SMHRD 교육생 팀, 기초학력 저하 문제에서 아이디어 떠올려
'미취학 아동을 위한 CNN‧RNN 기반 한글 교육 서비스' 제안
"다문화가정‧장애인 등 대상 교육에도 확대 적용될 수 있을 것"
【편집자주】 광주광역시 소재 스마트인재개발원에서 지난달 교육과정을 수료한 학생들의 최종성과발표회와 수료식이 열렸다. 200여 명에 달하는 교육생들이 900시간 내외 인공지능(AI)‧빅데이터‧사물인터넷(IoT) 분야 교육을 마치고 최종 프로젝트를 시연하면서 성과를 발표하는 자리였다(관련 기사). 그동안 스마트인재개발원 교육생들은 국내 주요 해커톤 대회에서 잇따라 우승해 실력을 입증해왔다. 기자는 이번 'Aidea' 기획시리즈를 통해 청년들의 갈고닦은 역량이 결집된 기발한 아이디어들을 소개하려 한다.
# 6세 자녀를 둔 A씨. 자녀가 초등학교에 입학하기 전 한글을 가르치고 싶지만 코로나 때문에 유치원을 보내기도 쉽지 않고 집에서 직접 아이에게 가르치려고 해도 어떻게 해야 할지 막막했다. 아이를 책상 앞에 앉히고 한글 공부를 시켜보지만, 금세 흥미를 잃은 아이는 딴짓하기 일쑤다.
그런데 인공지능(AI) 기반 한글 교육 서비스를 이용하면서 부담을 크게 덜었다. 사진을 업로드하면 이미지에 대한 문장이 딥러닝 모델을 통해 생성돼, 아이는 이미지를 보고 자신이 생각한 것과 비교해볼 수 있다. 아이의 흥미를 유발할 수 있는 다양한 이미지와 퀴즈로 한글 단어와 문장을 공부하니, 아이의 집중력도 올라가고 배우는 속도도 눈에 띄게 빨라졌다.
초등학교 저학년의 기초학력 저하에 대한 지적이 지속적으로 제기되고 있는 가운데, 실제 일선 교사들 사이에서 1학년 1학기가 끝나도록 한글을 미처 다 떼지 못하는 등 기초학력이 부진한 학생들이 전년보다 늘었다는 우려의 목소리가 나오고 있다. 이에 미취학 시기 기초 한글 교육의 중요성도 커지고 있는 실정이다.
통상 미취학 아동들은 보호자의 지도 아래 한글을 깨우치는 경우가 대다수다. 물론 유치원이나 과외‧방문교사의 도움을 받기도 하지만, 통계에 따르면 부모가 자녀에게 직접 한글을 가르치는 가정의 비율이 가장 높은 것으로 나타났다. 어떻게 하면 가정에서도 미취학 아동들이 보다 쉽고 효과적으로 한글을 배울 수 있을까.
스마트인재개발원의 'BTS(Best Team of SMHRD)' 팀은 이 같은 고민에서 출발해 '미취학 아동을 위한 한글 교육 및 합성곱 신경망(CNN)‧순환 신경망(RNN) 기반 문장 생성 서비스'를 구상하게 됐다. 이번 프로젝트를 위해 백은서 팀장을 중심으로 서상휘‧이찬‧이호준‧최현준 팀원이 모여 머리를 맞댔다.
이들이 제안한 아이디어는 이미지를 통해 한글 단어와 문장을 재미있고 알기 쉽게 퀴즈로 학습하는 동시에, CNN과 RNN 분석을 토대로 이미지를 이용해 문장을 공부할 수 있도록 돕는 서비스다. 이미지를 통한 문장 생성 기능으로 문장 구조와 문법 학습은 물론 창의력 증진까지 돕겠다는 것.
아울러 이 서비스가 구축될 경우 미취학 아동뿐만 아니라 다문화가정‧장애인 등을 위한 교육에도 확대 적용될 수 있을 것이라는 게 BTS 팀의 설명이다. 백은서 BTS 팀장을 통해 해당 아이디어에 대한 이야기를 들어봤다.
Q. 아이디어를 고안하게 된 계기는.
▶ 최근 코로나19 사태가 길어지며 원격수업 장기화로 인한 교육 격차에 대한 우려가 점점 커지고 있다. 특히 초등학교 저학년들의 기초학력 부진이 심각한 문제로 떠올랐다는 이슈를 접했다.
또 자료조사를 수행한 결과 실제로 일선 교사들 사이에서는 1학기가 끝나도록 한글을 다 못 떼는 등 기초학력이 부진한 학생들이 전년보다 늘었다는 지적을 내놓고 있다고 해서 심각성을 느꼈다. 이에 가정에서도 미취학 아동에게 한글 교육을 효과적으로 제공할 수 있는 서비스를 구상하게 됐다.
Q. 아이디어에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다면.
▶ 해당 서비스의 주요 기능은 '낱말 퀴즈'와 '문장 퀴즈', '사진으로 공부하기'로 나뉠 수 있다. '낱말 퀴즈'와 '문장 퀴즈'는 이미지를 제시해 한글 단어와 문장을 재미있고 알기 쉽게 퀴즈 형태로 학습할 수 있는 기능이다. 낱말과 문장 이미지 데이터베이스 테이블을 구축하고, 퀴즈는 자바스크립트(Javascript) 알고리즘을 통해 구현했다.
