비대면 수업 개선을 위한 컴퓨팅 수업 설계 방안

나정은(Nah Jeongeun) 한국문화융합학회 2021 문화와 융합 Vol.43 No.10

코로나19 팬데믹 상황이 장기화되면서 대학에서는 계속 온라인 비대면 교육을 진행하고 있다. 2020학년도부터시작된 비대면 온라인 수업 경험은 대규모 교육 실험이 되었다. 이전부터 플립 러닝 등의 교육 방식의 변화가 제기되었지만, 전면적인 도입은 이루어지지 않았다. 코로나 상황으로 인해 어쩔 수 없이 비대면 온라인 교육이 지속되는 상황에서 기존 온라인 교육 연구 결과를 참조하여 비대면 수업에 적용할 방안들을 도출했다. 이를 컴퓨팅 수업에 적용하여 새로운 수업 설계와 수업 운영 방안을 마련하였다. 2021년도에도 여전히 코로나19로 인해 비대면 교육이 지속되고 있지만 온라인 교육의 한계를 극복하고 더 효과적인 교육이 되도록 해야 한다. 비대면 교육상황이라도 개별 수업마다 설정한 교육 목표를 달성하는 것이 제일 중요한 핵심 과제다. 본 연구에서는 비대면 환경에서 컴퓨팅 수업의 어려움을 파악하고 개선해야 할 방안들을 도출한 후 컴퓨팅 과목의 수업목표를 달성할 수 있도록 학습자 중심의 비대면 수업 운영 방법들을 적용하였다. 4차 산업혁명 시대에사회적으로 필요한 인재 양성을 위해 정보기술 교육이 실효성 있게 진행되어야 하는 시점이다. 정보기술 과목의 특성을 반영하여 수업 설계를 하였고 학습자 중심의 수업이 되도록 수업 운영안을 모색하였다. As the COVID-19 pandemic continues, universities are continuing to conduct online untacteducation. The untact online class experience, which began in the 2020 school year, has becomea large-scale educational experiment. Changes in educational methods such as flip learning havebeen proposed before, but they have not been fully introduced. In a situation where untact onlineeducation continues inevitably due to the situation, we have derived measures to be applied tountact classes by referring to the research results of online education. By applying this to thecomputing class, a new class design and class operations were prepared. Although untact educationis continuing in 2021 due to COVID-19, it is necessary to overcome the limitations of onlineeducation and make it more effective. Even in the untact educational situations, the most importantgoal is to achieve the educational goals set for each class. In this study, after identifying the difficulties in untact computing class situations and derivingways to improve them, a class operation plan was designed to achieve the goals of the computingclass. In the era of the 4th industrial revolution, information technology education should beconducted effectively to nurture socially necessary human resources. The class was designed byreflecting the characteristics of the information technology subject, and the class operation wasdesigned based on learner-centered.

모방하는 전자두뇌, 인공지능의 시작

나정은(JeongEun Nah) 한국리터러시학회 2023 리터러시 연구 Vol.14 No.3

영화 이미테이션 게임(The Imitation Game)은 영국의 수학자, 암호학자인 앨런 튜링의 이야기를 다룬다. 2차 세계대전 당시 난공불락의 암호체계인 에니그마(Enigma)를 해독하여 전쟁을 승리로 이끈 주역이었다. 한 천재 수학자의 고뇌, 암호화하고 복호화하는 사이의 관계가 있지 않을까 하는 문제에 대한 호기심, 근본적인 문제 해결을 위한 접근, 이를 이해하고 지원하는 동료들과의 팀워크 등, 앨런 튜링의 역사적인 스토리와 함께 컴퓨터 과학의 초기 상황을 잘 설명해 놓은 영화이다. 이 영화에서는 문제를 해결하기 위해 이론적인 모델을 만든 튜링이 이것을 실제화시키는 노력의 과정을 고스란히 잘 보여준다. 오늘날까지 사용하게 된 현대 컴퓨터의 등장이 이 영화에서 잘 묘사되어 있다. 튜링은 하나만 할 수 있는 것이 아니라, 모든 것에 적용할 수 있는 기계를 생각했다. 프로그램을 만들 수 있을뿐더러 이를 다시 프로그래밍 하는 단계까지. 이를 넘어 기계는 인간이 생각하는 방식대로 생각할 수 없지만, 기계는 이를 모방하여 다르게 생각할 수 있지 않을까 하는 그의 의문이 현재 우리에게도 도전이 되고 있고 오늘날의 컴퓨터 과학, 그리고 인공지능의 시작이었다. The movie ‘The Imitation Game’ deals with the story of British mathematician and cryptographer Alan Turing. During World War II, he was the protagonist who led the war to victory by deciphering Enigma, an impregnable code system. Computer science with the historical story of Alan Turing, such as the agony of a genius mathematician, curiosity about the problem that there might be a relationship between encryption and decryption, an approach to solving a fundamental problem, and teamwork with colleagues who understand and support it. This is a movie that explains the early status of the computer(calculation machine). In this film, Turing, who created a theoretical model to solve a problem, shows the process of making an effort to realize it. The advent of the modern computer, which is still in use today, is well depicted in this film. Turing thought of a machine that could be applied to everything, not just one. The machine is not programmable, it’s re-programmable. Beyond this, his question that machines cannot think the way humans think, but machines can imitate and think differently is a challenge to us today and was the beginning of today's Computer Science and Artificial Intelligence.

