[논문]학습용 에이전트 의인화 설계 요인: 인간성과 역할을 중심으로

심혜린; 최준호

doi:10.5392/jkca.2022.22.02.358

[국내논문] 학습용 에이전트 의인화 설계 요인: 인간성과 역할을 중심으로
Anthropomorphic Design Factors of Pedagogical Agent : Focusing on the Human Nature and Role 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.22 no.2, 2022년, pp.358 - 369

초록
AI-Helper

이 연구의 목적은 스마트폰을 통해 외국어(영어)를 학습하는데 있어 사용자 경험을 제고할 수 있는 학습 에이전트의 의인화 설계 요인을 검증하는 것이다. 이 연구에서는 콘텐츠를 전달하는 학습용 에이전트를 설계할 때 학습 촉진, 신뢰, 매력 인식에 영향을 미치는 의인화 요인 중 에이전트의 체화 유무, 인간적 본성(HN)의 부여 정도, 역할 설정(지도자 vs. 동반자) 효과를 실험 연구로 검증하였다. 실험결과 HN은 단독으로는 학습 촉진 효과가 나타나지 않았으며, 이미지와 역할은 학습 촉진 효과뿐 아니라 다른 사용자 경험 요인도 향상시켰다. HN요인은 이미지와 역할 요인과 결합되어 설계될 때, 학습 촉진 및 신뢰성, 매력성과 같은 전반적인 사용자 경험 효과에서 효과가 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to verify the anthropomorphic design factors of pedagogical agents that can enhance user experience in learning foreign languages (English) through smartphones. In this study, when designing a pedagogical agent that delivers content, the presence or absence of the agent's image, the degree of human nature (HN), and role setting (leader vs. companion) among the anthropomorphic factors that influence facilitating learning, credibility, and engagement perception. As a result of the experiment, HN alone did not show a facilitating learning effect, and images and roles improved not only the facilitating learning effect but also other user experience factors. When HN factors were designed in combination with image and role factors, they were effective in overall user experience effects such as facilitating learning, credibility, and engagement.

Keyword

표/그림 (20)

그림 그림 1. 이미지 있음 × HN 고 × 학습동반자 역할
그림 그림 2. 이미지 있음 × HN 고 × 학습지도자 역할
그림 그림 3. 이미지 있음 × HN 저 × 학습동반자 역할
그림 그림 4. 이미지 있음 × HN 저 × 학습지도자 역할
그림 그림 5. 이미지 없음 × HN 고 × 학습동반자 역할
그림 그림 6. 이미지 없음 × HN 고 × 학습지도자 역할
그림 그림 7. 이미지 없음 × HN 저 × 학습동반자 역할
그림 그림 8. 이미지 없음 × HN 저 × 학습지도자 역할
표 표 1. HN속성에 대한 자극조작 예시
표 표 2. 의인화 효과 질문
표 표 3. HN, 이미지, 역할에 따른 의인화 지각점수 평균 및 표준편차(N=146)
표 표 4. 주효과 분석 결과
그림 그림 9. 학습촉진에 대한 이미지 없음 × HN 고저 × 학습동반자 역할에 따른 상호작용 효과
그림 그림 10. 학습촉진에 대한 이미지 있음 × HN 고저 × 학습동반자 역할에 따른 상호작용 효과
그림 그림 11. 신뢰성에 대한 이미지 없음 × HN 고저 × 학습동반자 역할에 따른 상호작용 효과
표 표 5. 이원상호작용 효과 분석 결과
표 표 6. 삼원상호작용 효과 분석 결과
그림 그림 12. 신뢰성에 대한 이미지 있음 × HN 고저 × 학습동반자 역할에 따른 상호작용 효과
그림 그림 13. 매력성에 대한 이미지 없음 × HN 고저 × 학습동반자 역할에 따른 상호작용 효과
그림 그림 14. 매력성에 대한 이미지 있음 × HN 고저 × 학습동반자 역할에 따른 상호작용 효과

