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연구과제 상세정보

증강현실 기반의 의사소통장애 재활시스템 구현과 적용
Embodiment and application of rehabilitation system for communication disorders in client using augmented reality
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 학제간융합연구사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2015S1A5B6037281
선정년도 2015 년
연구기간 3 년 (2015년 09월 01일 ~ 2018년 08월 31일)
연구책임자 권순복
연구수행기관 부산대학교
과제진행현황 종료
공동연구원 현황 황보명(호남대학교)
김진동(부산가톨릭대학교)
신혜란(부산대학교)
신범주(부산대학교)
김선종(부산대학교)
박희준(춘해보건대학교)
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 증강현실 기반의 의사소통장애인 재활시스템 구현과 적용을 통해 증강현실 콘텐츠 기반의 언어치료가 현장에서 보다 흥미롭고 실질적인 접근이 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이 프로그램 시스템이 언어장애인의 언어능력 개선에 미치는 효과를 알아보고자 한다. 본 연구를 기반으로 보다 직접적인 치료 효과에 대한 것을 순차적으로 알아보고자 한다.
    본 연구에서는 첫째, 증강현실 콘텐츠 기반의 언어치료시스템을 구축하는 것을 1차적으로 수행한 후, 둘째, 구축된 프로그램을 통해 언어치료프로그램이 의사소통장애인(언어발달장애아동, 청각장애아동, 조음음운장애아동, 신경언어장애성인)의 성취도, 흥미도 및 몰입도에 미치는 효과를 알아보고자 한다. 셋째, 증강현실 기반 언어치료프로그램의 효과적인 치료를 위해 각 의사소통장애인들에게 유형에 적합한 맞춤형 재활시스템을 개발하고 적용하고자 한다.
  • 기대효과
  • 학문적인 측면으로는 가상현실이 모든 장면을 가상으로 표현하려고 하는 것과 다르게 증강현실은 완벽한 가상공간을 제공하지 않는다. 이러한 증강현실이 주목 받고 있는 이유는 학습장면에 대한 상황적, 맥락적 인식을 높일 수 있다는 점이다. 학습자가 관찰하고 있는 대상이나 장소에 대하여 부가적인 정보를 제공함으로써, 관찰의 실제성을 높이고 학습활동을 촉진시킨다는 장점을 갖고 있기 때문이다. 이와 같은 맥락인식은 학습내용에 대한 상호작용을 높일 수 있기 때문에 교육적으로 큰 효과가 있을 것으로 기대된다.
    사회적인 측면으로는 장시간 치료를 요구하는 언어 장애 치료는 치료시간에 집중력 여하에 따라서 치료 시간이 결정되므로 집중력이 떨어지는 유아 및 아동들의 집중력 향상이 되는 언어치료시스템을 개발함으로 의료비 절감이 예상되며, 이로 인한 경제적 효과 있을 것으로 예상된다. 또한 증강현실 기반의 언어치료시스템 개발을 통한 우수 IT 인력 확보 및 시스템의 구축을 통해 대학의 경쟁력을 강화하고, 지역경제(동남권: 영상)의 주인공을 육성하는데 이바지 하며, 창조경제에 견인 및 지역 창의적 인재양성을 기대할 수 있다.
  • 연구요약
