[논문]유아영어 인지 능력 개발을 위한 모바일 AR 콘텐츠 개발

오연재; 김응곤

doi:10.13067/jkiecs.2015.10.2.297

유아영어 인지 능력 개발을 위한 모바일 AR 콘텐츠 개발
Development of Mobile AR Contents for Infant English Cognitive Training 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.10 no.2, 2015년, pp.297 - 304

초록
AI-Helper

국제화로 인한 영어의 중요성과 필요성이 확대되고 있다. 이로 인해 다양하게 영어 교육이 이루어지고 있으며, 최근에는 몰입감과 흥미감을 위하여 증강현실 기술을 활용하고 있다. 본 콘텐츠는 유아 영어 인지 능력개발을 위한 모바일 AR 콘텐츠이다. 교구의 사물을 3D 모델로 모바일 폰에서 출력 가능하며, 간단한 일상회화를 들려줌으로 아이들에게 생활영어를 놀이처럼 익히게 한다. 그리고 게임을 좋아하는 아이들의 특성을 고려하여 각 사물에 영어게임을 추가한다. 또한 아이와 부모님들의 관심을 계속적으로 유지하기 위하여 각 단계별 게임의 이벤트를 다르게 표현하여 흥미도와 몰입감을 제공한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Importance and necessity is enlarged due to globalization. So, English education is diverse and recently applies AR(Augmented Reality) technology to offer immersion and interest. Contents in this paper are Mobile AR contents for training infant English cognition. Our system displays teaching aid objects into 3D models, lets infants listen to English conversation and teaches them everyday English like a play. Considering infants that like games, this system adds an English game about each object of teach aids. To attract infants and parents interest persistingly, We give them immersion and interest by suggesting a different event at each step.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 시스템에서는 단어의 반복사용과 간단한 일상 회화를 놀이 속에서 듣게 함으로써 영어를 자연스럽게 습득 할 수 있도록 한다. 또한 영어 단계별 이벤트를 다르게 하여 아이와 부모님들의 지속적인 관심을 유도하고자 한다.
본 논문에서는 사물교구를 이용하여 증강현실을 표현하였으며, 영어 인식을 위한 다양한 게임과 음향효과, 시각효과를 사용하여 흥미도를 높이고자 한다. 그리고 영유아와 부모님들의 관심을 계속적으로 유지하기 위하여 각 단계별 이벤트를 다르게 표현하여 흥미도와 몰입감을 주었다.
본 논문에서는 유아들에게 생동감 있는 활동 속에서 영어를 익힐 수 있는 영어 인지 능력 개발을 위한 모바일 AR 콘텐츠를 개발하였다. 모바일 AR 증강현실을 이용하여 사물 교구를 인식하고 그에 상응하는 3D 모델과 상호작용을 통한 영어를 익힐 수 있다.
본 시스템은 모바일 증강현실 영어 교육 콘텐츠로써 특정 사물을 마커로 활용하여 모바일 폰으로 영어 영어교육을 하는 프로그램이다. 모바일 카메라 입력 영상에 가상의 디지털 콘텐츠를 실시간으로 혼합하여 제공한다.

