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전환기 자폐성장애 사용자를 고려한 사회-정서 지원 프로그램: 리얼타임 어낼리틱스 기반 솔루션
Serious game for young adults with autism spectrum disorders promoting social and emotional skills: Real-time analytics solution
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 공동연구지원사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2018S1A5A2A03037308
선정년도 2018 년
연구기간 3 년 (2018년 07월 01일 ~ 2021년 06월 30일)
연구책임자 이영선
연구수행기관 이화여자대학교
과제진행현황 종료
공동연구원 현황 권정민(이화여자대학교)
이보원(이화여자대학교)
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • ○ 본 연구는 전환기 자폐성장애인이 경험하는 사회-정서적 어려움을 파악하여, 이를 실제적이고 효과적으로 지원하기 위한 게임기반 콘텐츠를 개발하고, 적용의 효과를 실시간으로 분석함으로써, 궁극적으로 자폐성장애인의 의미 있는 사회적 참여를 촉진하고 성인기 삶의 질을 높이는 데 목적을 둠
    ○ 이를 위한 구체적인 연구 목표는 다음과 같음:
    첫째, 성인기로의 전환 시기에 있는 자폐성장애 청소년 및 초기 성인을 대상으로 사회적 상호작용 맥락에서의 성과 달성과 수행에 영향을 미치는 사회-정서 기술과 이를 위한 지원 요구를 파악하고 효율적 지원 방향 수립,
    둘째, 지원의 맥락에서 보다 의미 있는 사회적 참여를 촉진하기 위하여 게이미피케이션 요소가 적용된 온라인 시뮬레이션 기반의 교수 모형을 설계하고 트레이닝 모듈 개발, 그리고
    셋째, 개발된 게임기반 사회-정서기술 지원 프로그램을 적용하며, 라이프로깅을 활용하여 사용자의 참여 및 수행의 내용을 실시간으로 분석하여 피드백 함으로써, 프로그램 효과로서 자폐성장애인의 사회적 문제해결과 사회적 의사소통, 관계에 미치는 효과를 검증,
  • 기대효과
  • ◯ (기대효과) 이 연구가 성공적으로 수행될 경우의 기대효과는 다음과 같음:
    · 첫째, 아직까지 학령기에 집중된 자폐성장애인 대상의 사회성 연구를 전환기 청소년 및 초기 성인기 대상까지 확대,
    · 둘째, 성인기의 삶의 다양한 맥락에서의 자폐성장애인들의 사회적 참여를 살펴봄으로써 궁극적으로 연구 참여자의 삶의 질을 향상,
    · 셋째, 직업기술개발 및 직무 역량 중심에서 사회적 참여의 질적인 증진과 장기적인 전환 성과의 향상을 위해 사회-정서 역량에 초점을 둔 전환 및 성인기 지원으로의 패러다임 전환,
    · 마지막으로, 성인기 영역에서 자폐성장애인의 사회적 참여역량을 효과적으로 지원하기위한 보다 실제적이고 구체적인 중재로서의 기능성 게임 기반 중재의 효과성 검증 및 보편적 대상으로의 적용 확대 가능성 모색

    ◯ 연구결과의 학문적·사회적 기여도
    · 본 연구는 사용자의 실제 생활과 연계하는 직접 경험을 강조하는 라이프로깅 게임이라는 최근 보편화되고 있는 테크놀로지 기반의 중재를 일반적인 교육에서의 참여 성과가 낮은 자폐성장애인을 대상으로 적용하기 위한 방법을 모색함
    · 사회-정서 기술은 4차 산업혁명 시대에 다양한 사회적 맥락에서 요구되는 핵심역량으로, 통합된 사회 및 성인기 맥락에서의 참여가 제한적이고 성인기 성과가 취약한 자폐성장애인의 사회 참여와 삶의 질 증진을 위하여 반드시 개발되어야 할 역량임
    · 본 연구에서 시도되는 게임 기반 콘텐츠 중 온라인 시뮬레이션은 전문적인 직무교육이나 엔터테인먼트와 게임 시장에서 폭넓게 적용되고 있으며, 시뮬레이션 기반 콘텐츠의 높은 현실감으로 인해 한편에서는 사용자의 정서건강이나 중독에 대한 우려도 제기되고 있는 상황임. 그러나 본 연구에서는 테크놀로지를 장애인의 의미 있는 사회적 참여를 지원하여 사회 구성원으로서 통합될 수 있도록 하는 시민으로서의 기본적인 권리와 직결되는 분야에 사용함으로써 기술의 윤리적 활용을 지지하는 한편, 장애인의 삶의 질을 추구한다는 면에서 학문적 의의와 사회적 기여도가 높다고 볼 수 있음