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이 연구는 에이전트 의인화 설계 요인이 에이전트에 대한 학습 촉진, 신뢰성, 매력성 인식을 높이는 데 효과가 있는지를 검증하기 위해 모바일 영어 학습 서비스에서 실험 연구를 진행하였다. 연구 문제는 다음과 같다.
학습용 에이전트에 대한 의인화 적용의 첫 번째 축은 Haslam이 제시한 의인화 차원 중 HN 속성이다. HN 속성이 기계적임과 대치되는 속성이므로 학습용 에이전트에 의인화를 적용하고자 하는 본 연구에서는 HN 이 높은 경우와 낮은 경우로 나누어 학습자에게 미치는 영향을 알아보고자 한다. 이 연구에서는 HN차원의 정도 차이에 따라 학습자의 학습의욕과 경험에 미치는 영향에 차이가 있을 것이라는 가정을 바탕으로 연구를 설계하였다.
본 연구에서는 학습용 에이전트를 디자인함에 있어 학습자의 학습의욕을 촉진하고 학습용 에이전트에 대한 학습자의 신뢰성을 제고함으로써 결과적으로 학습효율을 최적화할 수 있는 요소를 살펴보기 위해 실험을 진행하였다. 학습용 에이전트의 대화 특성 (HN 차원의 높고 낮음), 체화 (에이전트 이미지의 유무) 및 역할 (동반자 vs.

가설 설정

HN 속성이 기계적임과 대치되는 속성이므로 학습용 에이전트에 의인화를 적용하고자 하는 본 연구에서는 HN 이 높은 경우와 낮은 경우로 나누어 학습자에게 미치는 영향을 알아보고자 한다. 이 연구에서는 HN차원의 정도 차이에 따라 학습자의 학습의욕과 경험에 미치는 영향에 차이가 있을 것이라는 가정을 바탕으로 연구를 설계하였다.

제안 방법

본 연구에서는 학습 콘텐츠 내용 요소를 전달하는 학습용 에이전트를 디자인함에 있어 인지부하이론과 관련해서 음성에 이미지를 추가하는 것에 대한 효과를 살펴보고 아울러 역할이론(role theory)을 기반으로 학습용 에이전트의 역할에 따른 사용자 경험 및 학습촉진 효과를 살펴보려고 한다.
이 연구는 제시한 가설을 입증하기 위해 실험과 질문지를 통한 서베이를 진행하였다. 본실험 진행 전에 실험 처치물 제작이 연구 목적에 적절한지를 확인하기 위해 조작화 검증을 시행하였다. 총 12명의 참가자를 모집하여 HN차원의 높고 낮음, 역할 구분 처치가 적절한지 확인하였다.
본실험 진행 전에 실험 처치물 제작이 연구 목적에 적절한지를 확인하기 위해 조작화 검증을 시행하였다. 총 12명의 참가자를 모집하여 HN차원의 높고 낮음, 역할 구분 처치가 적절한지 확인하였다. 이미지 추가 여부는 명백한 구분이 가능하여, 조작화 검증에 포함하지 않았다.
동반자) x 2 (체화 이미지 있음 - 없음)의 8개 조건의 시나리오로 설계하였다. 시나리오에 대한 학습효과가 발생할 수 있어 집단간 변인 (between-subject)으로 설계하였고, 각 8개 조건 (A~H)에 대해 참가자를 무선할당 하였다. 남녀 성비는 각 실험 그룹에서 최대한 균등하도록 하였다.
학습용 에이전트의 역할은 크게 학습동반자와 학습지도자로 나뉘는데 각 역할에 따라 다른 커뮤니케이션내용과 방식을 시나리오에 반영하여 텍스트 및 음성으로 제시하였다.
HN차원이 높은 경우 따뜻함, 풍부한 감성, 인지적 개방, 능동성, 피드백 등을 특성으로 하므로 시나리오 상 학습용 에이전트가 학습자에게 커뮤니케이션하는 방식에서 학습자의 이름을 부르거나, 감정적인 표현을 사용하거나 부드러운 어투를 사용하고 선행적으로 질문과 제안을 하면서 학습자의 반응에 대해 적극적으로 피드백을 주는 방식으로 시나리오를 작성하였다. 반면 HN 차원이 낮은 경우 호칭을 생략하거나 사무적인 어투를 사용하거나 적극적으로 질문하거나 제안을 하지 않고 피드백을 주지 않는 식으로 시나리오를 작성하였다.
반면 HN 차원이 낮은 경우 호칭을 생략하거나 사무적인 어투를 사용하거나 적극적으로 질문하거나 제안을 하지 않고 피드백을 주지 않는 식으로 시나리오를 작성하였다. 학습자 개인의 이름을 시나리오상 스크립트와 음성 녹음에 반영하기 위해 실험에 참가를 희망하는 참가자들 명단을 각 조건에 미리 무선할당하여 이중 HN차원이 높은 조건에 할당된 참가자들의 이름을 반영한 스크립트를 개별 제작하였다.
실험 자극 중 음성을 통한 커뮤니케이션을 위해 실험에 쓰이는 시나리오 상 스크립트를 각 자극에 따라 음성합성 프로그램 사용하여 제작하였다.

