로봇을 활용한 교수∙학습에 대해서는 ‘로봇 교육’, ‘로봇 활용 교육’ 등의 용어가 사용되고 있다. 기존 연구에서 정 의되고 있는 로봇 활용 교육에 대해 검토해보기로 한다.

^[11]에서는 대학에서 로봇 공학을 가르치기 위해 로봇 플랫폼을 이용하는 경우(Robotics in Education), 관련 교과목 에서 학생들의 동기와 관심을 불러일으키기 위한 로봇을 이용하는 경우(Robotics for Education)로 구분한다^[14].

^[6]은 로봇 활용 교육을 로봇 자체에 관한 기술보다는 특정교과 또는 범교과적 교육 목표를 효과적으로 달성하 기 위해 체험활동의 하나로 간단한 로봇을 만들거나, 이야 기 소재로 다루거나, 예쁘게 꾸미거나 특별한 움직임을 만 들어 내거나, 실험 도구로 활용하는 등의 폭넓은 활동으로 정의한다.

로봇이 학습과정에서 가지는 역할에 따라 로봇 소양 교 육을 의미하는 ‘학습목표로서의 로보틱스’(Robotics as learning object)와 로봇 활용 교육을 의미하는 ‘학습도구로 서의 로보틱스’(Robotics as learning tool)로 구분되기도 한다 ^[8].

^[3]은 로봇 교육을 로봇공학과 관련된 기술과 시스템에 대한 교육 내용을 학습자에게 전달하는 활동으로 보는 로 봇 소양 교육과 로봇을 학습 도구나 자료로 이용하여 요 구하는 학습 성취기준을 달성하도록 가르치는 활동인 로 봇 활용 교육으로 나누고 있다.

이와 같이 로봇 활용 교육은 일반적으로 로봇 자체에 대한 교육보다는 로봇을 이용하여 특정 교육 목표를 달성 하기 위한 활동으로 정의되고 있다.

로봇 활용 교육의 궁극적 목적은 특정 교육 목표, 학습 목표를 달성하기 위한 것인데, 로봇을 활용한 교육의 효과 에 대해서는 창의성, 논리적 사고력, 문제해결력, 상호작용 성, 융합적 사고 등을 향상시키고, 흥미, 사회성, 협동심, 과학적 태도와 같은 긍정적 요소를 신장시킨다는 다수의 연구가 있다^{[15,16][2][4]}.

휴머노이드 로봇(humanoid robot)은 인간의 기능을 수행 할 수 있는 로봇의 한 형태로 외형뿐만 아니라 높은 수준 의 인공지능까지 갖추어진 로봇을 의미한다. 이러한 휴머 노이드 로봇 개발을 위한 연구는 크게 2족 보행을 위한 연 구와 센서 기반 인공지능 연구로 진행되어 왔다^[12].

휴머노이드 로봇 연구에서 가장 앞서 있는 곳은 일본으 로 기업과 연구소, 대학 등에서 연구가 활발히 진행되어 혼다사에서 1996년 2족 보행이 가능한 휴머노이드 로봇 P2를 발표하였다. 그리고 P3 개발에 이어 2000년 120cm의 키에 50kg의 무게를 가진 ASIMO(Advanced Step in Innovative Mobility)를 발표하여 인간과 유사한 형태의 모습으 로 인간과 같이 생활할 수 있는 로봇의 가능성을 열어주 었다. 이후 AIST 연구소 주도의 HRP-2, 동경대의 H6, H7, 독일 TUN(Technical University of Munich)에서 개발한 Johnnie, 중국 북경대의 BHR(Beijing humanoid robot), 소니의 SDR(Sony Dream Robot) 등이 개발되었다^[1,12].

국내외에서 휴머노이드 로봇 개발에 대한 연구가 활발 히 진행되고 있지만, 여전히 2족 보행에 대한 연구에 집중 되어 있으며, 인공지능 측면에서는 아직 초보 단계에 불과 한 상황이다.

휴머노이드 로봇에 대한 기존 연구는 대다수 로봇 개발 자체에 집중되어 있으며, 일부 휴머노이드 디자인^[13,7,5], 학 생의 행동 개선에 관한 연구가 이루어지고 있다^[10].

휴머노이드 로봇 디자인에 대한 연구는 주로 로봇 얼굴 형태에 대한 것이다. ^[13]은 아동 교육용 로봇과 홈 로봇의 얼굴 설계 가이드 제시를 위해 로봇 얼굴을 대상으로 아 동의 인지 분포와 로봇 얼굴 계량 수치를 분석하였다. 분 석 결과 아동은 로봇 얼굴의 색에 영향을 받는 것으로 나 타났다. 그리고 로봇 얼굴에서 아동의 선호도에 큰 영향을 미치는 부분은 얼굴형과 눈으로 동글 넙적한 얼굴과 큰 눈, 작은 입을 선호한 반면, 비대칭과 긴 타원형 얼굴을 싫 어하는 것으로 나타났다.

