[논문]청각장애인을 위한 재난안전 픽토그램 긴급알림 전달 기술 개발

김용욱; 김현철; 조범준

doi:10.15683/kosdi.2023.3.31.076

청각장애인을 위한 재난안전 픽토그램 긴급알림 전달 기술 개발
Development of Novel Disaster Pictogram Emergency Alert Technology for Hearing Impaired 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.19 no.1 = no.59, 2023년, pp.76 - 83

김용욱 (Climate Technology Division, KIT Valley Inc) , 김현철 (Research Planning Division, KIT Valley Inc.) , 조범준 (Research Planning Division, KIT Valley Inc.)

초록
AI-Helper

연구목적: 지진, 호우, 태풍, 화재 등 긴급한 재난 알림 전달이 필요한 상황에서 청각장애인은 소리를 통한 알림을 인지할 수 없으며 문자를 통한 알림의 인지율도 비장애인에 비하여 상대적으로 낮은 편으로서 일반적인 수단의 재난알림을 신속하게 인지하기 어려운 경우가 많다. 이와 같은 청각장애인의 재난안전 긴급알림 인지의 취약성 문제를 해결하고자 픽토그램을 통한 재난안전 긴급알림 시스템이 개발되었다. 연구방법: 본 연구에서는 재난문자 통보문의 문구를 기반으로 청각장애인이 인지하기 보다 용 이한 일련의 픽토그램을 전달하는 시스템을 개발하고 자동 변환하는 방법을 탐색하고자 하였다. 연구결과: 이를 위해 재난안전 관련 긴급 통보문과 관련되는 픽토그램 기반의 알림을 전달하는 시스템이 개발되었고 자동변환에 적합한 인공신경망 구조와 훈련방법을 구성하여 재난문자에 대응되는 픽토그램 기반의 청각장애인 재난안전 긴급알림 시스템 구성이 제안되었다. 결론:본 연구를 통해 청각장애인 뿐만아니라 일반인 또는 한국어를 모르는 외국인도 쉽게 이해할 수 있는 픽토그램이 신속하게 표출될 수 있도록 하여 재난 취약계층의 취약성을 줄이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: In emergency situations such as earthquakes, heavy rains, typhoons, or fires, when quick delivery of emergency alerts is crucial, the hearing impaired are the ones who are the most disadvantaged and vulnerable when alerts are only delivered through auditory or text alerts. They can't perceive auditory information, and many have difficulties in fast understanding text-based alerts. Method: An alert system that can deliver pictograms for specific disaster situations has been devised. Then, a novel approach based on artificial intelligence has been studied so that the pictograms for specific disaster situations can be chosen instantly once a disaster alert is issued in text. Result: A disaster alert system that delivers pictograms for specific disaster situations was developed and a novel method has been suggested for automatic delivery. Conclusion: A system to instantaneously deliver disaster alert information in pictograms has been developed to improve alert delivery to the populations vulnerable to disaster due to hearing impairment by the instantaneous understanding of disaster situations through visual information.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Example of arrangement of pictograms for earthquake warning and response instructions (Fujimori et al., 2007)
표 Table 1. Requirement analysis for hearing impaired emergency alert system
표 Table 2. Functional definition for hearing impaired emergency alert system
그림 Fig. 2. Disaster-safety emergency alert system for hearing impaired
표 Table 2. Functional definition for hearing impaired emergency alert system(Continue)
그림 Fig. 3. Examples of pictograms for disaster types and disaster responses
그림 Fig. 4. Bag of words for disaster alert text messages for 8 major topics in the city of Seoul
그림 Fig. 5. Structural diagram for AI based pictogram emergency alert system
그림 Fig. 6. The stages of the AI based emergency alert system for hearing impaired