대상 데이터

실험은 서울 소재 대학교 UX 연구실에서 2018년 6 월 18일부터 19일간 진행하였다. 본실험에는 총 146 (여자 76명, 남자 70명)명이 참가하였으며 외생변수 발생을 미연에 방지하기 위해 참가자들은 모두 대학교에 재학 중이거나 휴학 중인 학생들로 한정하였다.
실험은 서울 소재 대학교 UX 연구실에서 2018년 6 월 18일부터 19일간 진행하였다. 본실험에는 총 146 (여자 76명, 남자 70명)명이 참가하였으며 외생변수 발생을 미연에 방지하기 위해 참가자들은 모두 대학교에 재학 중이거나 휴학 중인 학생들로 한정하였다. 실험종료 후 참가자들에게 10, 000원 상당의 사례가 지급되었다.

데이터처리

실험의 처치변수가 HN, 이미지, 학습용 에이전트 역할 등 총 3개이므로 삼원분산분석(Three way ANOVA) 을 시행하였다.

성능/효과

이와 같은 분석의 결과, 학습용 에이전트의 HN정도, 이미지 유무, 역할 간 상호작용의 경우 인간다움을 제외한 학습촉진, 신뢰성 및 매력성에 있어서 유의한 것으로 나타났다.
하지만, HN요인은 이미지와 상호작용을 통하여 학습효과에 유의한 효과를 나타냈으며, 역할 요인과도 상호작용하여 신뢰성과 같은 부분적인 사용자경험 제고 효과를 보여주었다. 단독으로는 효과가 낮았던 HN요인은이미지 또는 역할과 상호작용을 통하여 그 효과가 확대되었으며 이러한 상호작용 효과는 세 가지 요인 간 상호작용 시 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.
하지만, HN요인은 이미지와 상호작용을 통하여 학습효과에 유의한 효과를 나타냈으며, 역할 요인과도 상호작용하여 신뢰성과 같은 부분적인 사용자경험 제고 효과를 보여주었다. 단독으로는 효과가 낮았던 HN요인은이미지 또는 역할과 상호작용을 통하여 그 효과가 확대되었으며 이러한 상호작용 효과는 세 가지 요인 간 상호작용 시 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.
즉, HN요인은 이미지와 역할 등 모든 요인과 상호작용을 할 때 학습촉진 및 신뢰성, 매력성과 같은 전반적인 사용자 경험 효과에서 모두 유의하게 나타났다. 이와 같이 HN요인은 단독으로 사용되는 것 보다는 이미지, 역할 등 다른 요소들과 상호작용이 늘어날수록 학습효과 및 사용자 경험 제고 효과 모두 유의하게 나타남을 확인할 수 있었다.
즉, HN요인은 이미지와 역할 등 모든 요인과 상호작용을 할 때 학습촉진 및 신뢰성, 매력성과 같은 전반적인 사용자 경험 효과에서 모두 유의하게 나타났다. 이와 같이 HN요인은 단독으로 사용되는 것 보다는 이미지, 역할 등 다른 요소들과 상호작용이 늘어날수록 학습효과 및 사용자 경험 제고 효과 모두 유의하게 나타남을 확인할 수 있었다.
학습용 에이전트의 학습촉진과 관련해서는 HN 수준이 높다고 학습촉진이 제고되는 것은 아니고 학습용 에이전트가 동반자 역할을 하면서 이미지가 주어질 때 HN 수준이 높을 경우 학습촉진에 긍정적으로 영향을 미쳤다. 특히 이미지 요인이 상호작용효과가 발생하는 요인으로 모두 포함되어 있다는 점에서 이미지가 학습촉진 효과에 미치는 영향에 주목할 필요가 있을 것으로 보인다.
학습용 에이전트에 대한 사용자 경험 중 신뢰성은, HN 정도가 높고 학습용 에이전트의 역할이 동반자일 때 향상되었고 학습촉진과 마찬가지로 동반자 x 이미지 x HN 수준이 높은 경우에도 향상되는 것으로 나타났다. 이로써 학습용 에이전트와 함께 학습하는 환경에서는 학습용 에이전트의 역할이 동반자, HN차원이 높음 등과 같이 친근감이 더 쉽게 형성될 수 있는 조건에서 신뢰성이 증가됨을 알 수 있다.
학습용 에이전트에 대한 사용자 경험 중 신뢰성은, HN 정도가 높고 학습용 에이전트의 역할이 동반자일 때 향상되었고 학습촉진과 마찬가지로 동반자 x 이미지 x HN 수준이 높은 경우에도 향상되는 것으로 나타났다. 이로써 학습용 에이전트와 함께 학습하는 환경에서는 학습용 에이전트의 역할이 동반자, HN차원이 높음 등과 같이 친근감이 더 쉽게 형성될 수 있는 조건에서 신뢰성이 증가됨을 알 수 있다.
한편 학습자가 학습용 에이전트를 매력있다고 인지하는 정도는, 에이전트의 HN 수준이 높고 동반자로 역할 하면서 의인화 요소로써 이미지가 추가되는 조건에서 가장 큰 것으로 나타났다. 이로써 동반자, 높은 차원의 HN 속성이라는 조건으로 인한, 다소 감성적인 요인인 친근함이 참여도에 영향을 줄 수 있음을 알 수 있다.
셋째, 실무적 관점의 시사점으로 이 연구가 향후 학습용 에이전트 디자인에 있어 실질적인 방향을 제시한 점이다. 구체적으로, 학습용 에이전트에 대한 신뢰성을 형성하기 위해서는 학습용 에이전트를 동반자이면서 HN차원을 높게 디자인하는 것이 효과적임을 확인하였다. 또한 학습용 에이전트가 학습자에게 매력 있는 대상으로 여겨지기 위해서는 외형적 요인인 이미지보다 HN 차원과 역할을 더 친근한 방향으로 디자인하는 것이 효과적인 것으로 나타났다.
구체적으로, 학습용 에이전트에 대한 신뢰성을 형성하기 위해서는 학습용 에이전트를 동반자이면서 HN차원을 높게 디자인하는 것이 효과적임을 확인하였다. 또한 학습용 에이전트가 학습자에게 매력 있는 대상으로 여겨지기 위해서는 외형적 요인인 이미지보다 HN 차원과 역할을 더 친근한 방향으로 디자인하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 한편 학습용 에이전트의 가장 중요한 역할 중 하나인 학습촉진 효과를 위해서는 학습용 에이전트 디자인 시 이미지 요인을 고려할 필요가 있음이 확인되었다.