^[7]의 연구에서는 휴머노이드 로봇 외형 중 얼굴에 대한 선호도를 분석하였다. 휴머노이드형 로봇 얼굴을 4개 그룹 으로 분류하여, 한국인 및 필리핀 대학생을 대상으로 선호 도 설문조사를 실시하였다. 그 결과 인간과 가장 유사한 로봇 디자인을 가장 싫어하는 것으로 밝혀졌다. 즉 이는 인간과 유사한 외형의 친숙함과 선호도 사이에는 차이가 있다는 것을 의미한다고 한다.

^[5]는 로봇을 디자인 관점에서 생활 영역별(Home, Work, Public), 역할별(Entertainment, Information, Help, Security, Chores)로 분류하여 로봇 성격을 규정하고, 향후 휴머노이 드 로봇 디자인 방향을 제시하고 있다. Security나 Chores와 관련된 업무는 인간 외형보다는 특정 작업에 맞는 외형, Home 로봇은 현재의 기술적 제약과 가격 경쟁력 면에서 애완동물 형태가 적합하다고 한다. 따라서 휴머노이드 로 봇은 Entertainment, Information 기능으로 모든 사람이 접근 가능한 특성을 가진 Public 로봇으로의 디자인 방향으로 진행한 다음 기술 발전 후 Home 분야로의 연구를 제시하 고 있다.

휴머노이드 로봇의 교육적 활용에 대해서는 많은 연구 가 이루어지고 있지 않다. 물론 이는 교육용으로 활용하기 위한 휴머노이드 로봇이 기술적으로 아직 미흡한 수준이 기 때문이기도 하다. ^[10]은 휴머노이드로봇교구를 활용하 여 교육이 아동의 공감능력에 미치는 영향을 분석하기 위 해 휴머노이드 로봇과 일반 로봇교구를 활용한 아동을 비 교․분석하였다. 그 결과 휴머노이드 로봇교구를 활용하여 교육 받은 아동이 일반 로봇교구를 활용하여 교육 받은 아동보다 인지적 공감능력이 높은 것으로 나타났다. 남아 보다 여아가 공감능력이 높게 나타나 성별 차이를 보였다.

^[17]은 휴머노이드 로봇에 대한 명시적인 연구는 아니지 만 교육 현장에서의 지능형 로봇 활용 가능성과 구체적 활용 방안을 제시하고 있다는 점에서 참고할만 하다. 본 연구에서는 실수요자들, 전국 초․중학교 학생 및 학부모, 교사들을 대상으로 설문조사를 실시하여 로봇의 교육적 활용에 대한 인식과 요구 수준을 분석하였다. 인식 조사로 는 로봇의 교육적 활용에 대한 일반적 인식, 로봇을 교육 에 활용할 경우 학습 효과성에 관한 인식 수준을 조사하 였다. 요구조사로는 지능형 로봇의 교육적 활용을 위해 요 구되는 로봇의 일반 기능과 교육적 기능을 조사하였다. 분 석 결과 인식 조사에서는 대체로 긍정적인 응답이었으나 로봇의 교사 역할에 대해서는 부정적인 시각이 높았으며, 교사가 학생에 비해 부정적인 견해가 높았다. 요구 조사에 서는 인간과 유사한 휴머노이드형 로봇을 선호하고 있으 며, 안전성 및 감정 인식 기능에 대한 요구가 높았다.

이와 같이 교육용 휴머노이드 로봇의 디자인, 휴머노이 드 로봇을 활용한 행동 개선 연구 등이 일부 이루어지고 있긴 하나, 학교 수업에 활용하기 위한 연구는 드물다. 따 라서 향후 기술 발전에 따라 교육에 활용하기 위해서는 적용 가능성과 기대 효과 등에 대한 인식조사가 필요함을 보여 준다.

교사에 대한 인식 조사는 로봇 활용교육을 위한 로봇 특성의 중요성, 수업에서 로봇 활용이 효과를 거두기 위한 전제조건, 로봇 활용을 위해 국가 차원의 정책적 지원에 대해 이루어졌다.

먼저 로봇 활용 교육을 위한 로봇 특성의 중요성에 대 해 교사들은 기존 연구결과^[17]와 마찬가지로 로봇 안전성 (4.76)을 가장 중요하게 생각하고 있다. 다음으로 내구성 (4.67), 가격(4.57), 인터페이스(4.55), 지능(4.43), 자유도(3.96) 등의 순으로 나타났다. 이에 반해 로봇의 외형(3.23)과 크 기(2.98)는 상대적으로 중요도를 낮게 생각하고 있다. 로봇 활용 경력에 따른 차이는 나타나지 않았다.