AI 본문요약
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문제 정의

그리고 특정 기간 동안의 재난 문자를 분석하여 중요 토픽을 추출하여 토픽 위주로 필요한 픽토그램을 식별할 수 있도록 하였다. 또한 트레이닝과 테스팅을 조합하여 단계적으로 재난문자 기반의 픽토그램 자동 추출이 점진적으로 이루어질 수 있는 방안을 도출하고자 하였다.
본 논문에서는 픽토그램을 활용하여 재난안전과 관련된 알림을 중앙 및 지방 방재관계기관에서 청각장애인에게 전달하는 시스템을 개발하고 여기에 인공신경망을 이용하여 텍스트 형태의 재난문자를 분석하여 중요 텍스트를 추출하고 이를 기반으로 픽토그램과의 연관을 훈련시켜 재난알림을 픽토그램으로 자동적으로 변환하여 표출하는 방안을 제시하고자 한다.
본 연구에서 다루는 청각장애인 재난안전 긴급알림 시스템은 청각장애인을 대상으로 서비스를 제공하고자 하는 지방자치단체 등에서 사용이 가능할 수 있도록 하는 시스템을 개발하는 것이었다. 이에 따라 시스템의 요구조건을 Table 1과 같이 수행 계획에서 기상청의 요구사항을 기반으로 정리한 재난정보에 대한 취득과 전달에 관련된 세부 항목 기반으로 식별하고 이에 대응하는 시스템의 기능을 도출하여 Table 2와 같이 식별하였다.
본 연구에서는 개발 중인 픽토그램 기반의 재난안전 긴급알림 시스템을 위한 요구조건과 기능 및 구성을 분석하고 인공지능을 활용하여 재난문자를 픽토그램을 자동으로 변환하는 모듈이 추가될 수 있는 프로세스를 식별하고자 하였다. 그리고 특정 기간 동안의 재난 문자를 분석하여 중요 토픽을 추출하여 토픽 위주로 필요한 픽토그램을 식별할 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 청각장애인과 같이 재난안전 알림을 청각적인 방법이나 문자를 통해서 인지에 어려움을 겪는 재난안전취약계층에게 재난안전 관련 긴급알림을 그림 형태의 픽토그램 형식으로 제공하여 보다 신속하고 정확하게 재난 발생 사실과 재난 유형을 식별하고 이에 대응할 수 있도록 하는 픽토그램 기반의 재난안전 긴급알림 전달 시스템을 개발하고자 하였다. 이를 위해 먼저 개발 중인 청각장애인 재난안전 긴급알림 전달시스템의 구성을 제시하고 여기에 인공지능 기반의 텍스트 분석 및 재난문자의 픽토그램과의 매칭 훈련을 통해 재난문자 발령시 자동적으로 이에 맞는 픽토그램이 표출될 수 있는 시스템을 제시하고자 하였다.
본 연구에서는 청각장애인과 같이 재난안전 알림을 청각적인 방법이나 문자를 통해서 인지에 어려움을 겪는 재난안전취약계층에게 재난안전 관련 긴급알림을 그림 형태의 픽토그램 형식으로 제공하여 보다 신속하고 정확하게 재난 발생 사실과 재난 유형을 식별하고 이에 대응할 수 있도록 하는 픽토그램 기반의 재난안전 긴급알림 전달 시스템을 개발하고자 하였다. 이를 위해 먼저 개발 중인 청각장애인 재난안전 긴급알림 전달시스템의 구성을 제시하고 여기에 인공지능 기반의 텍스트 분석 및 재난문자의 픽토그램과의 매칭 훈련을 통해 재난문자 발령시 자동적으로 이에 맞는 픽토그램이 표출될 수 있는 시스템을 제시하고자 하였다.

