Others

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : AI손주 - 노인용 스마트폰 UI 및 AI 채팅 서비스

영문 : AIGrandChildren

과제 팀명

Others

지도교수

안*현 교수님

개발기간

2023년 3월 ~ 2023년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20179200** 이*찬(팀장)

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20179200** 이*철

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20209200** 정*윗

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20179200** 최*우

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 고령화 시대의 진입으로 노년층의 인구가 점차 늘어날 것을 예상하고, 그에 맞춰 노인들을 위한 어플을 제작한다.

◇ 나이가 들어감에 따라, 인지능력이 부족해진 노년층을 위해 스마트폰의 UI를 간결하고 보기 편하게 만든다.

◇ 스마트폰의 사용이 익숙치 않아, 노인들이 광고나 잘못된 터치로 설치한 필요하지 않은 어플들을 자동으로 삭제한다.

◇ 대한민국의 고령화와 저출산으로 소외된 독거노인들을 위하여, AI 말동무 기능을 추가한다.

개발 과제의 배경

◇ 최근 대한민국은 낮은 출산율과 인구의 고령화문제가 대두되고 있다. 또한 베이비붐 세대가 인구의 많은 부분을 차지하고 있기 때문에, 고령화현상은 점점 더 심각해질 것으로 보인다. 이런 사회의 변화에 맞추어 실버케어서비스에 대한 필요성을 느끼게 되었다.

◇ 한국보건사회연구원의 ‘노인 기능상태,수발실태와 정책과제’ 보고서에 따르면 지난해 노인실태조사의 일환으로 전국 65세 이상 노인 1만 665명의 인지 기능을 검사한 결과 응답자 8851명 가운데 28.5%가 ‘인지 기능 저하 의심’ 판정을 받았다. 통계에서도 알 수 있듯이, 연세가 높아질수록 인지능력은 떨어지기 마련이다. 인지 기능이 부족해진 노인들은 매우 빠르게 발전하는 현대사회 속에서 뒤처지기 마련이다. 그 중, 가장 우리의 삶과 맞닿아 있는 스마트폰 이용에도 많은 불편을 느끼고 있다. 한 팀원도 조부모님들을 모시는 중, 어르신들이 스마트폰의 사용에 큰 어려움을 겪고 계신 것을 경험했다. 따라서 노인분들을 위한 어플의 필요하다는 것을 느끼고 제작하기로 결정하였다.

◇ 젊은 사람들은 새로운 것을 받아들이는 것이 빠르게 때문에 스마트폰의 여러 기능을 사용하는데에 있어서 어려움을 겪지 않지만, 신지식을 배우는 것이 느린 노인들은 여러기능들이 나열되어있는 스마트폰의 배경화면조차 어려워하는 경우가 많다. 따라서 노인계층에서 많이 사용하는 어플들이나 기능들을 파악해 간단한 UI에 넣는다면 노인들이 더 쉽게 휴대폰을 사용할 수 있을 것이라고 예상했다.

◇ 팀원의 경험에 의하면, 노인분들은 수전증등과 같은 질병을 앓고 있거나, 몸을 거동하시기 불편하신 분들이 많기 때문에, 유튜브 광고나 뉴스 광고 팝업을 잘못 터치해 쓰지않는 앱을 깔거나 광고사이트에서 벗어나지 못 하는 경우가 많다고 한다. 또한 프로세스들을 완전히 종료하지 않고 다른 프로세스를 실행해, 프로세스들이 겹겹이 쌓여 스마트폰이 느려지기도 한다. 따라서 광고를 잘못 터치해 광고사이트에 진입하게 되었을 때, 사이트탈출을 도와줄 수 있는 기능과, 필요없는 어플들을 삭제하고 쓰고 있지 않은 프로세스를 종료시켜주는 기능을 포함한 어플을 개발하기로 하였다.

◇ 대한민국이 저출산, 고령화시대에 접어 들면서, 홀로 살아가는 노인가구의 수도 점점 늘어가는 추세이다. 따라서 요즘 화제가 되고 있는 챗GPT를 활용해 독거노인들에게 말동무가 되어줄 수 있는 기능을 생각하게 되었다. 이를 활용한다면, 고독사와 같은 사회문제도 해결할 실마리를 찾을 수 있을 것이다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ 직관적이고 편리하게 스마트폰을 사용하기 위해 UI를 간략화한다.

◇ 잘못 들어간 웹사이트에서 쉽게 빠져나올 수 있게 팝업창을 이용한다.