    ◯ 교육현장에 대한 기여도 및 활용 방안
    · 본 연구를 통해 도출되는 콘텐츠와 교수-학습모형은 현장에서 바로 적용할 수 있는 결과물일 뿐 아니라, 직장 등의 성인기 성과 영역에서 사회-정서 기술의 지원이 필요한 비장애인에게도 적용할 수 있는 확대가능성이 있다는 점에서 교육현장에 대한 기여도와 활용도가 높다고 볼 수 있음
    · 특히 라이프로깅 디바이스를 사용한 리얼타임 어낼리틱스 기술은 콘텐츠 기반 교수-학습모형에서 기존에 존재하지 않던 인공지능 기반의 실시간 분석 및 피드백의 메커니즘을 사용한 새로운 프레임워크를 제시함으로 다양한 방식의 교수-학습법을 제공할 수 있음
  • 연구요약
  • 본 연구는 전환기 자폐성장애인의 사회-정서 기술 증진을 위한 라이프로깅 게이미피케이션 기반의 콘텐츠 개발 및 이에 대한 리얼타임 어낼리틱스 솔루션을 개발하는 것으로, 연차별 주요 연구 내용은 다음과 같음:

    1. 1차년도 주요 연구 내용
    1.1. 콘텐츠 개발을 위한 문헌 연구, 요구조사 및 기존 콘텐츠 분석
    ○ 국내외에서 발행된 전문학술지 논문(온라인 발행 포함, 국외문헌의 경우 영문 발행 문헌으로 제한) 중, (1) 자폐성장애인을 위한 사회-정서 개발을 위한 중재연구와 (3) 온라인 시뮬레이션 기반 사회-정서 관련 역량 개발 중재 연구를 분석 대상으로 함

    ○ 자폐성장애인이 성인기 성과 영역에서 경험하는 사회-정서 기술의 제한이나 이에 따른 어려움을 파악하고, 실제로 지원의 요구가 높은 사회-정서 기술의 내용과, 적절한 교수적 맥락을 파악하기 위하여 전환기 자폐성장애인과 담당교사, 지원 전문가들을 대상으로 면담 실시. 면담조사 결과에 기초하여 게이미피케이션 기반의 트레이닝에 활용될 세부 교육 내용과 학습 맥락을 결정하고, 구체적인 스토리라인과 내러티브 구성을 위한 초안 작성

    1.2. 기존 콘텐츠 분석
    ○ 게이미피케이션 기반의 기존 콘텐츠나 이를 활용한 연구 결과물 또는 매뉴얼 등을 대상으로 콘텐츠의 맥락, 시나리오, 교수-학습 전략, 특정 사회-정서 기술 유형 등을 파악
    ○ 교수-학습 모형 개발을 위한 가이드라인 도출: 게임 기반 콘텐츠를 중재로서 활용한 교수-학습의 환경이나 맥락, 교수-학습 전략의 활용, 성과에 대한 평가 등의 요소를 탐색하여, 효과적인 트레이닝을 위한 절차와 방법을 분석하고, 모형 개발을 위한 가이드라인을 도출

    1.3. 스토리라인 구성 및 콘텐츠 기획
    ○ 기초연구 결과를 토대로 사회-정서 기술 트레이닝을 위한 스토리라인을 구성
    ○ 교수-학습 모형 개발을 위해 도출된 가이드라인에 따라, 콘텐츠와 연계하여 적용할 직접 교수가 가능한 교수맥락과 활동 내용을 구성
    ○ 콘텐츠 개발에 대한 기획안에 대하여 현장 및 내용전문가 등을 대상으로 내용타당도 검토 실시

    1.4. 리얼타임 어낼리틱스 라이프로깅 디바이스 플랫폼 구현 및 감정인식 알고리즘 개발
    ○ 게이미피케이션 콘텐츠 개발을 위한 리얼타임 어낼리틱스를 위해서 기존에 존재하는 라이프로깅 디바이스를 비교 분석 및 향후 개발할 알고리즘을 구현할 수 있는 플랫폼 구현
    ○ 음성 신호 분석 기반의 사용자 감정 인식 알고리즘 개발

    2. 2차년도 주요 연구 내용
    2.1. 라이프로깅 게이미피케이션 기반 콘텐츠 개발
    ○ 자폐성장애의 내용전문가와 현장전문가, 개발팀이 참여하여 세부기획부터 기획된 콘텐츠 프로그래밍 개발 후, 사용성 평가 및 현장 검토 실시. 이 결과를 바탕으로 수정하여 프로그램 안정화