'사진으로 공부하기'는 사용자가 갖고 있는 이미지를 업로드하면 사진의 상황에 맞는 문장을 출력해주는 기능이다. 이는 딥러닝 기술을 이용했다. 다양한 이미지와 해당 설명을 가지고 있는 플리커 8k 데이터 세트(Flickr 8k Dataset)를 CNN 모델을 활용해 학습시키고, RNN 모델을 통해 이미지에 맞는 상황 설명을 문장으로 나타낸 것이다.
다만 이 데이터가 영어로 이뤄져 있어서, 영어로 도출된 문장을 번역 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 이용해 한국어 문장으로 번역하는 과정이 필요했다. 이상의 내용은 파이선(Python)을 통해 구현했다. 플라스크(Flask) 서버를 이용해 웹과 모델을 연동함으로써 웹에서 이미지를 받고, 딥러닝 모델을 통해 문장을 출력해 웹 페이지로 도출했다.
Q. 프로젝트를 수행하는 과정에서 어려움은 없었나.
▶ 스마트인재개발원의 마지막 교육과정이 스프링 프레임워크(자바 플랫폼을 위한 오픈소스 애플리케이션 프레임워크)였는데, 기존에 만들던 웹 기능과는 다른 방식에 매력을 느꼈다. 실무에도 도움이 될 것 같아 이번 프로젝트에 꼭 사용해보고 싶었다. 그래서 미숙하지만 스프링을 최대한 활용하려고 고군분투했는데, 다른 팀들도 같은 생각이었는지 스프링 때문에 고생하고 있다는 소식이 들려왔다.
하지만 아쉽게도 프로젝트 진행은 더디기만 했고, 결국 팀원들과 의견을 모아 스프링 프레임워크를 포기하게 됐다. 그런데 다른 팀들 역시 같은 생각이었는지 우리 팀에 이어 포기하는 팀들이 속출했다. 그나마 우리 팀은 적절한 시기에 포기를 해서 완성 시기를 맞출 수 있었다. 슬프지만 일찍 포기한 게 다행이었나 싶었다.
Q. 이번 성과가 향후 구체적으로 어떻게 활용될 수 있을지.
▶ 장기적인 고객 유치를 위해 미취학 아동들이 성장했을 때의 교육 서비스도 생각해 보았다. 우선 현재 제공하고 있는 한글 교육에 맞춰 초등‧중등 국어 교육과 독서·토론·논술 교육 서비스로 확장하는 방향을 생각했고, 영어나 제2외국어 등의 다양한 과목으로도 확장할 수 있을 것 같다.
또 외부 교육 업체와 협업해 화상 교육 서비스 제공하는 방향도 좋을 것 같다. 예전에 화상 교사로 일을 한 적이 있는데, 미취학 아동들이 생각보다 화상 수업을 좋아해서 고객 유치가 잘 될 것이라고 생각한다. 이를 계속 진행시켜 나간다면 향후 총체적인 언어 교육 플랫폼 혹은 온라인 학원 플랫폼으로 성장할 수 있지 않을까 생각해본다.
아울러 사회적으로 기여할 방안도 고민했다. 그러던 중 이슈로 떠오르고 있는 한국판 뉴딜 2.0에 대해 조사해봤다. 5대 대표과제 가운데 4대 교육 향상 패키지라는 항목이 있었다. 우리 서비스가 기초 한글 교육을 다루고 있다는 점에서 다문화 구성원들의 한국어 교육을 위해서도 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 시각적 이미지인 사진을 문장으로 출력해준다는 점을 감안할 때, 여기에 문장을 읽어주는 기능을 추가한다면 장애인 교육에도 기여할 수 있을 것이라고 생각한다.
Q. 향후 계획에 대해.
▶ 사실 처음 이러한 개발 프로젝트와 컴퓨터 공부를 시작할 때만 해도 취업을 급급하게 생각했다. 그런데 공부하고 프로젝트를 수행하면서 여러 지식과 경험을 접하다 보니 새로운 관심분야도 생기고 공부하고 싶은 것도 많이 생겼다. 지금은 시험공부를 하며 내게 맞는 회사를 찾고 있다.
현재 관심을 갖고 있는 분야는 데이터 보안과 메타버스다. 보안에 관한 공부를 지속적으로 하면서 자격증 취득도 목표로 하고 있다. 또 메타버스의 활용이 어떻게 확장되고 있고 어디서 활용되는지 등에 관심을 가지고 최대한 다양한 경험을 해나갈 계획이다.
Q. 마지막으로 강조하고 싶은 한 말씀.
▶ 막연하게 ‘코딩 공부가 재밌다’라는 마음으로 시작을 했는데, 관련 경험이 전무한 비전공자로서 앞으로 많이 경험하고 공부해야 하는 입장이다. 스마트인재개발원에서 무료로 좋은 교육을 받으며 많은 도움을 받았고, 기술 외에도 사람들과 협업하는 법, 아이디어를 제시하고 다듬어 가는 법 등 여러 가지를 경험했다. ‘해보자!’라는 가벼운 마음가짐으로 시작해 좋은 성과를 얻었다고 생각한다. 앞으로도 IT업계에서 배우고 경험하고 도전하면서 핵심 인재로 거듭나고 싶다.
AI타임스 윤영주 기자 yyj0511@aitimes.com
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