오늘날 지능형 교수 시스템은 과거와는 달리 전문영역 지식, 학습자 지식과 융통적인 개별 학습과 개인교수를 지원하기 위한 교수 전략에 대한 지식이 사용되고 있다. 학습자들이 배웠던 내용이 무엇인지를 설명하고 가르칠 도메인 지식을 전문영역 지식으로 표현한다. 교수법 모듈은 학습을 제어하거나 가르치기 위한 모든 결정을 한다. 학생 모형은 학습자의 지식을 기술하고 학습자 개개인에 대한 특정한 정보를 저장한다. 본 논문에서는 지능형 교수 시스템의 구성 요소인 학습자 모형의 지식을 기존의 인공지능에서의 지식 표현 기법인 생성 시스템의 절차 지식을 온톨로지를 사용하여 설계하였다.
교수자와 학습자 활동에 대한 정보를 피드백하여 사용자 스스로 동기부여와 참여를 증대시키기 위해 학습분석이 활용되고 있다. 이는 교수-학습 지원 시스템(LMS, LCSM 등)에서 교수자와 학습자 상호작용에서 발생한 데이터를 기반으로 한다. 이러한 데이터를 보다 유용하게 활용하기 위해서는 데이터 모델이 필요하다. 이에 본 연구에서는 사용자 중심의 교수-학습 활동 데이터를 표현하기 위한 데이터 모델을 제안한다. 이는 사용자와 교수-학습 활동을 결합하여 표현한 것이다.
본 연구는 동영상 학습에서 텍스트와 이미지 제시방식이 학습자의 학습몰입, 학습만족, 학업성취에 미치는 차이를 분석하였다. 이때 텍스트 제시방식은 2~3단어로 구성된 짧은 문장형태와 키워드형태로 구분하였고, 이미지 제시방식은 상세정보와 관계정보를 모두 표현하는 이미지와 관계정보만을 표현하는 이미지로 구분하였다. 실험연구를 위해 중국 형태대학교 1학년 167명을 텍스트와 이미지 제시방식에 따른 4가지 유형의 동영상 집단에 무선배정한 후 학습하게 하였다. 분석하기 위해 SPSS 25.0을 사용하여 다변량분산분석(MANOVA)을 실시하였다. 연구결과, 짧은 문장형태로 텍스트가 제시된 동영상을 학습한 집단이 키워드 형태의 텍스트가 제시된 동영상을 학습한 집단보다 학습몰입, 학습만족, 학업성취가 통계적으로 유의하게 높았다. 둘째, 상세정보와 관계정보를 모두 표현하는 이미지가 제시된 동영상을 학습한 집단이 관계정보만 표현하는 이미지가 제시된 동영상을 학습한 집단보다 학습몰입, 학습만족, 학업성취가 통계적으로 유의하게 높았다. 짧은 문장형태의 텍스트와 관계정보만 표현한 이미지가 제시된 동영상을 학습한 집단의 종속변인 평균이 가장 높았다. 반면에, 키워드 형태의 텍스트와 관계정보만 표현한 이미지가 제시된 동영상을 학습한 집단의 종속변인 평균이 가장 낮았다. 이러한 결과는 교수자 내레이션이 포함된 동영상을 설계할 때 이미지와 텍스트의 제시할 때 시사점을 준다.
기계학습은 효율적이고 정확한 재사용을 위해 지식을 재구성한다. 본 논문은 이미 알려진 학습 객체들로부터 지식을 추출하는 '예제에 의한 개념학습 방법에 관한 연구이다. 대부분 학습 시스템은 처리와 표현에 대한 제약으로 인해 학습 결과를 새로운 객체에 적용할 때 효율성과 정확도가 기대에 못 미치는 경우가 있다. 본 논문에서는 ID3의 바이어스에 대해 조사하고, 다양한 표현 양식을 통해 보다 정확하고 학습적으로 이해하기 쉬운 분류 방법을 제안한다.
대형 코퍼스로 학습한 언어 모델은 코퍼스 안의 사회적 편견이나 혐오 표현까지 학습한다. 본 연구에서는 한국어 오픈 도메인 대화 모델에서 혐오 표현 생성을 완화하는 방법을 제시한다. Seq2seq 구조인 BART [1]를 기반으로 하여 컨트롤 코드을 추가해 혐오 표현 생성 조절을 수행하였다. 컨트롤 코드를 사용하지 않은 기준 모델(Baseline)과 비교한 결과, 컨트롤 코드를 추가해 학습한 모델에서 혐오 표현 생성이 완화되었고 대화 품질에도 변화가 없음을 확인하였다.
패러프레이즈란 어떤 문장을 같은 의미를 가지는 다른 단어들을 사용하여 표현한 것들을 의미한다. 이는 정보 검색, 다중 문서 요약, 질의응답 등 여러 자연어 처리 분야에서 중요한 역할을 한다. 특히, 양질의 패러프레이즈 코퍼스를 얻는 것은 많은 시간 및 비용이 소요된다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 논문에서는 문장 유사도를 이용한 패러프레이즈 쌍을 구축하고, 또 구축한 패러프레이즈 쌍을 이용하여 기계 학습을 통해 새로운 패러프레이즈을 생성한다. 제안 방식으로 생성된 패러프레이즈 쌍은 기존의 구축되어 있는 코퍼스 내 나타나는 표현들로만 구성된 페러프레이즈 쌍이라는 단점이 존재한다. 이러한 단점을 해소하기 위해 기계 학습을 이용한 실험을 진행하여 새로운 표현에 대한 후보군을 추출하는 방법을 적용하여 새로운 표현이라고 볼 수 있는 후보군들을 추출하여 기존의 코퍼스 내 새로운 표현들이 생성된 것을 확인할 수 있었다.