    2.2. 리얼타임 어낼리틱스
    ○ 라이프로깅 기기에서의 음성 인식 구현: 사용자의 대화 맥락 혹은 감정 상태의 실시간 분석을 위해서는 dictation을 통한 데이터보다는 이에 필요한 특정어휘 만으로도 충분한 정보 수집이 가능하며 이러한 기술을 딥러닝 기반의 알고리즘을 사용하여 구현
    ○ 음성 인식 기반 대화 맥락 분석: 음성인식, 혹은 특정어휘 검출을 통하여 대화의 문맥 를 자동 분석하는 알고리즘을 개발. 이는 자연어처리 를 기반으로 하여 연구

    3. 3차년도 주요 연구 내용
    3.1. 라이프로깅 게이미피케이션 기반 콘텐츠 추가 개발, 현장 적용 및 효과분석
    ○ 개발 콘텐츠의 현장 적용을 통해, 현장에서의 니즈를 반영한 콘텐츠 수정 및 개선 사항을 확보
    ○ 테스트 결과에 대한 정량(통계)적 및 정성적 평가를 통한 효용성 검증
    ○ 최종 완성된 콘텐츠를 활용한 게임 기반 중재를 자폐성장애인(전환기 청소년 또는 20-30대 성인)을 대상으로 적용하고 그 효과를 검증하기 위해 통제집단 사전사후설계를 사용. 또한, 현장 적용 과정 및 사후에 수집되는 다양한 수업 관련 질적자료에 대한 분석도 함께 이루어지며, 이를 통해 현장 적용의 효과를 탐색

    3.2. 전환기 자폐성장애인을 위한 라이프로깅 게이미피케이션 기반 트레이닝 모형 개발
    ○ 라이프로깅 게이미피케이션 기반 트레이닝을 활용한 효과적인 교수-학습 모형 개발을 위해 디자인기반연구의 절차에 따름

    3.3. 리얼타임 어낼리틱스
    ○ 사용자 트레이닝을 위한 실시간 피드백 알고리즘 개발
    ○ 현장 적용을 위한 시스템 구현
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 이 연구는 성인기로의 전환 시기에 있는 자폐성장애 청소년 및 자폐성장애 성인이 경험하는 사회-정서적 어려움을 파악하여, 이를 실제적이고 효과적으로 지원하기 위한 게임기반 콘텐츠를 개발하고, 이를 적용하고 그 효과를 분석함으로써, 자폐성장애인의 의미있는 사회적 참여를 촉진하고 성인기 삶의 질을 높이기 위한 목적으로 이루어졌다. 연구의 목표는 크게 세 가지로, 첫째, 성인기로의 전환 시기에 있는 자폐성장애 청소년 및 초기 성인을 대상으로 사회적 상호작용 맥락에서의 성과를 달성하고 적절하게 수행하는데 영향을 주는 사회-정서 기술과 이에 대한 이들의 지원요구를 파악하고 효과적인 지원의 방향을 수립한다; 둘째, 지원의 맥락에서 보다 의미 있는 사회적 참여를 높이기 위해 게임 기반의 온라인 시뮬레이션 모형을 설계하고 이를 적용하여 교육할 수 있는 모듈을 개발한다; 셋째, 개발된 게임기반 사회-정서기술 지원 프로그램을 적용하며, 라이프로깅을 활용하여 사용자의 참여 및 수행의 내용을 실시간으로 분석하여 피드백 함으로써, 프로그램 효과로서 자폐성장애인의 사회적 문제해결과 사회적 의사소통, 관계에 미치는 효과를 검증한다.

    이상의 연구 목표에 따라 3년간 이루어진 본연구에서는 우선 콘텐츠 개발을 위한 문헌연구와 요구조사를 실시하고 기존의 자폐성장애인을 고려하여 개발된 콘텐츠를 분석하였으며, 이 결과를 토대로 콘텐츠를 기획하였다. 또한 실시간 분석을 위한 디바이스 플랫폼을 구현하고, 음성신호 분석 기반의 사용자 감정인식 알고리즘을 개발였다. 2차년도에는 자폐성장애 전문가와 개발팀이 참여하여 게임 기반 콘텐츠를 개발하였고, 라이프로깅 기기에서의 음성인식을 구현하며, 음성기반 대화 맥락 분석을 위한 연구를 진행하였다. 마지막 해에는 개발된 콘텐츠를 활용한 프로그램의 현장 적용을 위한 시스템을 구현하여, 이를 10인의 자폐성장애 성인을 대상으로 적용하여 프로그램 참여의 효과를 검증하였고, 그 결과 본 프로그램이 대인관계 및 사회적 문제해결 측면에서 긍정적 영향을 미친 것을 확인하였다. 또한 사용자의 참여 경험을 질적으로 분석하여, 프로그램 참여에 따른 긍정적 경험과 참여 과정에서의 고려점을 파악하였으며, 이를 토대로 프로그램 개발 및 교수 제공을 위한 주요 가이드라인을 도출하였다.