수업에서 휴머노이드 로봇 활용이 효과를 거두기 위한 전제 조건으로는 전체의 34..6%가 로봇 자체의 기술적 발 전이라고 보고 있다. 다음으로 로봇 지원 체제의 구축 (20.5%), 수업에서 로봇 활용에 대한 연구 확대(19.2%), 로 봇 활용방법에 대한 교사 연수 확대(18%) 순으로 나타났 으며, 로봇 자체를 가르치는 교과 신설(3.9% 과 로봇 교육 지원을 위한 법제도 개선(3.99%)은 5% 미만의 낮은 비율을 보였다. 성별 구분에서는 남녀 교사별로 큰 차이를 보이지 는 않았으며, 로봇 활용 교육 경력별에서는 경력이 없거나 낮을수록 로봇 자체의 기술적 발전에 대한 응답 비율이 높았다. 즉 경력이 없는 경우 42.4%, 3년 미만 36.4%, 3년 이상이 21.7%였다. Table 2.

휴머노이드 로봇 활용 교육을 위한 국가 차원의 정책적 지원에 대해서는 적극적 정책을 통한 로봇 활용 확대 (35.4%)가 가장 필요한 것으로 생각하고 있으며, 로봇 활 용 교육 연구 확대 필요(29.1%), 로봇 활용 교육에 대한 국 민적 공감대 형성(22.8%) 등이 필요한 것으로 나타났다. Table 3.

배경 비교에서 성별에 따른 차이가 나타나고 있는데, 남 교사는 반 정도가 적극적 정책이 필요((47,8%)하다고 본 반 면, 여교사는 로봇 활용 교육에 대한 국민적 공감대 형성 (33.3%)을 주요하게 생각하고 있다. 휴머노이드 로봇 활용 교육 경력별에서는 교육 경력이 있거나 많을수록 적극적 정책이 필요하다고 응답하고 있으며, 교육 경력이 낮거나 없는 경우 교육 연구 확대 필요, 국민적 공감대 형성이 중 요한 것으로 생각하고 있다. Table 4.

학생에 대해서는 로봇의 모습과 기능인 로봇의 움직임, 로봇의 외형, 로봇의 크기에 대해 조사하였다.

학생들은 휴머노이드 로봇의 움직임에 대해서 몸이 고 정되어 있거나 일부만 움직이는 것보다는 몸 전체가 움직 이는 로봇(95.8%)을 선호하고 있다. 배경별 비교에서도 성 별이나 학년별 차이를 보이지 않았다.

휴머노이드 로봇의 겉 모양에 대해서는 전체 학생의 반 정도가 기존 연구^[17]처럼 사람 모양(50.8%) 이기를 원하고 있으며, 개나 고양이 모양(27.2%), 그 외 동물 모양(13.6%) 순으로 나타났다. 성별 비교에서는 남학생이 여학생에 비 해 사람 모양과 태권브이 같은 모양을 더 선호한 반면, 여 학생은 개나 고양이 모양의 비율이 높아 성별 차이가 나 타나고 있음을 확인 할 수 있다. 이러한 성별 차이는 남자 아동은 멋있고 강해보이는 전투적인 얼굴 모양, 여자 아동 은 귀여운 모양을 좋아한다는 ^[13]의 연구 결과와 유사한 다. 즉 남학생에 비해 여학생은 기계적인 모습보다 애완동 물같이 귀엽고 친근한 모습을 좀 더 선호하는 결과를 보 여준다. 학년별 비교에서는 큰 차이를 보이지는 않는다. 휴머노이드 로봇의 크기에 대해서는 학생의 반 정도가 보 통 사람과 비슷한 크기((50%)를 원하고 있으며, 보통 사람 보다 큰 크기보다는 작은 크기(39%)의 비율이 높게 나타 났다. 남녀별 비교에서는 남학생은 보통 사람과 비슷한 크 기에 대한 응답 비율(54.2%)이 높은 반면, 여학생은 보통 사람과 비슷한 크기와 보통 사람보다 작은 크기가 약 45% 로 비슷한 비율을 보이고 있어 남녀간 차이가 나타나고 있다. 학년별에서도 4학년 이하 학생은 보통사람과 비슷한 크기와 보통사람보다 작은 크기의 비율이 40%대 초의 비 율로 비슷하나 5학년 이상에서는 보통사람과 비슷한 크기 의 비율이 55%로 높아지고 있다. Table 5, 6 and 7.

교사와 학생의 동일 또는 유사 문항에 대한 비교 분석을 통해 휴머노이드 로봇 활용 교육에 대한 교사와 학생간의 인식 차이를 알아보기로 한다. 비교 조사는 교육에서 중요 한 로봇 역할, 로봇 활용이 효과적일 교과, 일반수업에서 로 봇 활용이 효과적일 부분, 수업시간 이외 로봇 역할의 필요 성, 로봇 활용의 긍정적 기대 효과에 대한 것이다.