제안 방법

본 시스템에서는 모바일 폰을 이용하여 사물을 인지하고 영어 발음을 들음으로써 호기심과 관심을 증가시킨다. 각 사물을 촉각으로 회전하여 보고 모바일 폰으로 영어단어를 듣고 영어를 놀이로 익힐 수 있으며, 실용문장을 자연스럽게 노출시켜 영어 환경을 만들도록 한다. 또한 다양한 화면에 터치 등의 상호작용을 하여 통하여 즐거움과 성취감도 느낄 수 있도록 하면서 영어를 학습할 수 있다.
교재 교구의 이미지를 입력받아서 특징점을 검출한다. 특징점은 이미지의 변화가 많은 모서리, 윤곽선, 꼭지점에서 추출이 된다.
모바일 카메라를 통해 입력 받은 영상으로부터 특징을 추출하여 해당 위치에 3D 모델을 입력받은 영상에 정합한다. 그 영상에 어울리는 영어 단어와 문장을 학습할 수 있는 증강현실 기술을 이용한 디지털 콘텐츠를 개발했다..
본 논문에서는 사물교구를 이용하여 증강현실을 표현하였으며, 영어 인식을 위한 다양한 게임과 음향효과, 시각효과를 사용하여 흥미도를 높이고자 한다. 그리고 영유아와 부모님들의 관심을 계속적으로 유지하기 위하여 각 단계별 이벤트를 다르게 표현하여 흥미도와 몰입감을 주었다. 향후 과제로는 모바일보다는 프로젝트 TV를 활용하여 인체모션에 관한 방법의 연구가 필요하다.
모바일 카메라를 통해 입력 받은 영상으로부터 특징을 추출하여 해당 위치에 3D 모델을 입력받은 영상에 정합한다. 그 영상에 어울리는 영어 단어와 문장을 학습할 수 있는 증강현실 기술을 이용한 디지털 콘텐츠를 개발했다.
모바일 카메라에 영상을 입력받아 특징점을 추출한다. 서버에 있는 특징점과 비교를 하여 대응하는 3D 모델을 불러온다.
모바일 AR 증강현실을 이용하여 사물 교구를 인식하고 그에 상응하는 3D 모델과 상호작용을 통한 영어를 익힐 수 있다. 본 시스템에서는 단어의 반복사용과 간단한 일상 회화를 놀이 속에서 듣게 함으로써 영어를 자연스럽게 습득 할 수 있도록 한다. 또한 영어 단계별 이벤트를 다르게 하여 아이와 부모님들의 지속적인 관심을 유도하고자 한다.
유아들의 촉감을 활용하여 교구를 만지고 놀면서 사물을 인식한다. 본 시스템에서는 모바일 폰을 이용하여 사물을 인지하고 영어 발음을 들음으로써 호기심과 관심을 증가시킨다. 각 사물을 촉각으로 회전하여 보고 모바일 폰으로 영어단어를 듣고 영어를 놀이로 익힐 수 있으며, 실용문장을 자연스럽게 노출시켜 영어 환경을 만들도록 한다.
현실속의 사물교구에 모바일 폰 카메라를 사용하여 사물을 인식한다. 사물의 특징점을 찾아서 특징점에 해당하는 가상의 3D 모델을 매칭시켜 모바일에 디스플레이 하여 증강현실을 표현하는 것이다.
사물이미지 관리 서버 시스템은 이미지, 특징점, 3D 모델을 저장하고, 영어에 관한 원음 파일도 저장한다. 스마트폰에서 전송된 특징점 데이터를 받아들여 해당 사물교구 이미지와 매칭하여 상응하는 정보의 3D 모델을 전송하는 역할을 수행한다. 그림 3은 사물이미지 관리 서버 시스템이다.
현실속의 사물교구에 모바일 폰 카메라를 사용하여 사물을 인식한다. 사물의 특징점을 찾아서 특징점에 해당하는 가상의 3D 모델을 매칭시켜 모바일에 디스플레이 하여 증강현실을 표현하는 것이다.
제작되어진 3D MAX 파일은 가상의 서버에 저장을 하며, 매칭 이미지를 인식시킨다. 현실의 세계의 입력을 통하여 저장된 특징점과 유사도에 따라 3D 모델을 렌더링 한다. 이 때 정확한 3차원 위치에 렌더링을 하기 위하여 정합위치 설정을 한다.

대상 데이터

구현에 사용된 3D 모델 시각화를 위한 스마트폰의 사양은 삼성 갤럭시 노트3 SM-N900K, 네트워크 인프라 4G LTE, RAM Size(GB) 3GB, 메인 카메라 화소 CMOS, 13.0MP, CPU 속도 2.3GHz이다. 구현된 3D 모델 시각화 앱의 개발 환경은 다음 [표 3]와 같다.
본 논문에서 제안하는 영어 인지 능력 개발을 위한 AR 콘텐츠의 서버의 하드웨어 사양은 INTEL i7 3.40GHz, 16GB Memory, SSD 256G로 구성하였다. 서버의 개발환경은 [표 2]과 같다.