교양 정보기술 영역의 교육수요 분석

나정은(Nah, Jeongeun) 한국문화융합학회 2021 문화와 융합 Vol.43 No.8

본 연구에서는 대학에서 전교생 대상의 정보기술 교육과정의 필요성과 교육수요를 점검하였다. 국가적으로나 사회적으로 피할 수 없는 변화의 가운데 있으며, 4차 산업혁명을 대비한 미래 인재를 양성해야 하는 것은 대학의 책임이다. 정부 주도의 소프트웨어 중심대학 사업이 진행되고 있고 사업에 참여하는 대학이나 참여하지 않는 대학 모두 소프트웨어 융합 교육의 필요성은 인지하고 있다. 다만, 어떤 방식으로 전 계열 대상의 소프트웨어 융합 교육을확대할 것인가 하는 문제는 각 대학의 과제이기도 하다. 본 연구는 연세대학교 대학 교양 정보와 기술 영역의 교육과정 개발과 필수화 준비과정을 소개한다. 전교생 대상의 정보기술 교육은 대학 교양 영역에서 담당하고 있다. 정보기술 기초반을 이수한 학생들을 대상으로 추가과목이수 의향을 설문 조사하였고 응답자 대부분이 추가로 과목을 이수하여 정보기술 능력 함양을 하려는 의지와 계획이 있음을 알 수 있었다. 컴퓨터 비전공자들은 정보기술 영역의 교과 이수를 하고 졸업 후 취업과 연계할 수 있도록 준비하려는 모습이 관찰되었다. 대학은 학생들의 성공을 지원하고 정보기술 교과과정 준비와 효과적인 교수법 등을 통해 교육의 목표를 달성할 수 있도록 운영되어야 한다. 대학은 교육과정 계획에 따른 과목개발과 효과적인 교육 방법을 적용하여 사회와 학생들의 요구에 적극적으로 대응해야 한다. In this study, the necessity and educational demand for Information Technology curriculum for all students were reviewed. We are in the midst of unavoidable changes in the 4th industrial revolution. It has become the responsibility of universities to nurture students for future human resources. The government-led University’s Software Educational Project is underway, both participating and non-participating universities recognize the need for SW convergence education. However, how to expand SW convergence education for non-CS majors remains an undertaking task for each university. This study introduces the curriculum development and compulsory preparation process in Information Technology as a general education at Yonsei University. For this purpose, the intention to take additional IT courses was surveyed for students who completed the basic IT course. Most of the students have plans to take additional IT courses. Students want to complete additional courses in the field of information technology and prepare themselves for employment after graduation. Universities should support students’ success and achieve the objective of education through changes in the IT curriculum development and effective teaching methods. Universities should develop subjects according to the curriculum plan, apply effective educational methods, and actively respond to the needs of society and students.

공공데이터와 인공지능을 활용한 상호작용형 군중 사고 예방 시스템 설계 및 구현

김준완 ( Junwan Kim ),공영배 ( Youngbae Kong ),김병호 ( Byeongho Kim ),박민재 ( Minjae Park ),나정은 ( Jeongeun Nah ) 한국정보처리학회 2023 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.30 No.2

COVID-19 대유행 및 이태원 압사 사고로 인해 안전 관점의 인구 밀집에 관심이 높아졌으며, 기존 CCTV를 통한 단순 관찰방식을 넘어 유동 인구의 흐름까지 예측한 인구 밀집도 파악이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 기존 관찰방식 공공데이터 CCTV에 컴퓨터 비전(CV) 및 다중 객체 추적(MOT) 기술을 추가 적용하여 사용자 중심(시각, 장소)의 유동 인구수와 인구 밀집 지역을 파악할 수 있는 모델을 제안하고 구현하였다. 이 모델을 적용함으로써 시민들은 안전한 환경에서 인구 밀집에 관련된 사고로부터 보호받을 수 있을 것으로 기대한다.

시선 방향 추정 알고리즘을 이용한 다중 사물 제어 시스템의 구현

유혜미 ( Hyemi Yu ),이주영 ( Jooyoung Lee ),전수림 ( Surim Jeon ),나정은 ( Jeongeun Nah ) 한국정보처리학회 2022 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.29 No.2

제어할 사물을 선택하기 위해 여러 단계를 거쳐야 하는 기존 ‘스마트 홈’의 단점을 보완하고자 본 논문에서는 사용자의 시선 방향을 추정하여 사용자가 바라보는 방향에 있는 사물을 제어할 수 있는 시스템을 제안한다. 일반 RGB 카메라를 통해 Pose Estimation으로 추출한 Landmark들의 좌표 값을 이용하여 시선 방향을 추정하는 알고리즘을 구현하였으며, 이는 근적외선 카메라와 Gaze Tracking 모델링을 통해 이루어지던 기존의 시선 추적 기술에 비해 가벼운 데이터를 산출하고 사용자와 센서간의 위치 제약이 적으며 별도의 장비를 필요로 하지 않는다. 해당 알고리즘으로 산출한 시선 추적의 정확도가 실제 주거환경에서 사용하기에 실효성이 있음을 실험을 통해 입증하였으며, 최종적으로 이 알고리즘을 적용하여 적외선 기기와 Google Home 제품에 사용할 수 있는 시선 방향 사물 제어 시스템을 구현하였다.

