이영기 교수 연구진, 영유아 인지발달 관련 AI 시스템 개발로 세계 선도

일상 가정환경에서 모바일 기기로 손쉽게 부모의 언어 습관 개선 도움
세계 최초로 AI의 일반적 인지발달 정도를 평가하는 가상환경 개발

이영기 교수 연구진이 영유아의 인지발달에 대한 연구를 통해 영유아-부모 상호작용 보조 AI 및 AI 인지발달 평가 가상 환경을 개발하였다.

Captivate! [1]: 부모가 영유아 자녀에게 효과적인 언어 자극을 제공하도록 돕는 모바일 시스템인 Captivate!를 개발하였다. Captivate!는 AI와 모바일 컴퓨팅 기술을 기반으로 실시간으로 놀이 상황에 맞는 문구들을 제시하여, 부모의 언어 구사 능력에 구애 받지 않고 누구나 쉽게 활용 가능하다. 상황 맥락에 적합한 문구를 제시하기 위해, 시각적 단서와 음성 언어 단서를 모두 활용하여 놀이 상황에 대한 실시간 분석을 시행한다. 그 과정에서 얼굴 인식, 물체 인식, 음성 인식 등의 최신 AI 기술들이 동시에 활용되며, 아동심리학에 기반한 공동 관심 분포(joint-attention distribution) 도출 알고리즘을 바탕으로 부모와 아이의 공동 관심(joint-attention) 대상을 추론한다. 연구에서 제시한 부모-아이 놀이 상황 분석은 조선대학교 음성학 연구실(고언숙 교수)와의 융합 연구로 진행되었으며, 서울특별시 다문화가족지원센터와 연계하여 진행한 사회공헌 연구로서 의미가 있다. 이번 연구 결과는 CHI 2022에 발표될 예정으로 Best Paper Honorable Mention Award를 수상하였다.

VECA [2]: AI 에이전트와 인간 영유아의 일반적 인지발달 정도를 비교할 수 있는 가상 환경 VECA를 세계 최초로 개발하였다. VECA는 인간 영유아 대상 표준 인지발달 검사인 Bayley Scales 테스트를 기반으로 81개 핵심 인지 과제를 가상 환경 내에 구현하였다. VECA는 표준화된 시나리오에서 AI 에이전트의 행동 반응을 관찰하여 기호적 이해, 사고, 추론, 기억, 문제해결능력, 개념 이해 등 다양한 인지기능을 종합적으로 평가한다. 이를 위해, 연구진은 인지발달에 결정적인 생물학적 감각 입력을 충실히 모사한 가상 영유아 아바타를 새롭게 개발하였다. 이번 연구 결과는 올해 2월 AAAI 2022에서 구두 발표(Oral) 세션에서 발표되었다. 해당 세션은 올해 AAAI 학회에 제출된 논문 중 약 상위 4%(=384/9251)의 논문에만 주어지는 발표 기회이다.

[1] "Captivate! Contextual Language Guidance for Parent–Child Interaction”, Taeahn Kwon, Minkyung Jeong, Eon-Suk Ko and Youngki Lee.
[2] "VECA: A New Benchmark for General Cognitive Development”, Kwanyoung Park, Hyunseok Oh and Youngki Lee.

2022년 3월 30일 수요일