보고서 정보
주관연구기관 |
인하대학교 InHa University |
연구책임자 |
이우기
|
참여연구자 |
위정재
,
심봉섭
,
강명철
,
Rashid Tojiboev
,
전지수
,
문성민
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2019-08 |
과제시작연도 |
2019 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202000005790 |
과제고유번호 |
1711102570 |
사업명 |
다부처공동기획연구지원(R&D) |
DB 구축일자 |
2020-07-29
|
초록
▼
1. 사업 추진 필요성
가. 사업 추진 배경
□ 언어장애자와 언어소외계층이 겪는 복합적인 사회문제를 해결하고 언어 교육 개선을 위한 새로운 AI 토킹 시스템 필요
ㅇ 언어장애자와 언어소외계층은 성범죄, 폭력, 차별, 취업, 결혼, 육아, 학교생활, 사회생활, 대인관계 등 다양한 사회문제 직면
ㅇ 기존 의사소통 보조기기는 해외 기술에 의존하고 있고 한국어와 관련하여 언어 장애 및 소외계층의 니즈를 반영하지 못함
ㅇ 관련 소재·센서·디바이스 및 시스템 부재
ㅇ 영어 사교육비·어학연수비용 증대로 교육의 기
1. 사업 추진 필요성
가. 사업 추진 배경
□ 언어장애자와 언어소외계층이 겪는 복합적인 사회문제를 해결하고 언어 교육 개선을 위한 새로운 AI 토킹 시스템 필요
ㅇ 언어장애자와 언어소외계층은 성범죄, 폭력, 차별, 취업, 결혼, 육아, 학교생활, 사회생활, 대인관계 등 다양한 사회문제 직면
ㅇ 기존 의사소통 보조기기는 해외 기술에 의존하고 있고 한국어와 관련하여 언어 장애 및 소외계층의 니즈를 반영하지 못함
ㅇ 관련 소재·센서·디바이스 및 시스템 부재
ㅇ 영어 사교육비·어학연수비용 증대로 교육의 기회 양극화
ㅇ 인공지능 언어 시장의 팽창에 대한 새로운 기술의 폭발력 확보
나. 사업 추진 필요성
□ (기술적) 인공지능 토킹시스템의 원천기술 확보
ㅇ (인공지능) 조음관련 근육기반 조음센서로부터 인식된 음운 기반 자연어 처리기술 및 개인 맞춤형 발화 음성합성 기술 개발 필요
ㅇ (센서) 인공지능 조음센서 원천기술 확보 및 생체신호 측정/자극 인터페이스 요소기술 개발 필요
ㅇ (디바이스) 조음센서 처리용 초저전력 시스템 반도체 기술과 인공 지능 기능 탑재한 최고수준의 음성발화 인터페이스 개발 필요
□ (산업적) 한국형 AI 토킹시스템 기술의 글로벌 시장 선점
ㅇ (융·복합 기술) 융·복합적 관점에서 첨단소재, 센서, 시스템, AI 기술 간 목적성 있는 정보공유 및 통합기술 개발 필요
ㅇ (키트 사업화) 조음인식 디바이스 관련 시스템반도체 국산화 및 조음키트 사업의 글로벌 수준의 사업경쟁력 선점 가능
ㅇ (에듀 사업화) 영어(언어) 교육의 사업화, 패키지 상품화 및 수출
□ (사회적) 인공지능 언어 교육시스템을 통한 언어 장벽 해소 및 사회적 가치 실현
ㅇ (장애인·취약계층 복지증진) 언어장애 질환으로 삶의 질이 저하된 취약계층을 위한 국가차원의 사용자 친화적 기술제공
ㅇ (융·복합 연구) 보건의료 빅데이터 플랫폼 구축을 통한 혁신형 의료기기 개발 및 맞춤형 보건복지 서비스 지원
ㅇ (언어 장벽 해소) 다문화 가족과 북한이탈 가족의 구성원들이 언어장벽으로 인한 사회 부적응 현상을 극복하고 육아 및 취업의 어려움 해소하며, 추후 통일 한국의 언어체계에 대한 과학적 준비
다. 국내외 대응현황
(국내) 4차 산업 혁명 시대에 발맞춰 과학기술을 통한 복지국가 및 공정사회 구현
ㅇ ‘더불어 잘 사는 경제’와 ‘내 삶을 책임지는 국가’를 모토로, 과학기술 발전을 강조하고 국가가 책임지는 보육과 교육을 실현하며 차별 없는 공정사회를 이룩하기 위해 노력
- 저소득 언어장애인의 의사소통 지원을 위한 사회서비스 제공
- 장애학생 보완 대체 의사소통 지원 사업을 실시하고 보조도구 개발 사업을 추진
ㅇ 장애인을 위한 앱(App) 및 인공지능 시스템 개발을 진행하였으나, 구체적인 AAC 기술 구현 및 시스템 개발 미흡
- 현 AAC 기술은 그림 심볼, 멀티페이지 카테고리를 제공하지만 언어 장애인의 니즈를 충족하지 못하고 있음
