[논문]인공지능 주의환기 보상전략 시스템이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업 주의집중력에 미치는 효과 분석

하용만; 장종욱

doi:10.7236/jiibc.2024.24.2.119

인공지능 주의환기 보상전략 시스템이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업 주의집중력에 미치는 효과 분석
Effect Analysis of a Artificial Intelligence Attention Redirection Compensation Strategy System on the Data Labeling Work Attention Concentration of Individuals with Developmental Disabilities 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.24 no.2, 2024년, pp.119 - 125

하용만 (동의대학교 인공지능학과) , 장종욱 (동의대학교 컴퓨터공학과)

초록
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본 논문에서는 인공지능 주의환기 보상전략 시스템이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업 주의집중력에 미치는 효과를 분석하였다. 주의집중력의 척도로는 세션별 작업 정확도와 작업수행량을 사용하였다. 연구 결과, 중재가 적용된 후 연구대상자 모두 자율작업 대비 주의집중력에서 유의미한 향상이 관찰되었다. 이러한 결과는 인공지능 기술이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업 중 주의집중력 향상에 긍정적으로 작용할 수 있음을 의미한다. 본 연구는 인공지능 기술의 적용이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업 정확도를 향상하여 학습데이터의 품질을 높일 수 있음을 보여주고 있으며, 발달장애인의 데이터라벨링 관련 직업훈련 프로그램에 중요한 시사점을 제공하리라 본다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper investigates the effect of an artificial intelligence attention redirection compensation strategy system on the data labeling work attention concentration by individuals with developmental disabilities. Task accuracy and task performance for each session were used as measures of attention concentration. As a result of the study, after the intervention was applied, a significant improvement in attention concentration was observed in all study subjects compared to self-serving task. These results mean that artificial intelligence technology can have a positive effect on improving the attention span of people with developmental disabilities during data labeling tasks. This study shows that the application of artificial intelligence technology can improve the quality of learning data by improving the accuracy of data labeling tasks for people with developmental disabilities, and is expected to provide important implications for vocational training programs related to data labeling for people with developmental disabilities.

주제어

표/그림 (4)

그림 그림 1. 연구대상자 A의 자율작업, 직무지도원 중재, 인공지능 중재에 따른 평균점수 비교(바운딩박스작업) Fig. 1. Comparison of mean scores according to research subject A's self-serving task, and job supervisor and artificial intelligence intervention (bounding box task)
그림 그림 2. 연구대상자 B의 자율작업, 직무지도원 중재, 인공지능 중재에 따른 평균점수 비교(바운딩박스작업) Fig. 2. Comparison of mean scores according to research subject B's self-serving task, and job supervisor and artificial intelligence intervention (bounding box task)
그림 그림 3. 연구대상자 A의 자율작업, 직무지도원 중재, 인공지능 중재에 따른 평균 점수 비교(폴리곤 작업) Fig. 3. Comparison of mean scores according to research subject A's self-serving task, and job supervisor and artificial intelligence intervention (polygon task)
그림 그림 4. 연구대상자 B의 자율작업, 직무지도원 중재, 인공지능 중재에 따른 평균 점수 비교(폴리곤작업) Fig. 4. Comparison of mean scores according to research subject B's self-serving task, and job supervisor and artificial intelligence intervention (polygon task)

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문은 인공지능 기술을 활용한 주의환기 보상전략 시스템이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 연구 결과, 인공지능 중재는 특히 폴리곤 작업과 같이 난이도가 높은 작업에서 주의집중력과 작업 효율성을 크게 향상시키는 것으로 나타났다.

제안 방법

본 논문에서는 인공지능 기술이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업 중 주의집중력에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는지 알아보기 위해, 발달장애인이 수행한 데이터 라벨링 작업 중 자율작업(기초선)과 두 가지 중재 방식, 즉 직무지도원 중재와 인공지능 중재에 따른 작업정확도의 개선효과를 PND 값을 사용하여 각각 비교 분석하였으며, 작업완수시간 비교, 작업점수의 표준편차를 이용하여 작업의 효율성과 안정성을 각각 비교 분석하였으며 연구 결과는 다음과 같다.