후속연구

첫째, 이 연구의 의의는 HN차원을 위주로 의인화 효과를 검토한 선행연구들과 달리 다른 의인화 요인과 HN차원을 결합하여 설계할 때의 상호작용 효과를 검증한 데 있다. 다차원의 의인화 요인을 제품과 시스템에 적용하여 그 효과를 살펴보려는 후속 연구에 다양한 관점으로 연구를 디자인할 수 있는 가능성을 제시하였다.
첫째, 이 연구의 의의는 HN차원을 위주로 의인화 효과를 검토한 선행연구들과 달리 다른 의인화 요인과 HN차원을 결합하여 설계할 때의 상호작용 효과를 검증한 데 있다. 다차원의 의인화 요인을 제품과 시스템에 적용하여 그 효과를 살펴보려는 후속 연구에 다양한 관점으로 연구를 디자인할 수 있는 가능성을 제시하였다.
둘째, 외국어 학습용 에이전트라는 교육 서비스 전문애플리케이션 분야에 HN차원을 적용하여 의인화 관련 연구에서 HN 속성의 활용 분야를 확장한 점이다. HN 차원의 적용 정도에 따라 사용자 경험뿐 아니라 학습효율이라는 특정한 결과에서 차이가 발생할 수 있음을 입증한 것에 본 연구의 차별성이 있다.
셋째, 실무적 관점의 시사점으로 이 연구가 향후 학습용 에이전트 디자인에 있어 실질적인 방향을 제시한 점이다. 구체적으로, 학습용 에이전트에 대한 신뢰성을 형성하기 위해서는 학습용 에이전트를 동반자이면서 HN차원을 높게 디자인하는 것이 효과적임을 확인하였다.
한편 학습용 에이전트의 가장 중요한 역할 중 하나인 학습촉진 효과를 위해서는 학습용 에이전트 디자인 시 이미지 요인을 고려할 필요가 있음이 확인되었다. 이와 같은 결과를 향후 모바일 기반학습용 에이전트 디자인에 적용함으로써 학습자에게 학습에 대한 의지를 제고하고 동시에 사용만족을 제공할 수 있는 애플리케이션을 설계할 수 것으로 기대한다.
다만 본 연구에서 학습용 에이전트의 학습효과 및 사용자경험에 대한 영향을 연구하면서 학습콘텐츠를 영어학습으로 한정한 것은 본 연구 결과를 광범위한 학습 분야에 적용하는데 한계점으로 보인다. 향후 연구에서 이와 같은 연구를 진행할 때 다양한 콘텐츠 학습 환경에 본 연구 프레임을 적용함으로써 연구 결과의 타당성을 제고할 수 있을 것이다.
다만 본 연구에서 학습용 에이전트의 학습효과 및 사용자경험에 대한 영향을 연구하면서 학습콘텐츠를 영어학습으로 한정한 것은 본 연구 결과를 광범위한 학습 분야에 적용하는데 한계점으로 보인다. 향후 연구에서 이와 같은 연구를 진행할 때 다양한 콘텐츠 학습 환경에 본 연구 프레임을 적용함으로써 연구 결과의 타당성을 제고할 수 있을 것이다. 또한 실험 참가자를 대학생으로 한정한 것은 다양한 계층이 실험에 참가함으로써 연구 결과에 미칠 수 있는 외생변수를 미연에 차단하고자 한 것이었으나 실제 본 연구의 목적이 스마트폰 애플리케이션을 활용하여 학습할 때 학습효과를 거둘 수 있는 요인에 대해 탐구하는 것이라는 점에서 보면 실험참가자의 다양성 배제가 연구 한계점이 될 수도 있다.
