KR-20260060683-A - System and method for screening Autism

Abstract

본 발명은 자폐 선별검사 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자폐 선별검사 시스템은, 자폐 선별검사 시나리오에 상응하는 동작을 수행하는 로봇; 및 상기 로봇에 대한 아동의 반응을 분석하여 아동의 유의미한 반응을 검출하고, 상기 유의미한 반응이 검출된 시점까지 상기 아동의 행동 및 음성 중 적어도 하나를 포함하는 반응 데이터에 기초하여 상기 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는 자폐 선별검사 장치를 포함한다.

Inventors

• 이한나
• 이예준
• 임효정
• 윤희윤
• 김다영
• 김민규

Assignees

• 한국로봇융합연구원

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (15)

1. 자폐 선별검사 시스템에 있어서, 자폐 선별검사 시나리오에 상응하는 동작을 수행하는 로봇; 및 상기 로봇에 대한 아동의 반응을 분석하여 아동의 유의미한 반응을 검출하고, 상기 유의미한 반응이 검출된 시점까지 상기 아동의 행동 및 음성 중 적어도 하나를 포함하는 반응 데이터에 기초하여 상기 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는 자폐 선별검사 장치를 포함하는, 자폐 선별검사 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 로봇은, 상기 자폐 선별검사 시나리오에 설정된 발화, 모션, 표정, 및 LED 색상 표현을 수행하는, 자폐 선별검사 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 자폐 선별검사 장치는, 상기 아동의 반응을 상기 자폐 선별검사 시나리오의 평가 기준에 기초하여 정반응 또는 오반응으로 평가하고, 상기 평가된 정반응 또는 오반응을 상기 반응 데이터에 매칭하는, 자폐 선별검사 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 자폐 선별검사 장치는, 상기 반응 데이터에 상기 자폐 선별검사 시나리오 정보, 상기 자폐 선별검사 시나리오의 시작 시간 정보, 상기 유의미한 반응이 검출된 시간 정보를 추가적으로 매칭하는, 자폐 선별검사 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 자폐 선별검사 장치는, 적어도 하나의 상기 추출된 반응 데이터에 상기 매칭된 정반응 및 오반응의 개수에 기초하여 상기 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는, 자폐 선별검사 시스템.
6. 자폐 선별검사 장치에 있어서, 자폐 선별검사 시나리오를 로봇에 전송하는 통신부; 상기 로봇의 동작에 대한 아동의 행동 및 음성을 포함하는 반응 데이터를 통해 아동의 반응을 분석하여 유의미한 반응을 검출하는 데이터 검출부; 상기 유의미한 반응이 검출된 시점까지의 반응 데이터를 추출하는 데이터 추출부; 및 적어도 하나의 상기 추출된 반응 데이터에 기초하여 상기 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는 데이터 선별부를 포함하는, 자폐 선별검사 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 자폐 선별검사 장치는, 상기 반응 데이터를 수집하는 데이터 수집부를 더 포함하는, 자폐 선별검사 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 데이터 검출부는, 상기 아동의 반응을 상기 자폐 선별검사 시나리오의 평가 기준에 기초하여 정반응 또는 오반응으로 평가하고, 상기 평가된 반응을 상기 반응 데이터에 매칭하는, 자폐 선별검사 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 데이터 검출부는, 상기 반응 데이터에 상기 자폐 선별검사 시나리오 정보, 상기 자폐 선별검사 시나리오의 시작 시간 정보, 상기 유의미한 반응이 발생한 시간 정보를 추가로 매칭하는, 자폐 선별검사 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 데이터 선별부는, 적어도 하나의 상기 추출된 반응 데이터에 매칭된 상기 정반응 및 상기 오반응의 개수에 기초하여 상기 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는, 자폐 선별검사 장치.
11. 자폐 선별검사 방법에 있어서, 로봇이 자폐 선별검사 시나리오에 상응하는 동작을 수행하는 단계; 상기 로봇에 대한 아동의 반응을 분석하여 아동의 유의미한 반응을 검출하는 단계; 상기 유의미한 반응이 검출된 시점까지의 상기 아동의 행동 및 음성 중 적어도 하나를 포함하는 반응 데이터에 기초하여 상기 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는 단계를 포함하는, 자폐 선별검사 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 동작을 수행하는 단계는, 상기 로봇이 자폐 선별검사 시나리오에 설정된 발화, 모션, 표정, 및 LED 색상 표현을 수행하는, 자폐 선별검사 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 유의미한 반응을 검출하는 단계는, 상기 아동의 반응을 상기 자폐 선별검사 시나리오의 평가 기준에 기초하여 정반응 또는 오반응으로 평가하는 과정; 및 상기 평가된 정반응 또는 오반응을 상기 반응 데이터에 매칭하는 과정을 포함하는, 자폐 선별검사 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 매칭하는 과정은, 상기 반응 데이터에 상기 자폐 선별검사 시나리오 정보, 상기 자폐 선별검사 시나리오의 시작 시간 정보, 상기 유의미한 반응이 검출된 시간 정보를 추가적으로 매칭하는 과정을 더 포함하는, 자폐 선별검사 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 선별검사하는 단계는, 적어도 하나의 상기 추출된 반응 데이터에 상기 매칭된 정반응 및 오반응의 개수에 기초하여 상기 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는, 자폐 선별검사 방법.

