디지털 읽기 기반 교육 환경을 위한 어시스턴트 시스템 디자인 - 멀티 모달 데이터 기반의 그래픽 유저 인터페이스(GUI) 및 휴먼로봇 인터랙션(HRI) 비교 분석

• 영문명: Designing an Assistant System for Digital Reading-Based Educational Environments : A Comparative Analysis of Graphic User Interface (GUI) and Human-Robot Interaction (HRI) Based on Multimodal Data
• 발행기관: 한국디자인리서치학회
• 저자명: 이윤(Yoon Lee)
• 간행물 정보: 『한국디자인리서치』Vol10, No. 1(통권 34권), 236~251쪽, 전체 16쪽
• 주제분류: 예술체육 > 미술
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.03.31

국문 초록

본 연구는 대학 교육 내에서 가장 일반적인 컴퓨터 기반 학습법 중 하나인 ‘디지털 읽기’ 경험을 증진하기 위한 매개체로서의 휴먼-로봇 인터랙션(Human-Robot Interaction, HRI)의 가능성을 탐구하였다. 이를 위해 화면 기반 읽기인터페이스(Graphical User Interface, GUI)와 자기성찰적이며 사용자에게 공감하는 피드백을 제공하는 휴머노이드로봇을 활용한 HRI 인터페이스를 개발 및 비교 분석하였다. 본 연구는 디지털 읽기 활동을 중심으로 아이 트래킹 및 자기보고 데이터를 포함한 포괄적인 데이터셋을 수집하여, HRI가 기존 GUI 기반 시스템과 비교했을 때 제공할 수 있는 부가적 가치를 객관적 및 주관적 지표를 통해 분석하였다. HRI 설계에서 인간 튜터와 마찬가지로 로봇 피드백의 ‘성찰’과 ‘공감’이 학습 지원에 중요한 역할을 한다는 가설을 바탕으로, 두 시스템을 다음 네 가지 측면에서 비교하였다. 이는 첫째, 아이 트래킹 데이터를 통한 읽기 행동 분석, 둘째, 사전-사후 테스트를 통한 인지적 성과 평가, 셋째, AttrakDiff 설문을 통한 인터랙션 품질에 관한 인식, 넷째, Social Presence 설문을 통한 인터페이스에 대한 사회적 존재감 분석이다. 연구 결과, HRI 기반 디지털 읽기는 학습자의 주의 집중, 로봇 응시, 페이지 재탐색 행동에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 이는 단기적 효과를 넘어 지속적인 학습 행동 변화로 이어짐을 확인하였다. 또한, HRI 조건에서는 GUI 대비 더 높은 지식 습득과 더 긍정적인 쾌락적-자극 경험 및 높은 사회적 존재감이 관찰되었다. 이러한 결과는 HRI 기반의 성찰적이고 공감적인 피드백 디자인이 디지털 읽기 학습 경험을 향상 시키는 효과적인 매개체로 활용될 수 있음을 시사한다.

영문 초록

This study explores the potential of Human-Robot Interaction (HRI) to enhance “digital reading” experiences, one of the most common computer-based learning methods in higher education. To this end, we conducted a comparative analysis of interaction designs between a Graphical User Interface (GUI)-based reading system and an HRI system that provides reflective and empathic feedback through a humanoid robot. A comprehensive dataset, including eye-tracking and self-report data, was collected to analyze the additional value HRI can offer compared to traditional GUI-based systems through both objective and subjective indicators. Based on the hypothesis that ‘reflection’ and ‘empathy’ in robot feedback play a critical role in learning support within HRI design, we compared the two systems across four dimensions: 1) reading behavior analysis using eye-tracking data, 2) cognitive performance evaluation through pre- and post-tests, 3) perceived interaction quality measured by the AttrakDiff questionnaire, and 4) social perception of the interface assessed through the Social Presence questionnaire. The results showed that HRI-based digital reading positively influenced learners’ attentional focus, robot-looking behavior, and page re-trace actions, leading to sustained changes in learning behaviors beyond short-term effects. Furthermore, the HRI condition demonstrated higher knowledge gain, more positive hedonic experiences, and stronger social presence compared to the GUI condition. These findings suggest that reflective and empathic feedback design within HRI can effectively enhance digital reading learning experiences.

목차

1. 서론

2. 이론적 배경

3. 연구 방법

4. 연구 결과

5. 논의 및 연구의 한계점

6. 결론

참고문헌

키워드

휴먼-로봇 인터랙션 디지털 읽기 성찰적·공감적 피드백 디자인 Human-Robot Interaction Digital Reading Reflective and Empathic Feedback Design