  • 본 연구의 목적은 증강현실 기반의 의사소통장애인 재활시스템 구현과 적용을 통해 증강현실 콘텐츠 기반의 언어치료가 현장에서 보다 흥미롭고 실질적인 접근이 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이 프로그램 시스템이 언어장애인의 언어능력 개선에 미치는 효과를 알아보고자 한다.
    연구내용은 첫째, 기존 언어장애 치료 현장에서 사용하던 치료 방법 보다 효과적인 시스템을 개발하기 위한 목적으로 증강현실 기반의 의사소통장애 재활시스템을 구현하는 개발 연구이다. 둘째, 증강현실 콘텐츠에 대한 아동의 언어발달장애 치료 성취도 및 흥미도, 몰입도 등을 확인하기 위한 목적으로, 개발 연구의 결과물을 시범 적용하여 언어장애인의 치료에 대한 개발 연구 결과물의 효과를 확인하는 실험 연구이다.
    연구방법은 첫째, 아동 대상의 언어장애 치료에 대한 최근 5년간 치료 논문 및 관련 저서를 조사하여 치료에 많이 사용되는 어휘 목록을 선택한다. 선택된 어휘에 필요한 그림을 디자인한 후 디자인된 어휘들을 증강현실 시스템으로 구현한다. 둘째, 증강현실 기술을 이용하여 언어치료 동기 및 학습 촉진을 위한 증강현실 콘텐츠를 개발한다. 셋째, 증강현실 기반 언어치료 시스템을 개발하고, 의사소통장애인을 선정하고 이들에 대한 시스템의 효과를 연구하며, 더불어 언어치료 결과를 분석하여 시스템의 보완점 및 개선점을 보완한다. 넷째, 최종적으로 개발한 재활시스템을 구현하고 실제 의사소통장애인에게 적용하여 치료의 효과와 각 장애영역(언어발달장애아동, 청각장애아동, 조음음운장애아동, 신경언어장애성인)에 적합한 맞춤형 치료프로그램을 개발하고 언어치료 효과에 어떠한 영향을 주는지 검증한다.
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 증강현실 기반의 의사소통장애인 재활시스템 구현과 적용을 통해 증강현실 콘텐츠 기반의 언어치료가 현장에서 보다 흥미롭고 실질적인 접근이 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이 프로그램 시스템이 언어장애인의 언어능력 개선에 미치는 효과를 알아보고자 했다. 본 연구를 기반으로 보다 직접적인 치료 효과에 대한 것을 순차적으로 알아보았다.
    본 연구에서는 첫째, 증강현실 콘텐츠 기반의 언어치료시스템을 구축하는 것을 1차적으로 수행한 후, 둘째, 구축된 프로그램을 통해 언어치료프로그램이 의사소통장애인(언어발달장애아동, 청각장애아동, 조음음운장애아동, 신경언어장애성인)의 성취도, 흥미도 및 몰입도에 미치는 효과를 알아보았다. 셋째, 증강현실 기반 언어치료프로그램의 효과적인 치료를 위해 각 의사소통장애인들에게 유형에 적합한 맞춤형 재활시스템을 개발하고 적용하였다.
    가. 인문사회분야
    1. 아동용 증강현실 활용 동사 평가 프로그램 및 매뉴얼 개발(훈련 모드, 연습 모드, 평가 모드 포함)
    2. 동사를 나타내는 증강현실 적용 캐릭터(아동, 어머니, 아버지) 개발
    3. 증강현실로 구현한 내용에 대한 68개 동사 카드를 제작함
    4. 조음음운장애 검사에서 오류음 전사, 조음방법, 조음위치별 오류형태를 자동으로 계산할 수 있는 소프트웨어 구현
    5. ‘소리 그림 매칭’의 신경언어장애(실어증) 치료프로그램 개발 및 명명하기 평가 도구 구현
    6. Ling‘s 6 sound 프로그램을 기반으로 청각장애 초분절적 요소 치료세안(탐지-변별-확인)의 어플리케이션화

