휴머노이드 로봇을 이용한 보완대체의사소통(AAC) 중재가 취학전 최소발화 아동의 의사소통 표현능력에 미치는 영향

Abstract

Children with complex communication needs have difficulties in communication with their communication partner through oral speech. So, they experience restricted access to the environment, limited interactions with their peers and few opportunities for communication. To facilitate much more effective communication for young children with complex communication needs, a technology called Augmentative and Alternative Communication(AAC) was used. All people who have limited or no verbal expression can benefit from AAC. It aim to help communication by augmenting the verbal output of individual or by providing an alternative way for expressing needs and thoughts. Specially, it is required to redesigned AAC technologies(or application, or system or software or etc) to meet the needs of young children which consider children’s preference, motivation, and needs. Humanoid robot looks like a child and it respond to child’s touch and sense of distance between child and robot. It has so multi-functional sensors that it can be motivate children to initiate social communication. Therefore it should be explored the possibility of using assistive robots for the intervention of children with communication disorders. Furthermore, use of assistive robots for therapeutic goal should be evaluated by using as AAC device for children with disability of verbal expression. Four participants with minimally verbal were involved in this study. All participants fundamentally met the following selection criteria: ⒜ total expressive words had less than 20 words, ⒝ language development delayed more than 1 years. A single-subject multiple-probe-across participants design was used to evaluate the effects of Humanoid Robot assisted and based AAC intervention on four children with minimally verbal expression. For this study, baseline, intervention, generalization and maintenance phases were included. The study was done using AAC intervention using humanoid robot at treatment indoor. Intervention phase consisted of evaluation 10 minutes, intervention 20 minutes. Generalization phase evaluated as equipment(Tablet PC) generalization. Generalization was performed for a total of three times under the same conditions as in baseline for generalization. Maintenance phase were administered 1∼4 weeks after intervention ceased for each target. Changes in gesture, vocalization, speech and the expression in children using AAC were assessed in playing activities. The results of this research are as follows: First of all, AAC intervention using humanoid robot actually increased the frequency of communicative expression by pre-schooler children with minimally verbal. Secondly, AAC intervention using humanoid robot actually increased modalities of communicative expression by pre-schooler children with minimally verbal. Thirdly, AAC intervention using humanoid robot actually increased functions of communicative expression by pre-schooler children with minimally verbal. Fourth, the changed aspects of communication among pre-schooler children with minimally verbal could also be applied to AAC using Tablet PC. Finally, the improve frequency of communicative expression mostly was maintained during the maintenance phase. The results from the present study showed that AAC intervention using humanoid robot have positive impact on communicative ability of children with minimally verbal ability. This study showed that AAC based humanoid robot for pre-schooler children have the possibilities to