제안 방법

개발되는 시스템에서는 청각장애인에게 먼저 스마트폰앱 또는 스마트워치 앱을 통해서 픽토그램이 표출될 수 있도록 하였으며 재난안전 긴급정보를 행정안전부의 재난문자, 기상청의 기상특보, 환경부의 미세먼지 정보 등을 가져와서 이를 분석하여 1차적으로는 수동적으로 재난 정보에 해당되는 픽토그램을 선택하여 표준프로토콜로 청각장애인의 모바일 디바이스와 댁내에 본 연구의 메인 과제에서 같이 개발되는 청각장애인의 가정에 설치되어 스마트 LCD와 스마트 배게 등을 통해 재난안전 긴급정보를 전달할 수 있는 댁내시스템을 통해 청각장애인에게 픽토그램을 통하여 신속하고 정확하게 재난안전과 관련된 긴급정보가 전달될 수 있도록 시스템의 구성이 Fig. 2와 같이 도출 되었다.
본 연구에서는 개발 중인 픽토그램 기반의 재난안전 긴급알림 시스템을 위한 요구조건과 기능 및 구성을 분석하고 인공지능을 활용하여 재난문자를 픽토그램을 자동으로 변환하는 모듈이 추가될 수 있는 프로세스를 식별하고자 하였다. 그리고 특정 기간 동안의 재난 문자를 분석하여 중요 토픽을 추출하여 토픽 위주로 필요한 픽토그램을 식별할 수 있도록 하였다. 또한 트레이닝과 테스팅을 조합하여 단계적으로 재난문자 기반의 픽토그램 자동 추출이 점진적으로 이루어질 수 있는 방안을 도출하고자 하였다.
인공지능 기반의 청각장애인을 위한 재난안전 긴급알림 시스템 개발을 위해 입력으로 사용하게 될 재난문자에 대한 텍스트 분석을 수행하였다. 텍스트 분석에 사용된 재난 문자는 공공데이터포털(https://www.

대상 데이터

인공지능 기반의 청각장애인을 위한 재난안전 긴급알림 시스템 개발을 위해 입력으로 사용하게 될 재난문자에 대한 텍스트 분석을 수행하였다. 텍스트 분석에 사용된 재난 문자는 공공데이터포털(https://www.data.go.kr)에서 추출한 2020년 1월 26일부터 2021년 1월 31일까지 1년 동안 서울시의 각 구청에서 발송한 6,474건의 재난문자이다. 수집된 재난문자는 재난안전 긴급알림과 관련된 텍스트 분석에 앞서 먼저 키워드 분석을 통해 코로나바이러스와 같이 긴급성이 상대적으로 떨어지는 재난문자는 제외되었다.