AI 영상 인식 모듈을 통한 운전자 관리 감독 시스템 구현

서현준 ( Hyun Jun Suh ),김민지 ( Min Ji Kim ),심재현 ( Jae Hyun Shim ),이승돈 ( Seung Don Lee ),나정은 ( Jeongeun Nah ) 한국정보처리학회 2023 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.30 No.2

매년 졸음 및 부주의 운전으로 인한 교통사고로 인명 및 재산 피해가 끊이지 않고 있다. 즉각적인 졸음 감지만을 위한 기존 시스템의 단점과 한계를 보완하고자, 본 논문에서는 위험 행동을 감지한 후 당시 사진과 데이터를 저장하고 이를 점수로 환산하여 장기적인 운전 습관 개선을 목표로 하는 운전자 관리 감독 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 화물차 운전자와 같이 장시간 운전을 하는 대상에게 안전 주행을 장려하고 올바른 운전문화를 확립하게 하여 교통안전에 긍정적 역할을 담당할 수 있다.

외상후 스트레스장애 환자의 증상 완화를 위한 모바일 게임 기반의 디지털치료기기 개발

서다원 ( Dawon Suh ),박난 ( Nan Park ),백인성 ( Inseong Baek ),김가현 ( Gahyeon Kim ),조윤진 ( Yoonjin Cho ),나정은 ( Jeongeun Nah ) 한국정보처리학회 2023 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.30 No.2

외상후 스트레스 장애(PTSD)는 장기적으로 심각한 기능 장애를 초래하므로 적절한 치료가 필수적이다. 현재 PTSD 치료법 중 효과가 검증된 주류 심리치료는 환자에게 정서적 고통을 유발하여 치료 중도 포기를 야기하고 치료 효과를 감소시키는 주요한 원인이다. 본 연구에서는 생성형 AI를 적용하여 사용자의 맞춤형 트라우마 이미지를 무의식적으로 노출시키는 방식으로 게임에 적용하였다. 개발된 게임은 디지털 치료기기로 사용함으로써 비침습적인 방법으로 치료의 효과를 증대한다.

자연어 처리를 위한 조건부 게이트 다층 퍼셉트론 모델 개발 및 구현

손규진 ( Guijin Son ),김승원 ( Seungone Kim ),주세준 ( Se June Joo ),조우진 ( Woojin Cho ),나정은 ( Jeongeun Nah ) 한국정보처리학회 2021 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.28 No.2

2018 년 Google 사의 사전 학습된 언어 인공지능 BERT 를 기점으로, 자연어 처리 학계는 주요 구조를 유지한 채 경쟁적으로 모델을 대형화하는 방향으로 발전했다. 그 결과, 오늘날 자연어 인공지능은 거대 사기업과 그에 준하는 컴퓨팅 자원을 소유한 연구단체만의 전유물이 되었다. 본 논문에서는 다층 퍼셉트론을 병렬적으로 배열해 자연어 인공지능을 제작하는 기법의 모델을 제안하고, 이를 적용한‘조건부 게이트 다층 퍼셉트론 모델(SG-MLP)’을 구현하고 그 결과를 비교 관찰하였다. SG-MLP 는 BERT 의 20%에 해당하는 사전 학습량만으로 다수의 지표에서 그것과 준하는 성능을 보였고, 동일한 과제에 대해 더 적은 연산 비용을 소요한다.

멀티모달 감정 인식 AI 기술을 이용한 우울증 예방 플랫폼 구축

장현빈 ( Hyunbeen Jang ),조의현 ( Uihyun Cho ),권수연 ( Suyeon Kwon ),임선민 ( Sun Min Lim ),조세린 ( Selin Cho ),나정은 ( Jeongeun Nah ) 한국정보처리학회 2023 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.30 No.2

본 연구는 사용자의 음성 패턴 분석과 텍스트 분류를 중심으로 이루어지는 한국어 감정 인식 작업을 개선하기 위해 Macaron Net 텍스트 모델의 결과와 MFCC 음성 모델의 결과 가중치 합을 분류하여 최종 감정을 판단하는 기존 82.9%였던 정확도들 텍스트 모델 기준 87.0%, Multi-Modal 모델 기준 88.0%로 개선한 모델을 제안한다. 해당 모델을 우울증 예방 플랫폼의 핵심 모델에 탑재하여 covid-19 팬데믹 이후 사회의 문제점으로 부상한 우울증 문제 해소에 기여 하고자 한다.