[KT AIVLE SCHOOL] AI 디지털교과서 기반 학습 보조 솔루션 VONDI

청각장애 학생을 위한 AI 디지털교과서 기반 학습 보조 솔루션 프로젝트

 

 

사업 배경

• AI 디지털 교과서 도입
  • 교육부는 963억 원을 배정하여 디지털 대전환 시대의 교육 비전을 제시하고 AI 디지털 교과서를 도입할 계획입니다.
  • AI 디지털 교과서는 디지털 기기를 통해 다양한 학습 콘텐츠를 제공하여 교육 환경을 혁신하려는 목표를 가지고 있습니다.

23.06.08 디지털 학습콘텐츠로 맞춤 교육지원 (교육부)
24.05.14 디지털 기반 수업의 인프라 지원 (교육부)

 

• 청각장애 학생들의 환경 : 디지털 정보격차 문제
  • 청각장애인의 디지털 정보화 수준이 가장 낮아, 디지털 기기를 효과적으로 활용하기 어려운 현실입니다.
  • 청각장애 학생들은 일반적으로 열악한 학습 환경에 놓여 있으며, 2023년 기준으로 80%가 일반학교에 진학하고 있지만 기본적인 학습 지원조차 받지 못하는 상황입니다

한국지능정보사회진흥원, 2023

 

• 수어 교육의 부족
  • 국립국어원의 ‘한국 수어 활용 조사’에 따르면, 청각장애 학생들 대부분이 수어 교육을 받기 어려운 환경에 있습니다.
  • 언어 발달기에 수어를 배우는 청각장애 아동의 비율이 5%에 불과하며, 수업 중 수어 사용이 어려운 현실입니다.

특수교육 통계 (교육부, 2023)      한국수어 활용 조사결과 (국립국어원, 2023)

 

• 학습 격차의 심화 : 디지털 교과서로 인한 격차 심화 우려
  • 청각장애 학생들이 활용하기 어려운 AI 디지털 교과서 도입은 오히려 학습 격차를 심화시킬 우려가 있습니다.
  • 청각장애 학생들은 수업 내용을 이해하는 데 큰 어려움을 겪고 있으며, 이러한 상황에서 디지털 전환이 그들에게 도움이 되지 않을 것입니다

 

• 접근성을 보장하기 위한 노력 : 한국교육학술정보원(KERIS)의 움직임
  • KERIS는 디지털 교과서 사용자들의 접근성을 높이기 위한 연구를 지속하고 있으며, 필수 준수 사항으로 자막 사용, 대체 수단 제공 및 수어 설명 첨부 등을 포함시키고 있습니다.
  • 그러나 현재 구현 방안은 미비하여 추가적인 솔루션이 필요합니다.

• 일반 학교 특수학급 선생님 인터뷰
  
  • 장애 정도에 따른 차별화된 수업 : 교사들은 청각장애 학생들이 이해할 수 있도록 자막이나 인쇄물 형태로 수업 자료를 변형하여 제공
  • 정보 습득의 어려움 : 일반 학급에서 수업하는 청각장애 학생들은 대부분 2급 장애를 가지고 있으며, 다양한 보조공학 기기를 활용하지만 학업 능력은 개인의 노력에 따라 다르게 나타납니다.
  • 교과수업의 갑작스러운 변동으로 인한 어려움 : 청각장애 학생들이 호소하는 주요 불편함은 수업 일정의 갑작스러운 변경입니다. 예를 들어, 이동 수업이 예고 없이 바뀌거나, 진행 방침이 변경될 경우 정보 전달이 원활하지 않아 학생들이 당황하는 경우가 많습니다.
  • 정부의 지원 정책 : 대구 교육청에서는 청각장애 진단비를 지원하며, 특수교육대상자로 선정된 이후에는 방과 후 자유수강권(월 12만원 정도)과 치료 지원비(월 13만원 정도)가 제공됩니다.

 

솔루션

 

청각장애 학생을 위한 VONDI 솔루션

이번 섹션에서는 청각장애 학생들의 학습을 지원하는 VONDI 솔루션에 대해 자세히 다루겠습니다. VONDI는 AI 기술을 활용하여 학습 접근성을 높이고, 청각장애 학생들이 보다 효과적으로 교육받을 수 있는 환경을 조성하는 데 중점을 두고 있습니다.

 

 VONDI 솔루션 구성 요소

• AI 속기사:
  • 선생님의 음성을 실시간 텍스트로 변환하여 자막을 제공합니다. 이는 KT AICC의 STT를 기반으로 하며, 자연어 처리(NLP)를 통해 발화 내용을 자연스럽고 이해하기 쉽게 만듭니다.

 

• AI 비서:
  • 스마트 알림장을 제공하여 선생님이 언급한 중요 단어를 정리하고, 날짜별 및 과목별로 분류하여 학생들이 수업 내용을 잘 관리할 수 있도록 돕습니다.
  • 수업 도우미 기능을 통해 수업 내용을 저장하고 요약본과 질의응답을 제공합니다.

• 수어 번역 기능:
  • 웹캠에서 학생의 수어를 인식하여 텍스트로 변환하며, 이는 LSTM 기반의 수어 인식 모델을 사용하여 이루어집니다.

 

 

• 수어 사전:
  • 국립국어원의 수어 영상 API와 연결되어 학생들이 궁금한 수어 단어를 검색하고, 영상으로 제공하여 더 깊이 있는 학습을 지원합니다.

 

 

• 기존 AI 디지털 교과서와 차별점
  • 기존의 디지털 교과서는 동영상과 콘텐츠에 한해 자막을 제공하는 반면, VONDI는 실시간 속기사 기능을 통해 교사와 학생 간의 의사 소통을 개선합니다.
  • AI 비서와 수어 서비스의 도입으로 청각장애 학생들에게 맞춤형 학습환경을 제공합니다

 

 

서비스 구성도

 

인프라 구성도

 

 

기대효과

• 교육 격차 해소 : 청각장애 학생의 학습 성과 개선
  • VONDI는 청각장애 학생들이 학습에 대한 불편함을 줄여줌으로써, 비장애학생들과의 교육 격차를 해소하는 데 기여할 것입니다.
  • 연구에 따르면, 청각장애인의 학력이 높을수록 적정 임금을 받는 비율이 4배, 안정적인 직장을 갖는 비율이 3배 증가합니다. 이러한 점에서 VONDI는 청각장애 학생들이 지속적으로 학습할 수 있는 기회를 제공하여, 그들의 직업 전망과 경제적 안정에 긍정적인 영향을 줄 것입니다

한국장애인고용공단 고용개발원

 

• 비용 절감
  • VONDI를 통해 학생 1인당 약 160만원의 비용 절감이 예상되며, 이는 3천여 명의 청각장애 학생이 15년간 사용할 경우 약 700억원의 예산 절감으로 이어질 것입니다.
  • 기존 각각의 서비스를 구독하던 방식과 비교하여 통합된 서비스 이용이 가능해져 학생들의 경제적 부담이 크게 줄어듭니다.

 

비용 산출 근거

 

 

LSTM 기반 실시간 수어 인식 및 번역 모델

https://ghoney99.tistory.com/61

[PYTHON] 수어 인식 및 번역 모델 개발

https://github.com/Ghoney99/hearing_impaired_helper_make_model

VONDI 서비스

https://github.com/Ghoney99/hearing_impaired_helper