◇ 잘못 다운받은 앱을 사용기간과 빈도를 통해 제거함으로써 간략화된 화면을 보여줄 수 있다.

◇ 보이스 피싱을 비롯한 각종 범죄를 예방하기 위해 모르는 번호로 전화나 문자가 왔을 때 경고 메시지를 띄운다.

◇ Chat gpt방식을 활용해서 어르신들과 능동적으로 대화할 수 있는 채팅 기능을 제작한다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

• 전 세계적인 기술현황

◇ 과거 심심이로부터 계보가 이어지는 대화형 인공지능, AI에 대한 사람들의 관심이 많아지며 각광을 받고 있다. 최근에는 Nutty사에서 서비스하는 대화형 인공지능 ‘이루다’가 뜨거운 감자가 되기도 했었다. 딥러닝을 이용해 100억 건 이상의 한국어 카카오톡 대화 데이터를 이용해 만든 ‘이루다’는 시간이 지나며 사용자와 끝말잇기와 같은 게임을 진행할 수 있을 뿐만 아니라, 이용자와의 대화를 기억하거나 ‘이루다’ 쪽에서 먼저 메시지를 보내기도 하는 등, 거듭 발전하는 모습을 보였다.

• 특허조사 및 특허 전략 분석

◇ 어르신케어 관련 특허 ( 인공지능 스피커를 활용한 노인케어)

◇ 심심이, 이루다 같은 대화형 인공지능관련 특허 ( 심리치료용 인공지능 대화 시스템 )

◇ 특허 정보넷 키프리스를 통해 정보를 수집한 결과, 노인계층을 겨냥한 인공지능 대화 시스템은 없다는 것을 알 수 있었다. 실버케어서비스에 대해 관심이 많아지는 요즘, 노인특화 AI챗봇을 개발한다면 경쟁력이 있는 상품일 뿐 아니라 우리 사회에도 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 예상한다.

• 기술 로드맵

시장상황에 대한 분석

• 경쟁제품 조사 비교

◇ T실버 서비스 - 노인들을 위해 간단한 UI를 통해 인터넷, DMB들을 이용할 수 있도록 해놓았다. 하지만 응급의료서비스를 중점적으로 어플을 만들어 우리가 개발하고자 하는 어플과는 방향성이 약간 다르다고 생각된다. 현재 서비스를 종료하여 이용할 수 없다.

◇ ‘손주바보’, ‘실버Free’등 과거에 노인들을 위한 여러 어플들이 존재한 것으로 보인다. 하지만 현재는 모두 서비스를 종료하였는데, 그 이유로는 영업실적부족, 낮은 수익성등일 것으로 예상한다. 그리고 모두 2020년 전 어플들이다. 당시에는 지금처럼 심각한 저출산으로 인한 고령화에 대해 많은 관심을 가지고 있지 않았었기 때문에 실패한 것으로 보여진다.

• 마케팅 전략 제시

◇ 산학협력을 통해 기업과 연계해 마케팅비용이나 인프라구축 등에서 도움을 받을 수 있다.

◇ 한국의 현재 심각한 저출산문제를 대중들에게 인식시키고, 어플의 필요성과 공익성을 어필한다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

◇ 고령화시대에 맞춘 노인계층의 특화된 대화형 인공지능을 개발한다면, 앞으로 세대별, 계층별, 특정집단을 노리는 AI서비스를 만드는 데 있어서, 많은 도움을 줄 것이라 예상한다.

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

◇ 디지털로부터 소외된 노년계층이 스마트폰을 좀 더 쉽게 다룰 수 있게 하고, 더 나아가 신문물을 받아들이는 데 있어, 두려움을 없애주고 더 잘 적응할 수 있게 도와줄 수 있다.

◇ 독거 노인의 고독사 문제 등, 외로움을 탈 수 있는 노년 계층에게 도움이 될 수 있다.

◇ 인터넷 문화를 노년 계층들이 더 쉽게 접근하게 되면서 사회적 이슈에 더 관심을 가지게 되고 다양한 활동에 참여하기 쉬워질 수 있다. 또한, 서로 잘 모르기 때문에 발생하는 세대별 갈등도 일부분 해소할 수 있을 것이다.

◇ 노인들이 스마트폰에 적응해가면서 보이스피싱방지 문구와 같은 기능들이 도움을 준다면, 사기, 보이스피싱과 같은 노인들이 당하기 쉬운 범죄들의 피해도 점차 줄 것이다.