    이 연구는 성인기 자폐성장애인의 사회적 참여 역량을 효과적으로 지원하기 위한 보다 실제적이고 구체적인 교육이자 훈련으로서의 기능성 게임 기반 중재를 개발하여, 그 효과성을 검증하고 새로운 기술에 대한 장애 사용자 대상으로의 확대 적용 가능성을 모색하였다는 점에서 의의를 찾을 수 있다.
  • 영문
  • This research project aims at promoting social and emotional skills for young adults with autism spectrum disorder (ASD). Our project focused on the development of game-based contents and their applications for the effective support of social engagement and the improvement of the quality of life of young adults with ASD. There are three objectives of this project; firstly, it identified social-emotional skills for achieving the purpose of social interaction scenarios and set the directions for their effective support. Secondly, it designed the game-based online simulation models and their educational applications for more meaningful social engagement. Lastly, it applied the developed gamification-based social-emotional support program with lifelogging technology for the real-time analytics of the user participation and performance, and for providing feedback, and verified its effectiveness in social problem-solving, social communications, and interactions.

    With the above objectives, this research performed literature review and need-analysis of potential users followed by the analysis of the existing contents. Based on findings, we outlined the contents and developed the device platform for the real-time analytics as well as a speech-based emotion recognition algorithm in the first year. In the second year, we developed game-based contents with the participation of the ASD experts and development team as well as the automatic speech recognition system on a lifelogging system based on an embedded device. We also performed research on dialogue context analysis. In the last year, we developed the system for the field-application of the developed program and conducted intervention study with ten participants. The results indicated that the system improved the social interactions and social problem-solving skills of young adults with ASD. Furthermore, the qualitative analysis revealed the positive experience from the participation and suggested possible considerations for the participation process. Based on these, it provided useful guidelines for intervention designer and program developers.

    This research project resulted in practical and detailed methodologies for the arbitration based on games and the verification of their effectiveness. This suggests that the outcomes of this research can be further expanded for the applications of new technologies for people with disabilities.
연구결과보고서
  • 초록
  • 본 연구는 전환기 자폐성장애인이 경험하는 사회-정서적 어려움을 파악하여, 이를 실제적이고 효과적으로 지원하기 위한 게임기반 콘텐츠를 개발하고, 적용의 효과를 실시간으로 분석함으로써, 궁극적으로 자폐성장애인의 의미 있는 사회적 참여를 촉진하고 성인기 삶의 질을 높이는 데 목적을 두며, 이를 위한 구체적인 연구 목표는 다음과 같음:
    첫째, 성인기로의 전환 시기에 있는 자폐성장애 청소년 및 초기 성인을 대상으로 사회적 상호작용 맥락에서의 성과 달성과 수행에 영향을 미치는 사회-정서 기술과 이를 위한 지원 요구를 파악하고 효율적 지원 방향 수립,
    둘째, 지원의 맥락에서 보다 의미 있는 사회적 참여를 촉진하기 위하여 게이미피케이션 요소가 적용된 온라인 시뮬레이션 기반의 교수 모형을 설계하고 트레이닝 모듈 개발,
    셋째, 개발된 게임기반 사회-정서기술 지원 프로그램을 적용하며, 라이프로깅을 활용하여 사용자의 참여 및 수행의 내용을 실시간으로 분석하여 피드백 함으로써, 프로그램 효과로서 자폐성장애인의 사회적 문제해결과 사회적 의사소통, 관계에 미치는 효과를 검증.

