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2018년 05월 11일 (금) 15:46
자폐아 STEM 교육에 로봇 활용한다

"ASD 환자에 태블릿보다 로봇이 효과적"


전세계의 학교에서 과학, 기술, 공학 및 수학(STEM) 교육을 강화하고 있는 가운데 로봇이 자폐아에게 STEM 개념을 가르치는데 도움이 될 수 있다는 의견이 제기됐다.

‘로보틱스 비즈니스 리뷰’는 로봇이 자폐아 STEM 교육에 활용되고 있는 사례를 소개하며 교육 잠재성에 대한 전문가 견해를 실었다. 사례 중 하나는 교실에서 ‘비-봇(Bee-Bot)’을 사용해 그리드 상의 다른 수학 문제로 이동하는 방식을 취한다. 아이들은 다음 단계로 이동하기 위해 문제에 답변을 하고 로봇을 코딩하는데 그 다음에는 두 번째 문제가 기다리고 있다. 다른 사례는 스페로(Sphero) 로봇이 미로를 통과하고 마찰력을 높이기 위해 전차에 무게를 더하면서 운동 및 마찰 원리를 가르치는데 도움을 주고 있다.

윌밍턴 노스캐롤라이나대학(University of North Carolina, Wilmington)의 아멜리아 무디(Amelia Moody)는 "로봇은 자폐증 스펙트럼 장애(ASD)를 가진 아이들을 교육에 참여시키는데 매우 유용한 도구"라며 "ASD를 가진 아이들은 재미있게 놀면서 운동과 계산 능력에 대해서도 배우고 있다"고 말한다.

그녀는 “우리는 행동과 감정을 가르치고 진정하는 방법을 복습하기 위해 코즈모(Cozmo)를 이용한다. 아이들은 자신이 놀고 있다고 생각하지만 실제로는 중요한 가르침을 받고 있는 것이다. 나오(Nao)나 마일로(Milo) 같은 일부 휴머노이드 로봇은 ASD를 가진 아이들의 요구를 충족시키기 위해 연구원들이 특별히 설계했다. 가령 사람과 로봇 사이의 격차를 줄이기 위해 안면 특징과 인간의 특성을 감소시켰다. 이 로봇들은 학습자들이 의사 소통과 사회적 기술을 습득하도록 돕는다”고 설명한다

지난 몇 년 동안 무디와 연구팀은 다음 로봇을 활용해 학교에서 사용할 수 있도록 몇 가지 로봇 키트를 제작했다.

* 안키(Anki)의 코즈모(Cozmo) * 테라핀 소프트웨어(Terrapin Software)의 비-봇(Bee-Bot) 및 프로-봇(Pro-Bot) * 이볼브(Evollve)의 오조봇(Ozobot) * 버즈봇(Buzzbots) * 레고의 레고 마인드스톰(Mindstorm)

각 키트에는 교사가 모델로 사용할 수 있는 교안이 포함되어 있지만 일단 교사들이 편안해지면 자신만의 수업을 만들 수 있다. 무디는 "우리는 STEM 학습 협동조합도 시작했다. 이를 통해 지식을 제공하는 엔지니어와 과학자들과 협력할 수 있으며 ASD와 관련된 개인에게 적용할 수 있는 방법을 생각할 수 있었다"고 전했다. 그녀는 "이 협업은 참여자 모두가 서로 다른 전문지식을 제공하고 서로의 아이디어를 습득할 수 있기 때문에 매우 가치있다"고 강조한다.

로봇은 일관되고 예측 가능

오조봇의 최고 제품 책임자인 조비 오테로(Joby Otero)는 "로봇이 일반 학습, 특히 STEM 공간에서 태블릿보다 더 유리하다"고 확신한다. 그 이유 중 하나는 로봇이 학생들을 다른 세계와 연결시킬 수 있는 물리적 참여를 제공하기 때문인데 이는 스크린보다 훨씬 자극적이라는 것이 그의 견해이다.