- 틀린 음절을 정확히 어떻게 발음해야 하는지에 대한 가이드라인 제공이 요구되며 개별 유형의 언어소외계층에 맞는 인터페이스 필요
- 레이더를 이용하여 입, 혀, 턱 등 조음 기관의 물리적 이동 변화를 감지하는 기술이 존재하지만 웨어러블 센서에 대한 연구 부족
□ (해외) 주요국을 중심으로 디지털 헬스케어 산업의 관심이 고조되고 있으며 공공/민간 분야 구분 없이 다양한 정책 수립 및 새로운 산업 생태계를 형성하고자 노력
ㅇ 고령화·건강에 대한 관심증대, ICT 기술의 발전으로 헬스케어 패러다임이 치료·병원 중심에서 예방·소비자 중심으로 변화
ㅇ 다양한 데이터를 수집·분석·활용하여 맞춤형 의료서비스를 제공하는 디지털 헬스케어가 4차 산업혁명 시대 핵심 산업으로 부각
ㅇ 세계경제의 저성장 국면에도 헬스케어 시장이 급격히 성장하고, 헬스케어 신산업 선점을 위한 다양한 정책 발표
ㅇ 미국을 중심으로 AI 토킹시스템을 개발 중이나, 목소리 기반이며, 센서와 시스템 간 동시 결합이 이루어진 사례는 부재
- 미국 등에서 AI 토킹 시스템 개발 중이나 실질적인 언어 교육 및 교정이 가능한 스마트한 피드백 미흡
- 조음 센서와 인공지능 토킹 시스템과의 유기적인 연계 부재
- 영국의 ‘Artificial Palate’의 경우 조음센서 처리를 위한 초저전력 시스템 반도체 기술의 부재
2. 다부처 공동 R&D 추진 필요성
□ 세계 선도형 원천기술부터 수요자 맞춤형 인공지능, 장애인 및 교육에의 보급까지 전주기적 사업으로 각개 부처에서 담당하기 보다, 다부처 협력 사업으로 기술과 보급의 실효성 확보가 필요
ㅇ 장애인 언어치료 및 언어교육 수요 맞춤형 VOICE AI 토킹시스템 개발을 위하여 각 부처 특성에 따른 긴밀한 협력관계 조성 필요
ㅇ 언어장애인과 언어소외계층을 위한 의사소통 기기 개발 추진 및 지원 서비스 사업을 통합적으로 추진하기 위해 다부처 협력 필요
- (과기부) 웨어러블 조음센서 기반 AI 언어 원천기술 확보
- (산자부) 지속가능한 한국형 AI 기술 산업화, 글로벌 시장 선점
- (복지부) AI 토킹시스템 보급으로 언어장애인의 의사소통 복지제공, 사회참여 기회확대
- (여가부) 언어소외계층의 언어장벽 해소를 통한 탈차별화
- (교육부) 인공지능 토킹시스템 보급을 통한 언어교육 혁신
□ 다부처 협업을 통해 전주기적 사업 실효성 제고 및 사회문제 해결, 신사업 확대, 고품질 일자리 창출, 나눔 가치실현의 다가치적 시너지 효과가 있는 국가 정책을 실현하고 글로벌 시장 개척
ㅇ 디바이스 기술개발 및 상용화 과정에서 필요한 사용자군 정보 및 데이터베이스를 통합하여 원활한 정보 교류 가능
- (과기부와 산자부 협업) VOICE센서, 디바이스, AI 기술 개발부터 시스템 상용화 및 응용산업까지의 체계적인 전주기적 기술 확보 가능
- (과기부, 산자부, 복지부, 교육부, 여가부 협업) VOICE랩 (리빙랩) 구축을 통한 수요자 중심 인공지능 언어 재활 및 교육 시스템 실현
- (복지부와 교육부 협업) 장애인 대상 특수 교육 및 언어소외계층 대상 언어 교육 실시
ㅇ 다부처 공동 기획 및 협업을 통한 인텔리전트 헬스기술 창출, 글로벌 산업진출 및 세계시장 선점
- (산자부와 복지부 협업) 언어 생체인터페이스와 AI 시스템의 결합으로 신개념의 인텔리전트 헬스 비즈니스 모델 창출, 지속가능한 산업화 성취로 장애인 복지 및 사회진출 기회 확대, 함께 잘사는 사회로의 나눔의 가치 실현
- (과기부와 산자부 협업) 조음센서용 생체 인터페이스 원천기술 확보, 초소형 웨어러블 디바이스의 수요자 맞춤형 제품화 기술 개발, 언어 치료, 교정, 교육 관련 파급산업의 신성장 동력 창출
- (과기부, 산자부, 교육부 협업) 국내 영어시장을 대상으로 새로운 패러다임의 언어교육 체계 확립, 생체 인터페이스 및 첨단 인공지능기술 기반 신개념 언어교육 모델로 언어교육의 새바람 창출, 교육프로그램 수출 상품화, 세계 언어장벽을 낮추는 한국형 프로그램의 세계화 기여
3. 사업 내용
□ 사업 비전 및 목표
ㅇ 사업비전 : “VOICE AI 기술 기반 언어평등 사회 구현”
ㅇ 사업목표