후속연구

그리고 영유아와 부모님들의 관심을 계속적으로 유지하기 위하여 각 단계별 이벤트를 다르게 표현하여 흥미도와 몰입감을 주었다. 향후 과제로는 모바일보다는 프로젝트 TV를 활용하여 인체모션에 관한 방법의 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 논문의 유아 영어 인지 능력개발을 위한 모바일 AR 콘텐츠는 어떤 기능을 제공할 수 있는가??	본 콘텐츠는 유아 영어 인지 능력개발을 위한 모바일 AR 콘텐츠이다. 교구의 사물을 3D 모델로 모바일 폰에서 출력 가능하며, 간단한 일상회화를 들려줌으로 아이들에게 생활영어를 놀이처럼 익히게 한다. 그리고 게임을 좋아하는 아이들의 특성을 고려하여 각 사물에 영어게임을 추가한다. 또한 아이와 부모님들의 관심을 계속적으로 유지하기 위하여 각 단계별 게임의 이벤트를 다르게 표현하여 흥미도와 몰입감을 제공한다.
	증강현실 기반의 영어 인지 학습이란?	증강현실 기반의 영어 인지 학습은 놀이를 통해 직접 간접 경험을 높일 수 있으며, 놀이 환경속에서 자연스럽게 영어를 익힐 수 있는 교육 방법이다.
	영유아들은 어떻게 교육하는 것이 효과적인가?	모바일 증강현실은 다양한 곳에 사용이 되고 있으며, 유아 교육에도 사용이 되고 있다[2-4]. 영유아들은 책으로 학습하기보다는 교구를 가지고 즐기는 학습이 효과적이다. 유아의 다양한 교재, 교구는 유아들의 놀이 활동에 능동적이고 효율적으로 만드는 물리적 환경이다[5].

참고문헌 (11)

J.-I. Hwang, "Research trends in mobile augmented reality and prospects," Korea Institute of Information Technology, vol. 11, no. 2, 2013, pp. 85-90.
Y. Oh, E. Kim, "Implementation and Analysis of 3D Fish Encyclopedia for Children Education in Mobile Environment," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 8, no. 2, 2013, pp. 355-361.

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Y.-J. Oh, O.-H. Cho, E.-K. Kim, "Design of 3D Ship Display System using Android," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 7, no. 5, 2012, pp. 1011-1016.
Y.-J. Oh, E.-K. Kim, "Implementation and Analysis of 3D Fish Encyclopedia for Children Education in Mobile Environment," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 7, no. 5, 2012, pp. 1005-1010.
Y.-S. Kang and J.-H. Park, "A Study on the Perception and Need of Early Childhood Education Field on Authentication of Teaching Materials and Implements for Young Children," J. of the Korea Academia-Industrial, cooperation Society, vol. 15, no. 2, 2014, pp. 793-800.

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http://www.juniperresearch.com
http://www.kostat.go.kr
Y.-T. KIM, J.-Y. LEE, S.-H. Lee J.-S. Choi "Mobile English Learning Service for Kids based on User's Intuitive Interaction," HCI 2012, 2012.1, 325-327.
I. Lee, "Applications of English Education with Remote Wireless Mobile Devices," J. of Digital Contents Society, vol. 14, no. 2, Jun. 2013, pp. 255-262.

원문보기 상세보기
Y.-J. Hwang, Y.-R. Yang, J.-A. Kim, "ShK: A Mobile Contents for Studying English Stories of Children," J. of Digital Contents Society, vol. 10, no. 1, Mar. 2009, pp. 159-168.
S. Yang, "Analysis and Evaluation of ELT Smartphone Applications," Analysis and evaluation of ELT smartphone applications. Korean J. of Applied Linguistics, vol. 28, no. 1, 2012, pp. 297-320.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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