또 복잡한 물리적 세계에서 작동하는 경우에도 로봇은 고도의 패턴화된 예측 가능한 동작을 가질 수 있는데 이는 ASD를 가진 사람들에게 많은 안정감을 준다는 것이다. 오테로는 "로봇은 각 사용자의 사회적 불안을 피하기 위해 조정된 형태로 상호작용할 수 있다"고 설명한다.

ASD를 가진 아이들의 경우 타인과 눈 접촉을 하는 것과 같은 사회적 기대가 매우 부담스럽지만 로봇은 그런 문제가 없다는 것이다. 로봇 얼굴의 시각적 디자인조차도 이 작업에 개입 가능하다. 각 개인과 가장 잘 어울리는 방식으로 상호 작용함으로써 로봇은 세상 사람들과의 연결을 돕는다.

오조봇은 STEM 및 기타 목적으로 1만 개 이상의 학교에서 사용되고 있다. 오테로는 "로봇 시스템은 전통적인 학습 기술보다 더 쉽게 배우고 참여할 수 있도록 해주기 때문에 학생들의 학습 유지력이 향상됐다"고 말했다.그 이유는 최신 로봇 에보(Evo)를 포함한 오조봇들이 재미있고 친근하게 설계된 것도 있지만 자기표현을 위한 비어있는 슬레이트라는 점도 작용한다. 즉 의인화된 특징을 가지고 있지 않기 때문에 ASD를 가진 학생들에게 위협이 되지 않는다는 설명이다.

교실에 들어갈 가능성이 더 많은 로봇

무디는 로봇이 더 저렴하고 접근하기 쉽기 때문에 교실에서의 사용이 증가할 것이라고 보고 있다. 교사가 내용 지식과 도구를 가지고 있는 한 교육은 그들의 상상력에 달려있다. 각도를 측정하고, 시력 판독 단어를 배우거나 코딩 기술을 강화하는 등 로봇을 재미있는 참여 도구로 사용할 수 있다는 것이다.

오테로는 “특히 ASD를 가진 사용자를 비롯한 모든 사용자와의 상호작용을 스스로 조정할 수 있는 인공지능도 주목하고 있다”고 덧붙였다. 일부 팀은 ASD 사용자를 위해 로봇 공학 및 AI를 구축하고 행동 심리학자 및 비전통적인 기술 배경을 가진 다른 사람들과 협력하고 있다.

오테로는 "더 큰 로봇 시스템의 경우 소유하고 유지하는데 더 많은 비용이 소요될 것"이라며 가정 사용자는 '서비스로서의 로봇(RaaS)' 혹은 렌탈 모델로 로봇을 이용할 수 있다. 소유하는 대신 부모들은 집에 로봇을 들이기 위해 가입비를 지불하면 된다. 텔레프레즌스 옵션을 제공해 치료사와 교육자가 직접 혹은 원격으로도 로봇을 구독할 수 있다.

또 다른 중요한 트렌드는 삶의 다양한 영역에서 도움을 줄 수 있는 지속적인 동반자가 되도록 설계된 작은 개인 로봇이다. 이 로봇들은 학교, 집, 그 중간 어디에서나 놀이, 학습, 창의력, 사교 활동을 촉진할 전망이다.

오테로는 “많은 시스템이 분산학습(distributed learning)의 이점을 누릴 것이며 머신러닝을 통해 한 위치의 익명 데이터가 모든 사용자에게 더 나은 환경을 제공하게 될 것”이라고 말한다. 그는 "테슬라의 자동차처럼 우리 시스템과 일부 시스템은 즉시 업데이트 되도록 설계됐다"며 "분산 학습과 함께 ASD를 비롯한 모든 사람들이 잠재력을 발휘할 수 있는 로봇 개발에 박차를 가해야 한다"고 지적한다.
 
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