Description

자폐 선별검사 시스템 및 방법 {System and method for screening Autism} 본 발명은 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는 자폐 선별검사 시스템 및 방법에 관한 것이다 성장기 아동의 자폐 스펙트럼을 검사하기 위하여, 종래에는 검사자가 아동에게 자연스러운 사회적 자극을 제공하고 아동의 반응을 관찰하여 평가하는 자폐 선별검사 도구를 활용한 검사를 주로 수행하였다. 이 중에서, 아동과 간단한 놀이를 하면서 각국의 사회 문화적 특성에 맞도록 구성된 직접 관찰 도구도 주로 활용되고 있다. 예컨대, 직접 관찰 도구를 사용한 방식은 검사자가 아동과 직접 사회적 의사소통 및 상호작용을 수행하고, 검사자는 전술한 아동의 상동적인 동작, 말하기와 감정 상호성의 결여 등을 평가하여 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사하는 전통적인 방법이다. 하지만, 직접 관찰 도구를 사용한 방식은 검사자가 아동과 직접 의사소통을 수행하고 직접 평가를 하므로 많은 비용이 소모된다는 문제가 있다. 따라서, 전술한 문제점을 해결하기 위해 딥러닝 또는 로봇을 활용하여 선별검사를 단순화하기 위한 자폐 선별검사 시스템에 관련된 몇가지 종래기술이 제안되었다. 예컨대, 검사자의 평가 방법을 단순화시키기 위해 아동을 영상으로 촬영하고 인공지능으로 아동 반응을 진단하는 종래기술이 존재한다. 그러나, 종래기술은 검사자가 아동을 직접 촬영하여 이미지 또는 음성 데이터를 수집하고, 아동의 반응을 통해 평가를 진행하고, 인공지능이 검사자가 수집한 데이터에 기초하여 검사자가 평가한 자폐 선별검사의 성공률을 분석하기에, 검사자가 데이터를 직접 분류하고 표시하는 작업이 따로 필요하다. 따라서, 종래기술은 데이터 수집 및 평가 작업이 분리되어 있기 때문에, 검사 전체 영상을 저장할 수 있는 대용량 저장공간이 필요하다는 문제점이 있었다. 또한, 종래기술은 인공지능의 데이터 학습에 필요한 유의미한 영상 구간만을 추출하기 위해, 검사자가 직접 영상을 처음부터 검수하여 파싱하므로 비용이 소모되는 문제점도 있었다. 또한, 종래기술은 인공지능을 활용하여 자폐 선별검사의 성공률만을 분석하기에, 검사 척도에 기초하여 아동의 자폐 스펙트럼을 선별하는 자폐 선별검사의 목적과 부합하지 않는 문제점도 있었다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자폐 선별검사 시스템의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자폐 선별검사 방법의 흐름도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 자폐 선별검사 시나리오별 수행하는 동작을 도시한 도표이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 형상 및 '끝인사' 시나리오에서 수행하는 동작을 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자폐 선별검사 장치가 전송하는 추출된 반응 데이터에 매칭된 정보를 도시한 도표이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자폐 선별검사 장치의 구성도이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 자폐 선별검사 시스템 및 방법에 대해 상술한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자폐 선별검사 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자폐 선별검사 방법의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 자폐 선별검사 시스템(100)은 로봇(110) 및 자폐 선별검사 장치(120)을 포함한다. 로봇(110)은 자폐 선별검사 시나리오에 상응하는 동작을 수행한다(단계 S210 참조). 여기서, 자폐 선별검사 시나리오는 자폐 아동에 대한 연구 결과로 도출된 고위험 행동에 기초하여 작성된 시나리오로, 자폐 선별검사 시나리오별 로봇의 동작, 로봇에 대한 아동의 반응을 평가(예, 정반응 또는 오반응)하는 기준을 포함하여 구성된다. 또한, 로봇(110)은 자폐 선별검사 시나리오에 설정된 발화, 모션, 표정, 및 LED 색상 표현을 포함하여 자폐 선별검사 시나리오에 상응하는 동작을 수행한다. 