장노년층을 위한 로봇 활용 교육의 사용성 평가 지표 개발 및 평가 분석 - 휴머노이드 로봇 'LiKU'의 콘텐츠 사례 Development of Evaluation Indicators and Analysis of Usability on Learning with a Robot for the Elderly - the case of Content using the Humanoid Robot 'LiKU'원문보기
가속화 되고 있는 노령화로 인해 장노년층의 디지털 격차 문제는 점점 심화되고 있다. 이를 해결하기 위한 다양한 스마트 기기 활용 교육이 이루어지고 있지만 기존 강사 대면 교육의 한계와 장노년층의 학습적 특징 등으로 큰 효과를 기대하기는 어려운 실정이다. 이에 장노년층을 위한 휴머로이드 로봇을 활용한 디지털 교육 콘텐츠가 개발되었다. 본 연구에서는 로봇을 활용한 디지털 교육의 사용성을 평가하기 위하여, 먼저 교육 콘텐츠의 사용성을 분석하고, 그 측정지표를 효율성, 이해성, 운영성, 학습성 그리고 만족성으로 정의하였다. 그리고 각 측정지표의 측정방법을 개발하여, 이를 기반으로 기존 대면 교육과 로봇을 활용한 교육의 사용성 평가를 실시함으로써 로봇 활용 교육의 사용성을 검증하고, 그 활용 영역의 확대 가능성을 확인하였다. 발전하고 있는 로봇 기술을 다양한 분야에 성공적으로 적용하기 위해서는 로봇 활용 콘텐츠의 사용성 검증이 필수적이며, 이러한 측정지표 및 측정방법에 대한 연구는 그 기초가 될 것으로 기대된다.
가속화 되고 있는 노령화로 인해 장노년층의 디지털 격차 문제는 점점 심화되고 있다. 이를 해결하기 위한 다양한 스마트 기기 활용 교육이 이루어지고 있지만 기존 강사 대면 교육의 한계와 장노년층의 학습적 특징 등으로 큰 효과를 기대하기는 어려운 실정이다. 이에 장노년층을 위한 휴머로이드 로봇을 활용한 디지털 교육 콘텐츠가 개발되었다. 본 연구에서는 로봇을 활용한 디지털 교육의 사용성을 평가하기 위하여, 먼저 교육 콘텐츠의 사용성을 분석하고, 그 측정지표를 효율성, 이해성, 운영성, 학습성 그리고 만족성으로 정의하였다. 그리고 각 측정지표의 측정방법을 개발하여, 이를 기반으로 기존 대면 교육과 로봇을 활용한 교육의 사용성 평가를 실시함으로써 로봇 활용 교육의 사용성을 검증하고, 그 활용 영역의 확대 가능성을 확인하였다. 발전하고 있는 로봇 기술을 다양한 분야에 성공적으로 적용하기 위해서는 로봇 활용 콘텐츠의 사용성 검증이 필수적이며, 이러한 측정지표 및 측정방법에 대한 연구는 그 기초가 될 것으로 기대된다.
To solve the digital divide of the elderly, various institutions are educating how to use various smart devices for the elderly. However, it cannot be expected to have a great effect due to the disadvantages of instructor-to-face education and the learning characteristics of the elderly. Accordingly...
To solve the digital divide of the elderly, various institutions are educating how to use various smart devices for the elderly. However, it cannot be expected to have a great effect due to the disadvantages of instructor-to-face education and the learning characteristics of the elderly. Accordingly, educational contents using digital devices using robots for the elderly were developed. In this study, Evaluation Indicators were developed to evaluate the usability of digital education using robots. Also, by using usability evaluation based on the developed Evaluation Indicators, we tried to verify the usability of education using robots and to confirm the possibility of expanding the application area. In order to successfully apply the developing robot technology to various fields, it is essential to verify the usability of contents using robots, and this study on Evaluation Indicators and Evaluation methods is expected to serve as a foundation.
To solve the digital divide of the elderly, various institutions are educating how to use various smart devices for the elderly. However, it cannot be expected to have a great effect due to the disadvantages of instructor-to-face education and the learning characteristics of the elderly. Accordingly, educational contents using digital devices using robots for the elderly were developed. In this study, Evaluation Indicators were developed to evaluate the usability of digital education using robots. Also, by using usability evaluation based on the developed Evaluation Indicators, we tried to verify the usability of education using robots and to confirm the possibility of expanding the application area. In order to successfully apply the developing robot technology to various fields, it is essential to verify the usability of contents using robots, and this study on Evaluation Indicators and Evaluation methods is expected to serve as a foundation.
본 연구에서는 노년층의 격차해소를 위한 로봇 활용 디지털 교육의 사용성 평가지표를 개발하고, 이를 바탕으로 교육 로봇이 기존 교육 방식을 대체할 수 있는 학습효과와 사용성을 지니는지 확인하고자 하였다.