    나. 공학분야
    1. 증강현실 기술과 결합된 청능 재활 프로그램 데모버전 개발
    2. 데이터베이스에 저장된 데이터 출력 인터페이스에 대한 검토 및 기능 구현
    3. 증강현실 프로그램에 최적화된 애니메이션 제작 및 구현
    4. 증강현실 구동 디바이스에 대한 서비스 제공의 웹 호스팅 연결 및 구현
    5. 실제 대상자들이 해당 디바이스에서 프로그램을 사용할 수 있도록 재활 애니메이션 제공
    6. 인문분야의 실제 대상자 적용의 문제점을 도출하고 이를 보완하여 프로그램 구동의 애니메이션 최적화 실시
  • 영문
  • The purpose of this study is to provide a more interesting and practical approach to speech therapy based on augmented reality contents through implementation and application of a rehabilitation system based on augmented reality based communication.
    In this study, we firstly constructed a language therapy system based on AR contents. Second, the effects of language therapy program on the achievement, interest, and commitment of communication disabled (language developmental disabilities, hearing impaired children, articulation phonology disorders, neurogenic disorders) Third, a customized rehabilitation system suitable for each type of communication disabled person was developed and applied for effective treatment of augmented reality based language therapy program.

    A. Humanities and Social Sciences field
    1. Utilization of augmented reality for children Development of verbal evaluation program and manual (including training mode, practice mode, evaluation mode)
    2. Development of augmented reality characters (children, mother, father) representing the verb
    3. Produced 68 verb cards for contents implemented as augmented reality
    4. Implementation of a software that can automatically calculate the error type of error tone transcription, articulation method, and articulation position in the articulation phonological disorder test
    5. Development of a treatment program for neurogenic disorders (aphasia) in 'Sound picture matching' and implementation of naming evaluation tool
    6. Application of hearing-impaired suprasegmental treatment (detection-discrimination-confirmation) based on Ling's 6 sound program

    B. Engineering field
    1. Developed a demonstration version of aural rehabilitation program combined with augmented reality technology
    2. Review and function of data output interface stored in database
    3. Animation creation and implementation optimized for augmented reality program
    4. Web hosting connection and implementation of service provision for augmented reality driven devices
    5. Provide rehabilitation animation so that actual subjects can use the program on the device
    6. Identify the problems of applying the actual subjects in the humanities field and make up the animation to optimize the program-driven animation
연구결과보고서
  • 초록
  • 증강현실 기반의 의사소통장애인 재활시스템 구현과 적용을 통해 증강현실 콘텐츠 기반의 언어치료가 현장에서 보다 흥미롭고 실질적인 접근이 이루어질 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이 프로그램 시스템이 언어장애인의 언어능력 개선에 미치는 효과를 알아보고자 했다. 본 연구를 기반으로 보다 직접적인 치료 효과에 대한 것을 순차적으로 알아보았다.
    본 연구에서는 첫째, 증강현실 콘텐츠 기반의 언어치료시스템을 구축하는 것을 1차적으로 수행한 후, 둘째, 구축된 프로그램을 통해 언어치료프로그램이 의사소통장애인(언어발달장애아동, 청각장애아동, 조음음운장애아동, 신경언어장애성인)의 성취도, 흥미도 및 몰입도에 미치는 효과를 알아보았다. 셋째, 증강현실 기반 언어치료프로그램의 효과적인 치료를 위해 각 의사소통장애인들에게 유형에 적합한 맞춤형 재활시스템을 개발하고 적용하였다.
    가. 인문사회분야
    1. 아동용 증강현실 활용 동사 평가 프로그램 및 매뉴얼 개발(훈련 모드, 연습 모드, 평가 모드 포함)
    2. 동사를 나타내는 증강현실 적용 캐릭터(아동, 어머니, 아버지) 개발
    3. 증강현실로 구현한 내용에 대한 68개 동사 카드를 제작함
    4. 조음음운장애 검사에서 오류음 전사, 조음방법, 조음위치별 오류형태를 자동으로 계산할 수 있는 소프트웨어 구현
    5. ‘소리 그림 매칭’의 신경언어장애(실어증) 치료프로그램 개발 및 명명하기 평가 도구 구현
    6. Ling‘s 6 sound 프로그램을 기반으로 청각장애 초분절적 요소 치료세안(탐지-변별-확인)의 어플리케이션화