이와 관련하여, 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 로봇(110)의 자폐 선별검사 시나리오별 수행하는 동작을 도시한 도표이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇(110)의 형상 및 '끝인사'시나리오에서 수행하는 동작을 도시한 도면이다. 도 3 내지 도 4를 참조하면, 로봇(110)은 도시된 10가지 자폐 선별검사 시나리오 중에서 입력된 시나리오에 상응하는 동작을 수행한다. 예컨대, 도 3의 "OO아. 지금까지 재밌게 놀아줘서 고마워. 잘가"와 같이 로봇(110)은 별도로 구비된 스피커를 통해 TTS(Text-to-Speech)로 입력된 시나리오에 상응하는 발화를 수행할 수 있다. 또한, 로봇(110)은 팔을 움직이거나 머리를 움직여 시나리오에 상응하는 인사, 춤, 및 격려와 같은 모션을 수행하고, 별도의 디스플레이를 통해 표정을 나타낸다. 마지막으로, 로봇(110)은 시나리오에 상응하는 LED 불빛의 색상 또는 온/오프 제어를 통해 동작 상태를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 로봇(110)은 전술한 자폐 선별검사 시나리오에 상응하는 발화, 모션, 그리고 발화와 모션에 적합한 표정으로 아동의 의사 소통에 대한 흥미와 집중력을 강화시켜 아동이 자폐 선별검사의 정확한 반응을 보일 수 있도록 유도할 수 있으며, 종래기술에서 검사자의 역할을 대체하여 자폐 선별검사의 자동화가 가능해진다. 이어서, 도 1을 참조하면, 자폐 선별검사 장치(120)는 로봇에 입력된 자폐 선별검사 시나리오를 전송한다. 이후 로봇(110)에 대한 아동의 반응을 분석하여 아동의 유의미한 반응을 검출하고(단계 S220 참조), 유의미한 반응이 검출된 시점까지 아동의 행동 및 음성 중 적어도 하나를 포함하는 반응 데이터에 기초하여 아동의 자폐 스펙트럼을 선별검사한다(단계 S230 참조). 여기서, 자폐 선별검사 장치(120)는 별도의 휴대기기(미도시)와 프로토콜 통신으로 연결되어 휴대기기(미도시)가 사용자로부터 입력받은 자폐 선별검사 시나리오를 수신하고, 수신된 자폐 선별검사 시나리오를 로봇에 전송한다. 예컨대, 휴대기기(미도시)는 태블릿, 핸드폰과 같은 안드로이드 기반 기기로 구현될 수 있으며, 디스플레이를 통해 사용자에게 자폐 선별검사 시나리오 목록을 도시하고, 시나리오 목록 중 하나의 자폐 선별검사 시나리오를 입력받는다. 그리고, 반응 데이터는 아동의 행동을 확인 가능한 영상 및 음성 중 적어도 하나의 데이터 유형을 포함하는 데이터이다. 바람직하게는, 자폐 선별검사 장치(120)는 정확한 자폐 선별검사의 구현을 위해 별도의 마이크 및 카메라를 추가로 구비하고, 아동의 행동을 포함하는 영상 및 음성 데이터를 모두 포함하여 반응 데이터를 구성한다. 이어서, 자폐 선별검사 장치(120)는 아동의 반응을 전술한 자폐 선별검사 시나리오의 평가 기준에 기초하여 정반응 또는 오반응으로 평가하고, 평가된 정반응 또는 오반응을 반응 데이터에 매칭한다. 예컨대, 로봇(110)의 발화, 모션, 표정과 같은 동작에 대해 아동은 자폐 선별검사 시나리오에 적합한 반응을 보이거나(정반응), 적합하지 못한 반응(오반응)을 보일 수 있다. 보다 상세하게는, 자폐 선별검사 시나리오의 평가 기준은 로봇(110)의 시나리오에 상응하는 동작에 대해 아동이 로봇(110)의 디스플레이로 표현된 눈을 마주치면서 대화하거나, 상황에 적절한 대답(예, 호명에 대한 대답, 칭찬에 대한 감사 표현 등)을 하거나, 표정 변화(미소, 당황, 놀람 등) 등의 반응을 보였다면 아동의 반응을 정반응으로 평가할 수 있다. 반대로, 아동이 로봇(110)의 디스플레이로 표현된 눈을 마주치면서 대화하지 않거나, 상황에 적절하지 않은 대답 또는 무응답을 하거나, 표정 변화가 없는 등의 반응을 보였다면 이를 오반응으로 평가할 수 있다. 이에 따라, 자폐 선별검사 장치(120)는 반응 데이터에 나타난 아동의 반응을 확인하고, 자폐 선별검사 시나리오의 평가 기준에 기초하여 정반응 또는 오반응으로 분류한다. 그리고, 자폐 선별검사 장치(120)는, 반응 데이터에 자폐 선별검사 시나리오 정보, 자폐 선별검사 시나리오의 시작 시간 정보, 유의미한 반응이 검출된 시간 정보를 추가적으로 매칭한다. 예컨대, 자폐 선별검사 장치(120)는 반응 데이터에 실행된 자폐 선별검사 시나리오의 명칭(예, 자기소개하기, 이름 묻기)을 확인 가능한 자폐 선별검사 시나리오 정보, 자폐 선별검사 시나리오가 시작된 시간이 기록된 자폐 선별검사 시나리오의 시작 시간 정보, 아동의 반응이 정반응 또는 오반응으로 평가된 시간이 기록된 유의미한 반응이 검출된 시간 정보를 추가로 매칭한다. 그리고, 자폐 선별검사 장치(120)는 시간 정보가 매칭된