기술개발 일정 및 추진체계

구성원 및 추진체계

◇ 이*찬 - AI를 활용한 어르신 말동무 기능 개발

◇ 이*철 - AI를 활용한 어르신 말동무 기능 개발

◇ 정*윗 - 간편한 UI를 비롯한 앱 개발

◇ 최*우 - 간편한 UI를 비롯한 앱 개발

설계

설계사양

제품의 요구사항

목적계통도

개념설계안

◇ 노인의 스마트폰을 더욱 쉽고 편하게 이용할 수 있도록 하는 어플

◇ 노인 맞춤형 UI 설계 - 노인들이 자주 쓰는 기능들을 파악해 각 기능들에 접근이 보다 쉽도록 UI를 만든다.

1. 전화 
2. 카메라
3. 유튜브
4. 문자
5. 인공지능 말동무 
6. 시간 
7. 그 외 다른앱들 폴더

◇ 스마트폰 원터치 클린 - 노인들이 스마트폰을 사용하다 실수로 설치한 사용하지 않는 어플들을 모아둬 한번에 삭제할 수 있도록 도와준다.

1. 어플을 설치할 때, 이것이 정말 원해서 설치하는 어플인지 확인한다. 
2. 어플이 설치되고 4개월동안 사용시간이 3분미만인 어플들을 원터치클린 폴더에 모아놓는다. 
3. 원터치 클린 버튼을 누르면, 미사용 어플들을 모두 삭제해준다.

◇ 사이트 탈출 - 인터넷을 사용할 때, 터치미스나 광고클릭으로 인해 원하지 않는 사이트에 접속해 보고있던 페이지로 돌아가지 못 하는 경우를 대비해 팝업을 띄워 전페이지로 돌아가기 쉽도록 한다.

1. 임의의 사이트에 접속했을 때, 자주 사용하는 사이트인지의 여부를 물어본다. 
2. 자주 사용하는 사이트라면, 사이트 주소를 기억해 그 사이트내에서는 팝업창을 띄우지 않는다.
3. 자주 사용하지 않는 사이트라면, 이 사이트에서 탈출해 전 페이지로 넘어갈 것인지에 대한 여부를 묻는다. 

◇ 보이스피싱, 사기문자 방지 - 노인들을 대상으로 한 피싱범죄를 예방하기위해 경고 문구를 띄운다.

1. 전화번호부에 저장되어 있지 않은 번호로 전화가 온다면, 보이스피싱 범죄 경고문구를 띄워 사용자가 경각심을 갖도록 한다.
2. 전화번호부에 저장되어 있지 않은 번호로 문자가 왔을 때, 그 문자에 적혀있는 사이트를 클릭한다면, 경고 문구를 띄워 그 사이트에 접속하지 않고 탈출할 수 있도록 도와준다.

◇ AI 말동무 기능 - 독거노인가구가 늘어나는 추세에 맞춰, AI 챗봇 기능으로 홀로사는 노인들의 외로움을 달래준다.

1. 사용자가 인공지능 말동무기능을 활성화한 후 먼저 인공지능쪽에서 대화를 시작한다. TTS기능을 이용해 AI출력하는 텍스트를 소리로 들을 수 있게 한다.
2. 사용자가 대답을 한다면, 음성인식기능을 통해 사용자가 하는 말을 텍스트로 변환해 Chat gpt에 입력한다.
3. 사용자의 대답에 맞춘 Chat gpt의 텍스트를 음성으로 출력해, 대화를 이어갈 수 있도록 한다.

평가 및 분석

• 평가 기준

◇ 노인들의 스마트폰 사용을 용이하게 만드는 어플이기 때문에 기능적평가와 만족도평가를 동시에 진행해야한다. 기능적평가는 정량적으로 할 수 있겠지만 만족도 부분에 있어서는 정량적인 것보다는 정성적인 평가를 할 수 밖에 없다. 따라서 실제 노인분들에게 인터뷰형식의 만족도 조사와 기능적인 평가를 모두 해야한다.

• 기능적 평가

• 아이디어 평가 기준

각 기능별 창의성, 경제성, 실용성, 기술성, 권리성을 평가해 개발우선순위를 정한다.

창의성 : 기존의 기술과 유사하지 않은 창의성과 독창성을 가지고 있는가?
경제성 : 발명 아이디어가 산업상 이용가능한가? 생산비 절감 및 대체효과를 가지고 있는가?
실용성 : 향후 실용화가 되어 제품으로서 활용이 가능할 것인가?
기술성 : 발명 아이디어를 구현하는데 있어 타당한 기술적 목표와 효과를 가지고 있는가?
권리성 : 기술적인 완성도를 가지고 있으며 특허로서의 가치가 있는가?