딥러닝과 강화학습을 활용한 비전 기반 엔드투엔드 자율주행 시스템 관련 연구가 지속적으로 증가하고 있다. 일반적으로 이러한 시스템은 위치, 속도, 방향, 센서 데이터 등 연속적이고 고차원적인 차량의 상태를 잠재 특징 벡터로 인코딩하고, 이를 차량의 주행 정책으로 디코딩하는 두 단계로 구성된다. 도심 주행과 같이 다양하고 복잡한 환경에서는 Variational Autoencoder(VAE)나 Convolutional Neural Network(CNN)과 같은 네트워크를 이용한 효율적인 상태 표현 방법의 필요성이 더욱 부각된다. 본 논문은 차량의 이미지 상태 표현이 강화학습 성능에 미치는 영향을 분석하였다. CARLA 시뮬레이터 환경에서 실험을 수행하였고, 차량의 전방 카메라 센서로부터 취득한 RGB 이미지 및 Semantic Segmented 이미지를 각각 VAE와 Vision Transformer(ViT) 네트워크로 특징 추출하여 상태 표현 학습에 활용하였다. 이러한 방법론이 강화학습에 미치는 영향을 실험하여, 데이터 유형과 상태 표현 기법이 자율주행의 학습 효율성과 결정 능력 향상에 어떤 역할을 하는지를 실험하였다.
강화 학습(Reinforcement Learning)을 실제 문제에 적용하는 데 있어 가장 큰 문제는 차원성의 저주(Curse of dimensionality)였다 문제가 커짐에 따라 목적을 이루기 위해서 더 많은 단계의 판단이 필요하고 이에 따라 문제의 해결이 지수적으로 어려워지게 된다. 이를 해결하기 위해 문제를 여러 단계로 나누어 단계별로 학습하는 계층적 강화 학습(Hierarchical Reinforcement Learning)이 제시된 바 있다 하지만 대부분의 계층적 강화 학습 방법들은 사전에 문제의 구조를 아는 것을 전제로 하며 큰 사이즈의 문제를 간단히 표현할 방법을 제시하지 않는다. 따라서 이들 방법들도 실제적인 문제에 바로 적용하기에는 적합하지 않다. 최근 이루어진 복잡계 네트워크(Complex Network)에 대한 연구에 착안하여 본 논문은 자기조직화하는 생장 네트워크(Self organizing growing network)를 기반으로 한 간단한 환경 표현 모델을 사용하는 강화 학습 알고리즘을 제안한다 네트웍은 복잡계 네트웍이 갖는 성질들을 유지하도록 자기 조직화되고, 노드들 간의 거리는 작은 세상 성질(Small World Property)에 따라 전체 네트웍의 큰 사이즈에 비해 짧게 유지된다. 즉 판단해야할 단계의 수가 적게 유지되기 때문에 이 방법으로 차원성의 저주를 피할 수 있다.
이 연구는 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 드라마를 한국어 교육에 활용하여 한국어 관용표현의 효율적 교수·학습 방향을 제시하는 것을 목적으로 한다. 한국어 학습자들의 흥미와 교육적 효과를 높이기 위해서 한국에서 인기리에 방영된 드라마 <도깨비>를 교육 자료로 활용하였다. 관용표현은 한국의 역사와 문화, 사회적 배경을 통해 형성되어 사용하고 있기 때문에 한국의 문화와 정서가 담겨있는 드라마는 관용표현의 교수·학습에 적합한 자료라고 할 수 있다. 한국어 교육용 관용표현을 선정하기 위해 드라마 <도깨비>를 분석하여 실제 발화된 어휘를 바탕으로 드라마 내에서 277개의 유의미한 어휘를 추출하였다. 그중 중복 표현된 어휘를 제외하고 기준으로 124개의 관용표현을 분류하였다. 이렇게 분류한 관용표현은 사용 빈도 2회 이상의 어휘를 기본으로 하여 학습자 수준에 맞는 교육용 관용표현 선정을 위해 어휘의 난이도를 고려하여 최종 한국어 교육용 관용표현 46개를 선정하였다. 마지막으로 드라마 <도깨비>에서 선정한 자료를 교육적으로 활용할 때 교수·학습의 유의사항과 초급, 중급, 고급 등급별 관용표현의 교육 방향을 제시하였다.
기존 분산 가상환경 시스템에서는 참여자들 사이의 언어 외적인 의사교환을 지원하기 위해 참여자의 아바타에 몸짓이나 얼굴 표정 등을 표현할 수 있도록 애니메이션 가능한 아바타를 사용한다. 하지만 아바타 애니메이션으로 참여자의 의사 및 감정 표현을 표현하는데는 한계가 있다. 따라서, 이 논문에서는 가상 환경 내의 다중 사용자들의 의사 교환 및 감정 표현을 극대화할 수 있는 방법으로 실시간 화상 대화 가상 환경 학습.훈련 시스템을 설계하였다. 설계한 시스템은 학습 참여자의 화상 및 음성 스트림을 전달함으로써 기존 응용들에 비해 풍부한 의사 교환을 지원하고, 가상 공간에서 학습에 필요한 다양한 모듈들을 포함하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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