- (VOICE 트윈) AI 토킹시스템, 조음DB, 오픈 라이브러리, 딥러닝 허브, 3D 언어 디지털 트윈 구축
- (VOICE 키트) 사용자 친화적 IoT 조음센서, 시스템 반도체, 저전력 무선통신, 웨어러블 디바이스 기술 개발
- (VOICE 에듀) 언어치료 및 언어교육 프로그램, 조음 및 언어 빅데이터, 지능형 피드백 및 사용자 인터페이스 개발
□ VOICE 트윈, VOICE 키트, VOICE 에듀 기반 AI 토킹시스템 개발
ㅇ VOICE 트윈 : 언어 인공지능 + 토킹 시스템 개발
- (언어 인공지능) 생체신호로부터 발화 음운 인식 모델 개발
- (언어 인공지능) 발화 음성 자동 평가 모델 구축
- (언어 인공지능) 설명가능한 자연어 처리연구를 통해 발화 의도 분류
- (토킹 시스템) 조음기관 생체신호 데이터 수집 및 생체신호 데이터베이스 설계
- (토킹 시스템) 조음 디바이스를 이용, 조음 근육의 움직임을 인지하여 조음 근육의 아날로그 신호를 디지털 데이터로 전환
ㅇ VOICE 키트 : 조음센서 + 웨어러블 디바이스 개발
- (조음센서) 구강 내 지속사용가능한 인체 친화적 소재 및 센서 개발
- (조음센서) 조음 생체 신호 감지 센서용 복합제 어레이 개발
- (조음센서) 탄소 나노 소개 기반 센서 기술 구축
- (웨어러블 디바이스) 자동 조음 인식 기술 개발
- (웨어러블 디바이스) 초저전력 AFE (Analog Front End) 설계
ㅇ VOICE 에듀 : 장애인 + 언어소외계층 재활 및 교육
- (장애인) 음성언어장애인을 위한 상황인지 기반 지능형 콘텐츠 개발
- (장애인) 지능형 피드백 및 사용자 친화적 인터페이스 개발
- (언어소외계층) 발음 및 언어교육 인공지능 시스템 개발하고 한국어와 영어 빅데이터 DB 구축
- 교육부와 연계를 통한 신개념의 언어 교육 콘텐츠 개발
- 기기 활용 기반 조성을 위한 관련 전문가(교사, 치료사) 교육
□ 추진체계 및 전략
ㅇ 부처 간 역할 분담
- 과학기술정보통신부 : 생체인터페이스 및 인공지능 원천기술 확보
- 산업통상자원부 : AI 토킹시스템의 지속가능 산업화
- 교육부 : AI 기술 기반 언어교육 및 특수교육 시스템 개발
- 보건복지부 : 언어 장애인의 언어치료/재활 프로그램 개발, 보급
- 여성가족부 : 언어소외계층의 언어교정 프로그램 개발, 보급
ㅇ 사업 추진체계
4. 기대효과
ㅇ (사회적) 언어 장애인과 언어소외계층의 사회참여 확대를 통한 복합적인 사회문제 해결 및 나눔과 포용사회 가치 실현
ㅇ (경제·산업적) 소재, 생체인터페이스, 인공지능 산업과, 언어 장애재활 및 치료, 언어 교육 시장에서 고루 편익이 발생할 것으로 예상되며, 특히 영어 교육 분야에서 큰 규모의 산업 및 고급형 일자리 창출 등 국가경제에 직접 기여할 수준의 상당한 편익 발생
ㅇ (기술적) VOICE AI 관련 기술을 선도적으로 개발하여, 글로벌 리더로의 도약, 국가 브랜드 가치 향상에 기여 가능
ㅇ (미래확장성) 미래형 생체 인터페이스 기술, 인공지능기반 언어 인텔리전트 산업 및 반려동물과의 의사소통을 위한 토킹시스템 등으로 기술의 확장이 가능하고, 동일 기술로 다양한 세계 언어교육 시스템 적용하여 새로운 패러다임의 블루오션 산업으로 확장 및 세계시장선점이 가능
(출처 : 요약본 4p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 요약본 ... 4
- 목차 ... 16
- 그림목차 ... 17
- 표목차 ... 21
- 제1장 다부처공동R&D 추진 필요성 ... 22
- 제1절 사업 추진 배경 ... 22
- 제2절 국내외 대응 현황 ... 45
- 제3절 다부처 공동 R&D 추진 필요성 ... 85
- 제2장 사업내용 ... 97
- 제1절 사업목표 ... 97
- 제2절 세부 사업내용 ... 98
- 제3절 추진체계 및 전략 ... 136
- 제3장 기대효과 ... 139
- 붙임1. 사회문제해결형 비즈니스 모델 캔버스 ... 144
- 붙임2. 연구책임자 역량 ... 145
- 끝페이지 ... 146
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.