제안 방법
디지털 격차해소를 위한 로봇 활용 교육의 사용성을 확인하기 위해서는 기존 교사주도 교육과의 사용성 비교가 필요하였으며, 이러한 사용성 비교를 통해 로봇 활용 교육의 실효성을 입증하고자 하였다.
로봇의 튜토리얼 세션와 기존 교사의 수업 세션 중 발생하는 오작동시 적절한 도움이 제공되는지에 대한 운영성은 에러지원율을 통하여 측정하고자 하였다. 그 결과 개별 교육이 진행되는 로봇교육이 여러 명을 지원해야 하는 교사 교육에 비해 더 나은 운영성을 제공하였음을 확인 할 수 있었다.
위에서 정의한 로봇의 효과적인 교육 사용성을 측정하기 위해 [표 2]의 측정 지표들을 개발하였으며, 만족도 측정을 위한 설문의 경우 다음 [표 3][표 4]와 같이 로봇 활용 교육과 기존 강사 교육 만족도 설문을 별도로 구성하여 설계 하였다.
거동이 불편한 어르신들의 특성을 고려하지 못하고 있으며, 특히나 반복 학습을 필요로 하는 계층임에도 불구하고 일회성 교육에 그치고 있다. 이러한 문제점들을 보완하기 위하여 특정 장소에 모이지 않고도 개별적으로 반복 학습이 가능한 휴머노이드 로봇을 활용한 스마트 기기 교육 콘텐츠를 서울디지털재단의 지원을 받아 (주)토룩에서 개발하었다.
로봇 활용 교육이 장노년층의 스마트 교육에 효과적으로 활용 될 수 있는 지를 확인하기 위하며 로봇 활용 교육의 사용성에 대해 분석하였으며 그 요소로 효율성, 정확성, 이해성, 학습성, 만족성을 도출하였다. 이러한 사용성의 요소들을 측정하기 위한 측정지표로는 에러율, 에러지원율, 습득률, 반복 습득률, 만족도를 개발하였다.
장노년층의 디지털 교육을 위한 로봇으로 친근한 디자인을 가진(주)트룩의 휴머노이드 를 활용한 교육 콘텐츠가 개발되었다. 로봇의 활용은 상황별로 필요한 설명과 표현을 제공할 수 있으므로 시간과 장소의 제약 없이 반복적인 학습의 효과를 기대 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
대상 데이터
피평가자의 경우 65세-79세의 노년층으로 카카오톡의 사용 경험이 있으나 그 사용능력이 상중하로 골고루 분포된 두 그룹을 구성하여 각각 기존 교사 교육과 로봇 활용 교육을 실시하였다.
데이터처리
반면 로봇 교육 방식의 경우 일대일 교육으로 쉽게 재 수업이 시행될 수 있으며, 선택적으로 개인이 필요한 부분을 반복 학습이 가능하다. 따라서 로봇 교육 방식의 장점인 재교육의 용이성이 효과를 나타낼 수 있는지 알아보기 위해 1차 평가 후 부족한 부분에 대해 2차 평가를 실시하였다. 2차 평가는 1차 평가 시 실패나 포기에 해당하는 테스트에 대해서만 실시하였으며, 부분성공 이상의 테스트에 대해서는 1차 평가 시 측정치를 그대로 사용하여 반복습득률(2차 학습률)을 측정하였다.
이론/모형
장노년층의 디지털 격차 해소를 위한 교육 내용으로는 카카오톡 사용법을 선정하였다. 카카오톡은 전 연령대에서 사용율이 높으며, 사회적인 관계를 맺는 것 뿐만 아니라 현재 다양한 부가 기능과도 연동되어 사용되고 있기 때문에 실질적으로 장노년층이 가장 많이 사용하고 있는 앱인 동시에 가장 배우고 싶어 하는 앱이기도 하다.
성능/효과
교사 교육 방식 및 로봇 교육 방식의 개별 측정지표를 통합한 종합 평가 지수는 각각 64.65점과 83.34점으로 산출되어 로봇 교육의 활용효과가 더 좋은 것으로 평가되었다. 스마트기기에 익숙하지 않은 장노년층 사용자는 수업 중에도 자주 에러를 발생시키거나 질문을 하는 경향이 강한데 반해 교사주도 교육은 이를 지원하기가 어려웠다.