성능/효과

다음으로, 자율작업을 기초선으로 한 연구대상자 B에 대하여, 바운딩박스 작업에 대한 PND 값은 직무지도원 중재가 0%, 인공지능 중재가 20%로 나와 중재에 따른 작업정확도 점수의 효과는 없는 것으로 나타났다. 연구 대상자 B의 폴리곤 작업에 대한 PND 값은 직무지도원 중재가 0%, 인공지능 중재가 0%로 나와 두 중재에 따른 작업정확도 점수의 효과는 전혀 없는 것으로 나타났다.
셋째, 연구대상자 B의 폴리곤 작업에 대한 작업정확도를 보면 자율작업 대비 두 중재 모두 평균 점수가 향상되었으며 인공지능 중재의 경우, 작업점수가 173% 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 한 회기당 완료한 작업량을 살펴보면 자율작업 대비 사람과 인공지능의 중재 시 작업량이 월등히 증가하였으며 특히 인공지능 중재 시 330%의 향상을 보였다. 연구대상자 B의 경우, 작업점수와 작업량에 있어서 사람과 인공지능의 중재는 둘 다 매우 효과가 크며 특히, 인공지능의 중재 시 더 높은 효과를 얻는 것으로 나타났다.
먼저 작업점수의 표준편차는 자율작업에 비해 두 중재 모두 상당한 점수 하락을 보여 중재가 작업의 일관성을 유지하는데 효과가 있음을 알 수 있었으며 특히, 인공지능 중재의 경우 효과가 더 높게 나타났다. 다음으로 작업 소요 시간의 경우, 자율작업에 비해 두 중재 모두 작업을 완수하는 데 소요된 시간이 크게 감소했다.
먼저 작업점수의 표준편차는 자율작업에 비해 인공지능 중재 시 상당한 점수 하락을 보여 인공지능 중재가 작업의 일관성을 유지하는데 효과가 있음을 알 수 있었다. 다음으로 작업 소요 시간의 경우, 자율작업에 비해 두 중재 모두 작업을 완수하는 데 소요된 시간이 크게 감소했다.
먼저, 자율작업을 기초선으로 한 연구대상자 A에 대하여, 바운딩박스 작업에 대한 PND 값은 직무지도원 중재가 0%, 인공지능 중재가 20%로 나와 중재에 따른 작업정확도 점수의 효과는 없는 것으로 나타났다. 연구대상자 A의 폴리곤 작업에 대한 PND 값은 직무지도원 중재가 40%, 인공지능 중재가 60%로 나와 인공지능 중재에 따른 작업정확도 점수의 효과만 미비하게 나타났다.
셋째, 연구대상자 B의 폴리곤 작업에 대한 작업정확도를 보면 자율작업 대비 두 중재 모두 평균 점수가 향상되었으며 인공지능 중재의 경우, 작업점수가 173% 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 한 회기당 완료한 작업량을 살펴보면 자율작업 대비 사람과 인공지능의 중재 시 작업량이 월등히 증가하였으며 특히 인공지능 중재 시 330%의 향상을 보였다.
실제 실험을 진행하는 동안 발달장애인은 작업 시 중재의 여부와 무관하게 작업정확도를 높이기 위해 노력하는 모습을 보였는데, 다만 주어진 과제를 완수하는 데 걸리는 시간은 중재의 영향을 받는 것으로 나타났다.
본 논문은 인공지능 기술을 활용한 주의환기 보상전략 시스템이 발달장애인의 데이터 라벨링 작업에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 연구 결과, 인공지능 중재는 특히 폴리곤 작업과 같이 난이도가 높은 작업에서 주의집중력과 작업 효율성을 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 이는 인공지능 기술이 발달장애인의 작업 능력을 개선하고, 특히 복잡한 작업에서 중재가 더욱 효과적일 수 있음을 시사한다.
자율작업 대비 사람의 중재는 작업 시간을 273% 단축했고 인공지능 중재는 작업 시간을 385% 단축하였다. 연구대상자 A의 경우, 두 중재 모두 작업정확도를 유지하면서도 작업시간을 크게 단축하여 주의집중력에 효과가 있는 것으로 나타났다.
먼저, 자율작업을 기초선으로 한 연구대상자 A에 대하여, 바운딩박스 작업에 대한 PND 값은 직무지도원 중재가 0%, 인공지능 중재가 20%로 나와 중재에 따른 작업정확도 점수의 효과는 없는 것으로 나타났다. 연구대상자 A의 폴리곤 작업에 대한 PND 값은 직무지도원 중재가 40%, 인공지능 중재가 60%로 나와 인공지능 중재에 따른 작업정확도 점수의 효과만 미비하게 나타났다.
하지만 한 회기당 완료한 작업량을 살펴보면 자율작업 대비 사람과 인공지능의 중재가 있을 때, 작업량이 월등히 증가하였으며 특히 인공 지능 중재 시 가장 큰 증가 폭을 보였다. 주의집중력을 투입된 단위 시간당 생산된 출력량으로 평가하였을 때 연구대상자 A의 경우, 사람과 인공지능의 중재는 둘 다 매우 효과가 크며 특히, 인공지능의 중재 시 더 높은 효과를 얻는 것으로 나타났다.
첫째, 기초선인 자율작업과 두 중재에 따른 작업정확도의 PND 값은 연구대상자 A의 경우 폴리곤 작업에서의 인공지능 중재만 미미하나마 효과가 있는 것으로 나타났고, 나머지는 작업정확도에 대한 중재 효과가 없는 것으로 나타났다. 연구대상자 B의 경우는 모든 실험에서 PND 값을 통한 효과는 없는 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구 결과는 발달장애인의 직업 훈련 및 유지를 위한 교육 프로그램에 인공지능 기술을 적극적으로 활용할 것을 강조한다. 나아가 4차 산업혁명 시대에 맞는 발달장애인의 직업 훈련에 인공지능 기술을 어떻게 접목해야 하는지에 대한 중요한 시사점을 제공하는 데 기여할 것으로 기대된다.
이는 인공지능 기술이 발달장애인의 작업 능력을 개선하고, 특히 복잡한 작업에서 중재가 더욱 효과적일 수 있음을 시사한다. 본 연구 결과는 발달장애인의 직업 훈련 및 유지를 위한 교육 프로그램에 인공지능 기술을 적극적으로 활용할 것을 강조한다. 나아가 4차 산업혁명 시대에 맞는 발달장애인의 직업 훈련에 인공지능 기술을 어떻게 접목해야 하는지에 대한 중요한 시사점을 제공하는 데 기여할 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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