성능/효과

수집된 재난문자는 재난안전 긴급알림과 관련된 텍스트 분석에 앞서 먼저 키워드 분석을 통해 코로나바이러스와 같이 긴급성이 상대적으로 떨어지는 재난문자는 제외되었다. 따라서, 코로나, 확진자 등의 코로나 바이러스 관련 재난문자를 키워드 필터링을 통해 모두 제외한 결과 6,474건의 재난문자는 243개로 축소되었다.
본 시스템은 재난정보를 수집하여 재난정보에 대응하는 픽토그램을 전달하는 시스템으로 재난알림 취약계층인 청각장애인이 직관적으로 재난에 대처하는데 도움을 줄 수 있다. 이와 같은 시스템 개발의 첫번째 단계로 재난문자를 기반으로 픽토그램을 수동으로 선택하여 재난정보를 전달하는 시스템이 먼저 개발되었고 여기에 훈련과 검증을 조합하여 재난문자를 기반으로 인공지능을 통해 자동적으로 픽토그램으로 변환할 수 있는 시스템의 개선안이 도출 되었다.
초기에는 재난문자에 대응하는 픽토그램의 조합을 수동으로 생성하는 동시에 인공신경망의 훈련에 사용하고, 일정 수준으로 인공신경망이 훈련되면 시스템이 반자동으로 운용되어 인공신경망이 픽토그램의 조합을 생성하여 제시하고 이를 시스템 사용자가 확인하여 전달하는 동시에 인공신경망에 훈련하고, 인공신경망 제시 픽토그램 조합의 오류율이 일정 수준 이하로 줄어들 경우 자동모드로 운영하여 재난문자가 수신 즉시 픽토그램의 조합이 생성될 수 있도록 하였다. 생성된 픽토그램 조합은 정보통신망을 통해 휴대폰, 스마트워치, 댁내 IT 장비로 전달하여 청각장애인 재난피해를 최소화할 수 있도록 하였다.
kr)에서 추출한 2020년 1월 26일부터 2021년 1월 31일까지 1년 동안 서울시의 각 구청에서 발송한 6,474건의 재난문자이다. 수집된 재난문자는 재난안전 긴급알림과 관련된 텍스트 분석에 앞서 먼저 키워드 분석을 통해 코로나바이러스와 같이 긴급성이 상대적으로 떨어지는 재난문자는 제외되었다. 따라서, 코로나, 확진자 등의 코로나 바이러스 관련 재난문자를 키워드 필터링을 통해 모두 제외한 결과 6,474건의 재난문자는 243개로 축소되었다.
, 2017) 재난 구조 상황에서도 청각장애인과 구조 등 재난 대응인력 사이에 효율적인 의사 소통 방안이 필요한 것을 알 수 있다. 이에 따라 청각장애인이 재난에 상당히 취약한 계층임을 알 수 있으며 청각장애인의 인지 특성을 고려한 재난안전과 관련된 긴급정보 전달과 소통 수단이 필요한 것을 파악할 수 있다.
본 시스템은 재난정보를 수집하여 재난정보에 대응하는 픽토그램을 전달하는 시스템으로 재난알림 취약계층인 청각장애인이 직관적으로 재난에 대처하는데 도움을 줄 수 있다. 이와 같은 시스템 개발의 첫번째 단계로 재난문자를 기반으로 픽토그램을 수동으로 선택하여 재난정보를 전달하는 시스템이 먼저 개발되었고 여기에 훈련과 검증을 조합하여 재난문자를 기반으로 인공지능을 통해 자동적으로 픽토그램으로 변환할 수 있는 시스템의 개선안이 도출 되었다. 본 연구에서는 제시되는 픽토그램에 대한 청각장애인 개개인에 따라 이해와 평가가 다를 수 있어 혼란을 유발할 수 있는 위험요소에 대한 분석 및 대응 방안은 도출되지 못하여 실제 적용을 위해서는 리빙랩 등을 통한 후속 연구를 통한 보완이 필요하다.

후속연구

본 연구에서는 제시되는 픽토그램에 대한 청각장애인 개개인에 따라 이해와 평가가 다를 수 있어 혼란을 유발할 수 있는 위험요소에 대한 분석 및 대응 방안은 도출되지 못하여 실제 적용을 위해서는 리빙랩 등을 통한 후속 연구를 통한 보완이 필요하다. 본 시스템이 완성된 후에는 지방자치단체 등에서 청각장애인을 위한 맞춤형 서비스로 운영될 수 있으며 청각장애인 뿐만 아니라 언어장애인과 외국인에게도 재난 정보를 신속하고 정확하게 전달될 수 있도록 서비스가 가능할 것으로 기대된다.
이와 같은 시스템 개발의 첫번째 단계로 재난문자를 기반으로 픽토그램을 수동으로 선택하여 재난정보를 전달하는 시스템이 먼저 개발되었고 여기에 훈련과 검증을 조합하여 재난문자를 기반으로 인공지능을 통해 자동적으로 픽토그램으로 변환할 수 있는 시스템의 개선안이 도출 되었다. 본 연구에서는 제시되는 픽토그램에 대한 청각장애인 개개인에 따라 이해와 평가가 다를 수 있어 혼란을 유발할 수 있는 위험요소에 대한 분석 및 대응 방안은 도출되지 못하여 실제 적용을 위해서는 리빙랩 등을 통한 후속 연구를 통한 보완이 필요하다. 본 시스템이 완성된 후에는 지방자치단체 등에서 청각장애인을 위한 맞춤형 서비스로 운영될 수 있으며 청각장애인 뿐만 아니라 언어장애인과 외국인에게도 재난 정보를 신속하고 정확하게 전달될 수 있도록 서비스가 가능할 것으로 기대된다.

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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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