먼저 학교 교육에 휴머노이드 로봇이 활용된다면 중요 하게 생각하는 로봇 역할에 대해 학생과 교사 모두 체험 교육 지원이 각각 31.5%, 35.4%로 제일 높았으나, 그 다음 으로 교사는 교사의 업무 보조 및 지원(25.7%)이 높은 반 면, 학생은 지식 전달 지원(21.5%)이 중요하다고 생각하고 있다. 즉 교사와 학생간 입장차에 따라 로봇 역할에 대한 인식 차이를 보이고 있다.

휴머노이드 로봇을 활용했을 경우 가장 효과적이라고 생각하는 교과에 대한 인식 차이에 대해서는 학생과 교사 간 차이가 두드러지게 나타나고 있다. 학생은 체육(23.7%) 이라고 답한 비율이 가장 높았고, 창의적체험활동(20.4%), 과학(17%) 순이었으나, 교사는 과학(36.7%) 비율이 가장 높고, 창의적체험활동(25.3%) 실과(16.5%) 순으로 나타났 다. 즉 학생은 로봇과 함께 체험하는 교과를 원하고 있으 며, 교사는 로봇을 활용한 실험/실습 위주의 수업이 효과 적일 것이라고 인식하고 있다. Table 8.

휴머노이드 로봇을 활용한 수업에서 가장 효과적일 것 이라고 생각하는 부분에 대해서는 학생과 교사의 입장에 따라 학생은 학습 도움 중심으로, 교사는 수업 도움 중심 으로 효과적일 것으로 보고 있다. 학생의 경우 숙제도와주 기(66.9%), 학습중 정보제공((61.9%), 지난 수업 요점 제공 (58.5%), 학생 상태(감정, 건강)파악(55.1%), 다음 수업 안내 (48.3%) 순으로 학습 보조 항목에 대한 응답 비율이 높았 고, 교사는 전체의 77.2%가 학습중 정보제공이라고 생각하 고 있으며, 음성인식 및 녹음(48.1%), 수준평가및기록 (46.8%), 출석체크와 지난수업 요점 제공 336.7%순으로 수 업 보조 항목 비율이 높게 나타났다. 교사 대상으로만 추 가 설문한 학생질의 응답과, 학생부진아지도 항목에 대해 선 각각 21.5% 32.9%가 효과적일 것이라고 판단하고 있다. 수업시간 이외 학교생활에서 휴머노이드 로봇의 역할 필 요성에 대해서는 학생과 교사 모두 대체적으로 긍정적으 로 인식하고 있다. 학생은 아침자습시간 지도(3.83), 쉬는 시간 지도(3.74), 종례 시간 지도(3.87), 방과후 학교 프로그 램(3.66), 학생들의 학습 상담(3.72) 모두 필요한 것으로 생 각하고 있다. 다만 교사도 긍정적 인식이 강하지만, 종례 시간 지도(3.06)와 학생들의 학습 상담에 대해서는 보통 수 준으로 평가하고 있다. 그러나 방과후 학교 프로그램에 대 해서는 평균 4.16으로 상당히 필요한 역할로 보고 있다. 교 사들은 수업 시간 이외 학생에 대한 지도보다는 방과후 학교 프로그램 같이 교육적 역할을 강조하고 있는 것으로 보인다. 학생들의 학습 상담에 대한 낮은 필요 인식은 휴 머노이드 로봇의 기술에 대한 부정적 인식 등으로 로봇이 대체하기에는 힘든 부분이라고 생각하고 있는 것으로 판 단된다. Table 9, 10 and 11.

휴머노이드 로봇활용 기대 효과면에서는 교사와 학생 모두 학습 흥미도 향상이 응답 비율이 제일 높았다.

특이한 점은 교사(38..6%)에 비해 학생(28.5%)의 비율이 낮게 나타났으며, 교사들이 중요한 효과로 보지 않은 학업 성취도 향상(2.5%) 항목에 대해서는 199.8%라는 다소 높은 비율을 보인 점이다. 교사는 학습 성취도 측면보다는 학습 흥미와 창의성이 증진(24.7%)될 것이라고 예상한 반면, 오 히려 학생들이 학업성취도가 향상될 것이라고 기대하고 있다. 학생들은 학습 흥미가 높아지면 학업성취도 향상으 로 연결될 것이라고 기대하고 있는 것으로 판단된다. 이러 한 결과는 학업성취수준 향상에 대한 인식조사에서 교사 보다 학생의 긍정적 견해가 높게 나타난 ^[17]의 연구 결과 를 재확인시켜 주고 있다. Table 12.