총점

총평: AI 말동무기능이 가장 중요한 기능으로 평가했기때문에 말동무기능을 최우선적으로 개발하는 방향으로 결정되었다.

• 만족도 조사 프로토타입

단순한 설문조사만을 진행하는 것이 아닌 인터뷰형식으로 평가를 진행해 어떤 점이 부족한지, 각 기능들이 역할을 잘 수행하고 있는지 평가해야 한다.

상세설계 내용

유스케이스 목록

1. 간편한 UI

 a. 자동실행
 b. 어플 표시 - 전화
 c. 어플 표시 - 메시지
 d. 어플 표시 - 유튜브
 e. 어플 표시 - 카메라
 f. 어플 표시 - 말동무
 g. 사용 앱 폴더
2. 원터치 클린
 a. 어플 구분
 b. 클린 어플 터치
 c. 어플 삭제
3. 사이트 탈출
 a. 팝업 띄우기
 b. 현재 사이트 기억
 c. 돌아가기
4. 보이스피싱 방지
 a. 연락 번호 식별
 b. 팝업 띄우기
5. 말동무 기능
 a. 음성인식
 b. 인식텍스트 입력
 c. chatGPT 출력 받기
 d. 출력텍스트 음성변환

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 화면

실행 화면

• 메인 화면

가장 필요로 하는 어플인 전화, 메세지, 카메라 등을 실행시킬 수 있다.

커다란 버튼과 투박한 디자인으로 쉽고 편하게 어플을 실행시킬 수 있다.

• 휴지통

메인 화면에 있는 휴지통 모양의 휴지통 앱을 클릭할 경우 다음 화면으로 넘어가진다.

휴지통에서는 사용하지 않은 앱 순으로 정렬되고 오른쪽의 휴지통 모양을 누르면 어플을 삭제할 수 있다.

• 다른 앱들

메인 화면에 있는 폴더 모양의 다른 앱들 앱을 클릭할 경우 다음 화면으로 넘어가진다.

다른 앱들 화면에서는 사용 빈도 수가 높은 앱 순으로 정렬되고, 원하는 앱을 클릭할 경우 해당 앱을 실행시킬 수 있다.

• 말동무

메인 화면에 있는 말동무 기능의 앱을 클릭할 경우 다음 화면으로 넘어가진다.

음성인식으로 chatGPT와 대화할 수 있다.

• 기타 화면

연락이 올 때, 주소록에 없는 번호일 경우 해당 화면이 출력된다.

완료작품의 평가

산학협력평가

추가예정

향후계획

어려웠던 내용들

◇ 말동무 기능을 자체적으로 구현하고 싶었으나, 시간상 앱 개발과 대화 기능을 모두 만들기에는 부족했다.

◇ 어르신들의 입장에서 앱을 사용하는 것이 어떤 느낌인지 명확하게 알기가 힘들었으며, 어르신들마다 핸드폰과 같은 전자기기를 다루는 편차가 생각보다 컸다. 따라서, 어르신들을 모두 만족시키는 기능들을 모두 넣기가 어려웠다.

◇ 안드로이드 스튜디오(Android Studio)를 사용할 때, 버전이 달라 사용할 수 없게 된 코드들이 많아 코딩 과정에서 어려움이 있었다.

◇ UI 제작 과정에서 어떤 디자인을 사용해야 시장성이 있다고 평가받을 수 있을지에 대해 여러 논의를 거쳤다.

차후 구현할 내용

◇ 어르신들의 건강 관리를 위해 가벼운 운동이나 산책등을 추천해주는 스케줄 앱 제작 및 알림 기능 추가

◇ 어르신들의 치매 예방을 위하여 가벼운 퍼즐이나 단어 맞추기 등의 학습 앱을 별도로 제작

◇ 메인 UI에 적용된 앱들을 사용자가 임의로 변경할 수 있게 하여 원하는 앱을 메인 화면에서 접속할 수 있게 하는 기능(정해진 템플릿을 선택하는 방식)

◇ 앱에 마스코트와 같은 상징을 추가하여 앱의 홍보를 도울 수 있게함

◇ 지자체 측과 협력하여 어르신들을 위한 앱을 홍보할 수 있게함

◇ 갤러리 앱을 추가

부록

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