 구축한 후 611단계를 수행할 수 있다.
611단계에서 제어부(250)는 단어의 원형 중에서 학습 도구어에 포함된 단어들을 이용하여 단어장을 생성하고 613단계에서 제어부(250)는 도서 파일을 어플리케이션에서 학습 가능한 도서로 등록한다. 이어서, 615단계에서 제어부(250)는 사용자 단말(100)로부터 어플리케이션에 대한 종료 신호가 수신되면 사용자 단말(100)에서 사용 중인 어플리케이션을 비활성화하고, 어플리케이션 종료 신호가 수신되지 않으면 601단계로 회귀하여 601단계 내지 615단계를 재수행할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 전자장치가 사용자 단말 및 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 수신된 도서 등록 신호에 따라 어플리케이션에 도서를 등록하기 위한 도서 파일을 수신하고, 상기 도서 파일에 포함된 단어를 분석하여 원형으로 변경하고 단어장을 생성하여 상기 도서 파일을 상기 도서로 등록하는 단계;
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 도서를 상기 사용자 단말로 전송하고 상기 사용자 단말로부터 수신된 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하는 단계;
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 상기 도서를 낭독하는 상기 사용자의 음성데이터를 분석하고 상기 음성데이터에 대응되는 텍스트에 하이라이트를 표시하는 단계;
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 어플리케이션을 통해 상기 시선 추적 데이터, 상기 음성데이터 및 상기 선택된 텍스트를 기반으로 상기 사용자에 대한 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도서 파일을 상기 도서로 등록하는 단계는,
    학습 도구어의 존재여부를 확인하는 단계;
    상기 학습 도구어가 존재하지 않으면 상기 학습 도구어를 구축하는 단계; 및
    상기 단어 중 상기 학습 도구어에 포함된 단어를 이용하여 상기 단어장을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하는 단계는,
    상기 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하여 상기 사용자의 집중도를 산출하는 단계; 및
    상기 사용자의 집중도가 임계치 미만이 되는 학습 시간 및 상기 선택된 도서의 종류를 확인하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하이라이트를 표시하는 단계는,
    상기 음성데이터를 텍스트데이터로 변환하는 단계;
    상기 텍스트데이터와 상기 도서에 포함된 레퍼런스 데이터와의 유사도를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 유사도에 따라 상이한 색깔로 상기 레퍼런스 데이터에 하이라이트를 표시하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하는 단계는,
    상기 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트의 발음, 상기 텍스트의 뜻과 상기 텍스트를 활용한 예제를 포함하는 상기 상세 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계는,
    상기 시선 추적 데이터의 분석결과를 기반으로 상기 사용자가 상기 도서를 읽기 시작한 시점부터 종료한 시점까지의 시간에 따른 집중도를 나타낸 시각 데이터와, 상기 집중도를 기반으로 상기 사용자에게 적합한 학습시간 및 도서의 종류를 포함하는 추천 정보를 상기 학습 리포트로 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계는,
    상기 하이라이트의 색깔에 따라 상기 사용자에 대응되는 캐릭터를 성장시키고 상기 사용자의 순위를 상기 학습 리포트로 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 학습 리포트를 생성하여 상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계는,
    상기 선택된 텍스트를 누적한 시각 데이터를 기반으로 생성된 테스트 데이터를 상기 학습 리포트로 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 방법.
  9. 사용자 단말 및 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말과 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 수신된 도서 등록 신호에 따라 어플리케이션에 도서를 등록하기 위한 도서 파일을 수신하고, 상기 도서 파일에 포함된 단어를 분석하여 원형으로 변경하고 단어장을 생성하여 상기 도서 파일을 상기 도서로 등록하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 도서를 상기 사용자 단말로 전송하고 상기 사용자 단말로부터 수신된 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 상기 도서를 낭독하는 상기 사용자의 음성데이터를 분석하고 상기 음성데이터에 대응되는 텍스트에 하이라이트를 표시하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 시선 추적 데이터, 상기 음성데이터 및 상기 선택된 텍스트를 기반으로 상기 사용자에 대한 학습 리포트를 생성하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 장치.
  10. 어플리케이션을 설치하고 상기 어플리케이션을 통해 독서를 수행하는 사용자 단말;
    상기 어플리케이션을 설치하고 상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말에 대한 학습 리포트를 확인하는 관리자 단말; 및
    상기 사용자 단말 및 상기 관리자 단말 중 적어도 하나의 단말로부터 수신된 도서 등록 신호에 따라 상기 어플리케이션에 도서를 등록하기 위한 도서 파일을 수신하고, 상기 도서 파일에 포함된 단어를 분석하여 원형으로 변경하고 단어장을 생성하여 상기 도서 파일을 상기 도서로 등록하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 도서를 상기 사용자 단말로 전송하고 상기 사용자 단말로부터 수신된 사용자의 시선 추적 데이터를 분석하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 수신된 상기 도서를 낭독하는 상기 사용자의 음성데이터를 분석하고 상기 음성데이터에 대응되는 텍스트에 하이라이트를 표시하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 사용자 단말로부터 선택된 상기 도서에 포함된 텍스트에 대한 상세 정보를 확인하여 상기 사용자 단말로 전송하고,
    상기 어플리케이션을 통해 상기 시선 추적 데이터, 상기 음성데이터 및 상기 선택된 텍스트를 기반으로 상기 사용자에 대한 학습 리포트를 생성하는 전자장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 독서 교육 지원 시스템.
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