향후 연구에서 이와 같은 연구를 진행할 때 다양한 콘텐츠 학습 환경에 본 연구 프레임을 적용함으로써 연구 결과의 타당성을 제고할 수 있을 것이다. 또한 실험 참가자를 대학생으로 한정한 것은 다양한 계층이 실험에 참가함으로써 연구 결과에 미칠 수 있는 외생변수를 미연에 차단하고자 한 것이었으나 실제 본 연구의 목적이 스마트폰 애플리케이션을 활용하여 학습할 때 학습효과를 거둘 수 있는 요인에 대해 탐구하는 것이라는 점에서 보면 실험참가자의 다양성 배제가 연구 한계점이 될 수도 있다. 향후 이와 같은 연구 진행 시 이러한 점을 샘플링 단계에서 고려하는 것이 바람직할 것이다.
또한 실험 참가자를 대학생으로 한정한 것은 다양한 계층이 실험에 참가함으로써 연구 결과에 미칠 수 있는 외생변수를 미연에 차단하고자 한 것이었으나 실제 본 연구의 목적이 스마트폰 애플리케이션을 활용하여 학습할 때 학습효과를 거둘 수 있는 요인에 대해 탐구하는 것이라는 점에서 보면 실험참가자의 다양성 배제가 연구 한계점이 될 수도 있다. 향후 이와 같은 연구 진행 시 이러한 점을 샘플링 단계에서 고려하는 것이 바람직할 것이다.
실험결과를 측정할 때 실험 참가자가 스스로 설문을 작성하는 방식으로 진행한 것은 실험결과 측정 결과에서 참가자의 자의성 및 주관성을 원천적으로 배제하기 어렵게 함으로써 연구 결과에 대한 신뢰도 확보에 한계로 작용될 수 있다. 후속 연구에서는 결과 측정 시 설문지와 병행하여 관찰이나 심층 인터뷰를 진행할 수 있을 것이다.
실험결과를 측정할 때 실험 참가자가 스스로 설문을 작성하는 방식으로 진행한 것은 실험결과 측정 결과에서 참가자의 자의성 및 주관성을 원천적으로 배제하기 어렵게 함으로써 연구 결과에 대한 신뢰도 확보에 한계로 작용될 수 있다. 후속 연구에서는 결과 측정 시 설문지와 병행하여 관찰이나 심층 인터뷰를 진행할 수 있을 것이다.
실험결과 측정을 실험 직후 1회로 하여 실험조건에 대한 장기간에 걸친 학습효과 측정에는 한계가 있다. 향후 학습용 에이전트 디자인 요인에 따른 학습효과 및 사용자경험 영향을 연구함에 있어 시계열적 효과측정을 병행하는 것을 고려해 볼만 하다.
실험결과 측정을 실험 직후 1회로 하여 실험조건에 대한 장기간에 걸친 학습효과 측정에는 한계가 있다. 향후 학습용 에이전트 디자인 요인에 따른 학습효과 및 사용자경험 영향을 연구함에 있어 시계열적 효과측정을 병행하는 것을 고려해 볼만 하다.
이 연구 데이터가 수집된 시점 이후 모바일 기반 영어학습 애플리케이션 시장이 증강현실(AR) 기반으로 진화하는 등의 변화가 진행 중이다. 하지만, 체화, 성격과 대화 스타일, 역할 등 학습 에이전트의 기본 설계 요인은 거의 동일하므로 증강현실 표현 양식에 이 연구의 설계 요인을 적용한 후속 연구를 제안한다.

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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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