    나. 공학분야
    1. 증강현실 기술과 결합된 청능 재활 프로그램 데모버전 개발
    2. 데이터베이스에 저장된 데이터 출력 인터페이스에 대한 검토 및 기능 구현
    3. 증강현실 프로그램에 최적화된 애니메이션 제작 및 구현
    4. 증강현실 구동 디바이스에 대한 서비스 제공의 웹 호스팅 연결 및 구현
    5. 실제 대상자들이 해당 디바이스에서 프로그램을 사용할 수 있도록 재활 애니메이션 제공
    6. 인문분야의 실제 대상자 적용의 문제점을 도출하고 이를 보완하여 프로그램 구동의 애니메이션 최적화 실시
  • 연구결과 및 활용방안
  • (1) 학문적인 측면으로는 증강현실이 모든 장면을 가상으로 표현하려고 하는 것과 다르게 증강현실은 완벽한 가상공간을 제공하지 않는다. 이러한 증강현실이 주목 받고 있는 이유는 학습장면에 대한 상황적, 맥락적 인식을 높일 수 있다는 점이다. 학습자가 관찰하고 있는 대상이나 장소에 대하여 부가적인 정보를 제공함으로써, 관찰의 실제성을 높이고 학습활동을 촉진시킨다는 장점을 갖고 있기 때문이다. 이와 같은 맥락인식은 학습내용에 대한 상호작용을 높일 수 있기 때문에 교육적으로 큰 효과가 있을 것으로 기대된다.

    (2) 사회적인 측면으로는 장시간 치료를 요구하는 언어 장애 치료는 치료시간에 집중력 여하에 따라서 치료 시간이 결정되므로 집중력이 떨어지는 유아 및 아동들의 집중력 향상이 되는 언어치료시스템을 개발함으로 의료비 절감이 예상되며, 이로 인한 경제적 효과 있을 것으로 예상된다. 또한 증강현실 기반의 언어치료시스템 개발을 통한 우수 IT 인력 확보 및 시스템의 구축을 통해 대학의 경쟁력을 강화하고, 지역경제(동남권: 영상)의 주인공을 육성하는데 이바지 하며, 창조경제에 견인 및 지역 창의적 인재양성을 기대할 수 있다.

    (3) 인력양성 측면에서는 공학 계열의 연구보조원의 경우 의사소통장애 재활시스템에 개발을 위한 설계 시스템에 대한 기술을 습득함으로 우수 IT 인력 확보 예상하며, 특히 응용언어과학의 접근으로 언어생리, 언어물리, 언어인지의 이론적 근거를 공학기기 발달과 디지털 정보기기의 활용을 통해 언어장애 및 청각장애를 가진 학습자들을 위한 효율적인 교육서비스를 제공할 것으로 기대되며, 더불어 본 연구를 통해 양성한 인력인 박사과정생은 IT회사에 취업해서 대학의 경쟁력을 강화와 지역경제의 주인공을 육성하는데 크게 이바지 할 수 있을 것으로 생각된다.
    인문사회 계열의 연구보조원의 경우 박사과정 대학원생과 석사과정 대학원생 및 학부생은 창조경제에 견인 및 지역 창의적 인재양성을 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 더불어 본 과제를 통해 박사과정 대학원생은 학위취득과 더불어 지역소재 혹은 타지역에 언어재활 관련학과 교수로서의 역할을 충분히 할 수 있을 것으로 생각되며, 석사학위 대학원생 및 학부생은 학위취득과 졸업을 통해 지역내 언어재활센터로의 취업이 가능할 것으로 기대된다.

    (4) 교육과 연계 정도 측면에서는 의사소통장애인에 대한 업그레이드된 치료 시스템에 대한 기술을 습득함으로 현장 실무 종사자들의 언어치료 기술력 향상을 예상하며, 다양한 의학적 분야와 공학, 심리학, 교육학, 특수교육학 등의 학문분야와 밀접히 연관되어 연구되고 있다. 따라서 여러 가지 활동들과 정보수집 및 인적네트워크를 활용하여 음성공학 및 언어병리학 분야의 국내 석학들 및 현장 임상가들은 빠른 공학적 발달과 접근방법, 다양한 분야의 학문적 연계 연구들이 상호교류 할 수 있는 장으로 마련할 것으로 기대한다.
  • 색인어
  • 증강현실, 의사소통장애, 재활시스템, 가상현실
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