로봇의 튜토리얼 세션와 기존 교사의 수업 세션 중 발생하는 오작동시 적절한 도움이 제공되는지에 대한 운영성은 에러지원율을 통하여 측정하고자 하였다. 그 결과 개별 교육이 진행되는 로봇교육이 여러 명을 지원해야 하는 교사 교육에 비해 더 나은 운영성을 제공하였음을 확인 할 수 있었다. 이는 교사 교육의 교육생이 늘어날수록 더 큰 격차가 발생 할 수 밖에 없을 것으로 예상되며, 이러한 낮은 운영성은 교육 중도 포기자들을유발시킨다는 점에서 반드시 고려되어야 할 사용성이라 할 수 있다.
주로 그룹으로 이루어지는 기존교사 대면 교육은 시간과 장소를 정하고 이동해야 한다는 점에서 이동성이 떨어질 수 있는 장노년층의 신체적특성를 반영하지 못하며, 반복적인 질문으로 진도를 확인 받고 싶어 하는 학습적 특성에도 교사가 모든 학습자를 개별적으로 지원할 수 없다. 그러나 로봇 활용 교육은 시공간의 구애 없이 개별적으로 교육 진행에 따라 맞춤형 지원을 받을 수 있으며 교육 내용의 반복을 통해 실제 학습성이 크게 개선될 수 있음을 확인하였다. 로봇 교육이 장노년층의 디지털 활용 교육에 활용되기 위해서는 장노년층을 위한 다양한 스마트 교육 콘텐츠 개발 및 장노년층과의 학습 피드백을 높이기 위한 로봇 UI/UX 개선 노력이 필요하다.
로봇 활용 교육이 장노년층의 스마트 교육에 효과적으로 활용 될 수 있는 지를 확인하기 위하며 로봇 활용 교육의 사용성에 대해 분석하였으며 그 요소로 효율성, 정확성, 이해성, 학습성, 만족성을 도출하였다. 이러한 사용성의 요소들을 측정하기 위한 측정지표로는 에러율, 에러지원율, 습득률, 반복 습득률, 만족도를 개발하였다.
이러한 측정지표를 기반으로 한 사용성 평가에서 로봇 활용 교육은 기존 교사 교육에 비해 전반적으로 개선된 사용성을 보였다. 주로 그룹으로 이루어지는 기존교사 대면 교육은 시간과 장소를 정하고 이동해야 한다는 점에서 이동성이 떨어질 수 있는 장노년층의 신체적특성를 반영하지 못하며, 반복적인 질문으로 진도를 확인 받고 싶어 하는 학습적 특성에도 교사가 모든 학습자를 개별적으로 지원할 수 없다.
후속연구
다양한 도움을 필요로 하는 장노년층을 위한 로봇의 활용은 비단 교육적 부분에 그치지 않는다. 따라서 장노년층을 위한 로봇의 활용 분야는 확장될 것이고, 이를 위해서는 다양한 분야에 적합한 로봇 활용의 사용성 연구가 수반되어야 한다. 향후연구에서는 다양한 분야의 로봇 활용 사용성 측정지표 개발 및 로봇 활용 가이드라인을 통해 로봇 사용성에 기여하고자 한다.
그러나 로봇 활용 교육은 시공간의 구애 없이 개별적으로 교육 진행에 따라 맞춤형 지원을 받을 수 있으며 교육 내용의 반복을 통해 실제 학습성이 크게 개선될 수 있음을 확인하였다. 로봇 교육이 장노년층의 디지털 활용 교육에 활용되기 위해서는 장노년층을 위한 다양한 스마트 교육 콘텐츠 개발 및 장노년층과의 학습 피드백을 높이기 위한 로봇 UI/UX 개선 노력이 필요하다.
1차 습득률의 경우 대체로 기존 교사 교육이 높았지만 Task1, 3을 제외하고는 사실상 모든 태스크가 사실상 50%(부분성공) 이하의 성적을 거두었다. 비교적 간단하고, 학습 후 비교적 오래지 않아 실시한 평가임에도 학습 효과가 두 교육 방식 모두 높지 않음을 확인할 수 있었는데, 이는 장노년층의 학습 능력 및 이를 유지 할 수 있는 기억 능력이 매우 떨어지는 것을 나타내며, 추후 이를 고려한 학습 콘텐츠의 분량 및 교습방법의 개선이 필요함을 나타낸다. 교육방식 별 성공률의 경우 교사 교육방식이 평균 37%의 성공률을, 로봇 교육 방식이 평균 35%의 성공률을 보였으나 두 방식 모두 부분 성공 (50%) 보다 낫은 성공률을 보였으며, 따라서 대부분의 피 평가자들이 반복 학습의 필요성을 요청하였다.
따라서 장노년층을 위한 로봇의 활용 분야는 확장될 것이고, 이를 위해서는 다양한 분야에 적합한 로봇 활용의 사용성 연구가 수반되어야 한다. 향후연구에서는 다양한 분야의 로봇 활용 사용성 측정지표 개발 및 로봇 활용 가이드라인을 통해 로봇 사용성에 기여하고자 한다.
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