    이상의 연구 목표에 따라 1차년도에는 콘텐츠 개발을 위한 문헌연구와 요구조사, 기존 개발된 자폐성장애인 및 기능성 게임의 콘텐츠를 분석하여 콘텐츠의 맥락과 시나리오, 사용된 전략, 사회-정서 기술의 유형을 파악하였고, 개발을 위한 스토리라인을 구성하고 콘텐츠 기획을 진행함. 또한 리얼타임 어낼리틱스 디바이스 플랫폼을 구현하고 음성신호 분석 기반의 사용자 감정인식 알고리즘을 개발함. 2차년도에는 자폐성장애 내용전문가와 현장 전문가, 개발팀이 참여하여 게이미피케이션 기반 콘텐츠를 개발하였고, 라이프로깅 기기에서의 음성인식을 구현하며, 음성기반 대화 맥락 분석을 위한 연구를 진행함. 3차년도에는 라이프로깅 게이미피케이션 기반 콘텐츠를 추가 개발하고, 사용자 트레이닝을 위한 실시간 피드백 알고리즘을 개발하여 현장 적용을 위한 시스템을 구현하였고, 이를 10인의 자폐성장애 성인을 대상으로 적용하여 프로그램 참여의 효과를 대인관계 및 사회적 문제해결 측면에서 긍정적 영향을 확인함. 또한 사용자의 참여 경험을 질적으로 분석하여, 프로그램 참여에 따른 긍정적 경험과 참여 과정에서의 고려점을 파악하였으며, 이를 토대로 프로그램 개발 및 교수 제공을 위한 주요 가이드라인을 도출함.

    본 연구는 성인기 영역에서 자폐성장애인의 사회적 참여역량을 효과적으로 지원하기위한 보다 실제적이고 구체적인 중재로서의 기능성 게임 기반 중재의 효과성 검증 및 보편적 대상으로의 적용 확대 가능성을 모색하였다는 점에서 의의를 찾을 수 있음.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 본 연구 결과의 교육현장에서의 활용 방안은 다음과 같음:
    첫째, 본 연구를 통해 개발된 콘텐츠는 전환기 장애청소년을 위한 교육/트레이닝으로서 교육 현장에서 바로 적용할 수 있는 결과물일 뿐 아니라, 직장 등의 성인기 성과 영역에서 사회-정서 기술의 지원이 필요한 비장애인에게도 적용할 수 있는 확대가능성이 있다는 점에서 교육현장에 대한 기여도와 활용도가 높다고 볼 수 있음;
    둘째, 특히 본 연구 결과로서 개발된 교육 콘텐츠는 상황에 대한 분석과 이를 통한 적절한 피드백 제공의 메커니즘을 사용한 새로운 프레임워크를 제시함으로 다양한 방식의 교수-학습법을 제공할 수 있음;
    셋째, 본 연구과제를 통해 도출된 연구성과는 모두 현장의 요구사항과 현장에서의 실험을 주 내용으로 하는 논문으로 향후 유사한 교육프로그램 개발 및 정책 개발에 활용될 수 있으며, 결과물 중 교수-학습 모형은 현장의 교수자들에게 기능성 게임 기반 콘텐츠를 이용한 수업을 효과적으로 제공하기 위한 방법과 전략, 활동 들을 제공함으로써 교수-학습의 성과를 높이는 데 기여할 수 있음;
    마지막으로, 본 연구의 결과물 중 핵심은 사회-정서 기술을 가르치고 연습하기 위한 게임 기반 콘텐츠로, 청소년기 및 성인기 자폐성장애인 뿐만 아니라 비장애 아동 및 청소년, 시설이나 센터의 사회적 상호작용이나 커뮤니케이션에 어려움을 가지는 장애 성인, 노인들에게도 확대 적용이 가능한 프로그램이 될 수 있음.

    본 연구결과의 학문적·사회적 기대효과는 다음과 같음:
    첫째, 본 연구는 사용자의 실제 생활과 연계하는 직접 경험을 강조하는 라이프로깅 게임이라는 최근 보편화되고 있는 테크놀로지 기반의 중재를 일반적인 교육에서의 참여 성과가 낮은 자폐성장애인을 대상으로 적용하기 위한 방법을 모색하였다는 점에서 의의가 있음;
    둘째, 통합된 사회 및 성인기 맥락에서의 참여가 제한적이고 성인기 성과가 취약한 자폐성장애인의 사회 참여와 삶의 질 증진을 위하여 반드시 개발되어야 할 역량인 사회-정서기술에서의 유의한 효과를 검증하였다는 점에서 의미가 있음;
    셋째, 사회과학과 공학의 융합연구로 수행된 본 연구과제를 통해 도출된 장애 사용자를 위한 기술개발 및 적용 과정에서의 가이드라인은 향후 융복한연구를 수행하는 연구자 및 개발자를 위한 지침으로 활용될 수 있을 것으로 기대함.
  • 색인어
  • 자폐스펙트럼장애, 시뮬레이션게임, 기능성 게임, 게이미피케이션, 소프트스킬, 사회적 상호작용, 실시간 피드백, 음성인식, HCI
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