provide greater capacity for communication development. This study evaluated robot-based AAC intervention to analyze the impact of using humanoid robot as a method of AAC and how in impacts ability of communicative expression for minimally verbal children. Based on the results, the research showed how robot-based AAC was an effective method of improving ability of communicative expression to minimally verbal children and was shown to be an promising alternative form of AAC for the children.;의사소통은 인간이 살아가는데 있어 매우 중요한 영역이며 우리 삶에 있어 필수적인 기능을 담당한다. 의사소통 습득이 어려운 최소발화아동(Minimally Verbal Children)들은 그들의 제한된 의사소통 능력들로 인해 타인과의 의사소통과 사회적 상호작용에 상당한 어려움을 안고 있다. 따라서 의사소통 상대자에게 의사전달의 명확성이 결여된 제스처, 발성 등의 비언어적인 수단을 주로 사용하고 제한된 구어를 산출함으로써 자신의 의도 및 욕구를 즉각적으로 해소하지 못할 뿐만 아니라 가족, 또래 등 사회적 관계에서도 어려움을 나타낼 수 있다. 따라서 이들을 효율적인 의사소통자로 이끌기 위해서는 보완대체의사소통(Augmentative and Alternative Communication: 이하 AAC) 체계를 이용하여 아동이 의사소통 할 수 있도록 그 방법들을 훈련시켜야 한다. 이미 선행된 많은 연구들에서 의사소통 습득이 어려운 대상자들을 상대로 AAC 중재를 시도하였을 때의 긍정적 효과가 보고되고 있다(Dyches, 1998; Kravits at al., 2002, Ganz & Simpson, 2004). AAC에 이용되는 도구들 또한 크게 발전해왔지만 무엇보다도 AAC 도구 훈련에서 고려되어야 할 가장 중요한 사항은 AAC 사용자가 선호하는 형태의 의사소통 도구를 선택하는 것이다. 즉, AAC를 통해 의사소통을 습득하는데 있어서 도구 자체의 우월성보다는 도구에 대한 개인의 선호도가 매우 중요하며 이는 실제 AAC 사용 기술을 습득하는데 가장 중요한 변수로 작용할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 아동의 선호를 이끌어낼 수 있는 휴머노이드 로봇과 구어 의사소통에 어려움이 있는 대상자들에게 언어 발달을 촉진하는 보완대체의사소통(AAC)을 함께 적용한 의사소통 중재가 언어 표현의 어려움이 있는 최소발화아동의 의사소통 표현능력에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보고자 하였다.본 연구의 참여자는 모두 서울 소재 발달장애아동센터에 등록된 취학전 최소발화아동 3명으로 아동 1의 경우 제스처와 발성을 주로 사용하였고, 아동 2의 경우, 제스처와 몇 단어의 제한된 구어를 사용하였으며 아동 3, 아동 4의 경우는 제스처와 발성을 주로 사용하여 의사소통 하였다. 연구 설계는 대상자간 중다간헐기초선 설계로 기초선, 중재, 일반화, 유지로 진행되었다. 실험은 구조화된 치료실에서 휴머노이드 로봇을 이용한 AAC 중재를 실시하였다. 휴머노이드 로봇을 이용한 AAC 중재에서 로봇에 탑재된 AAC 프로그램은 손가락으로 터치가 가능하고, 음성합성 기능을 가진 AAC 프로그램(EKai-talk; 가칭)으로써 학술연구재단의 사업과제로 지원을 받아 한국과학기술대학교 전산학과와 공동제작으로 개발하였다. 로봇에 탑재된 AAC 프로그램에서 구현된 상징은 지식경제부 산하 ‘국민편익증진 기술 개발사업(Quality of Life Technology: QoLT)' 사업과제로 한국형 의사소통 콘텐츠의 사용을 위해 제작된 상징을 이용하였다. 탑재된 상징들은 AAC 사용자들이 쉽게 판독할 수 있고 의미 전달이 명확하도록 단순한 선화 체계로 이루어져있으며 한정된 색깔로 채색되었다. 실험을 위한 활동은 대상 아동의 선호도 조사 후, 기차-비누방울 놀이와 식사놀이 활동이 최종 선정되었다. 기초선은 총 3회기 동안 이루어졌고 AAC 중재는 총 20회기 동안 실시되었으며 각 중재 회기 전 10분 동안 지난 중재 회기 때 실시하였던 활동을 기초선과 동일한 조건에서 의사소통 표현 빈도, 의사소통 표현 양식, 의사소통 기능의 빈도를 측정하였다. 휴머노이드 로봇을 이용한 의사소통 표현 및 기능, 양식의 변화가 로봇이 아닌 다른 매체인 Tablet PC를 이용한 AAC에서도 나타나는지 알아보기 위해 매체 일반화를 실시하였다. 매체 일반화는 중재단계에서 간헐적으로 총 3회기 동안 이루어졌고 일반화 기초선과 동일한 조건에서 이루어졌다. 유지는 총 3회기 동안 이루어졌고 중재종료 시점에서 1∼4주 후에 기초선과 동일한 조건에서 실시되었다. 모든 회기의 평가과정은 녹화되어 분석되었으며 의사소통 표현 빈도는 제스처, 발성, AAC, 구어로 나누어 각각의 빈도를 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 연구에 참여한 학령전기 최소발화 아동은 로봇을 이용한 AAC 중재 후에 의사소통 표현 빈도가 증가되었다. 의사소통 표현 양식의 변화에 있어서 아동 1의 경우, 제스처와 구어는 기초선과 거의 비슷한 수준에서 남아있었지만, 발성과 AAC는 크게 증가되어 나타났다. 아동 2의 경우, 제스처, 발성, 구어, AAC 모두 기초선 보다 증가되어 나타났다. 특히 구어의 경우 크게 증가되어 나타났다. 아동 3의 경우, 발성과 제스처, 구어는 기초선과 비슷한 수준으로 남아있었지만 AAC는 크게 증가되어 나타났다. 아동 4의 경우, 제스처 사용은 기초선과 비슷한 수준으로 남아있었지만 발성, 구어의 사용은 기초선 보다 다소 증가되어 나타났고, 주로 AAC를 사용하여 의사소통 하는 것으로 나타났다. 의사소통 기능 다양화에서는 4명의 아동 모두 기초선보다 다양한 의사소통 기능을 사용하게된 것으로 나타났다. 둘째, 연구에 참여한 학령전기 최소발화 아동은 로봇을 이용한 AAC 중재 후에 나타난 의사소통 표현 빈도, 기능의 다양화 및 표현 양식의 변화가 Tablet PC를 이용한 AAC에서도 일반화되어 나타났다. 셋째, 연구에 참여한 학령전기 최소발화 아동은 로봇을 이용한 AAC 중재 후에 나타난 의사소통 표현 빈도, 기능의 다양화 및 표현 양식의 변화가 시간이 흐른 뒤에도 유지되어 나타났다. 따라서 본 연구를 통해 휴머노이드 로봇을 이용한 AAC 중재를 실시하여 취학전 최소발화 아동의 의사소통 표현과 양식, 의사소통 기능의 다양화에 긍정적인 효과를 입증했다. 그리고 휴머노이드 로봇을 이용한 AAC 중재에서 나타난 변화가 다른 매체인 Tablet PC를 이용한 AAC에서도 의사소통 표현을 촉진하고, 일반화하는데 효과가 있었다. 더불어 일정 시간이 흐른 후에도 중재를 통해 나타난 변화가 유지되어 나타났다는 점에서 본 연구의 의의를 찾을 수 있다.