문서번호	총무과-9669
결재일자	2023. 11. 2.
공개여부	부분공개(5)
방침번호

			시 민
주무관		총무과장	서울시립과학관장
김명배		고중석	11/02
			유만선
협조

관람행동의 인공지능 학습을 통한 관람객 맞춤형 안내로봇 개발

테이터 취득 시스템 구축 계획

서울시립과학관

관람행동의 인공지능 학습을 통한 관람객 맞춤형 안내로봇 개발

테이터 취득 시스템 구축 계획

관람객 맞춤형 안내 로봇 개발과 관련하여 데이터 취득 시스템을 구축하여, 관람객의 경험데이터를 수집, 처리, 분석하고자 함

1		관람객 맞춤형 안내로봇 개발 개요

□ 관련근거

ㅇ 한국연구재단 인재양성사업팀-10420호(2023.4.3.)

- 2023년 과학관 전시서비스 연구개발사업 신규과제 선정에 따른 협약체결 및 협약용 연구개발계획서 제출 안내

□ 개발 필요성

ㅇ 과학관의 주요 콘텐츠인 과학전시물에 대한 관람객들의 관람경험의 측정시도가 저조한 상태이며, 국립과학관들의 경우 과거 고객만족도 등을 측정하여 기관의 평가지표로 활용하는 등 제한적인 관람경험의 데이터만 존재함

ㅇ 디지털 기반기술의 적용을 통해 전시콘텐츠들에 대한 관람 경험을 정량화하고, 이에 맞는 고객별 맞춤식 전시안내를 통해 고객의 관람 서비스를 향상시킬 필요가 있음.

□ 개발 목표

ㅇ 관람객 경험데이터 취득

ㅇ 데이터 학습 및 고객 유형화

ㅇ 관람객 맞춤형 과학관 안내 서비스 로봇 개발

□ 개발 내용

ㅇ 관람행동 분석 및 관람유형 정의

- 관람객 관찰 및 분석, 이해

- 관람객들의 관람행동 분류 및 정의

예) 이동, 체류, 응시, 조작 등

- 과학관 및 박물관 기존 연구결과를 바탕으로 한 관람유형 분류

예) 체험추구, 과학학습, 휴식 등

- 관람유형-관람행동 상관성 모델 마련

ㅇ 데이터 취득시스템 구축

- 정의된 관람행동들을 바탕으로 정량데이터 확보가 가능한 데이터 취득방법 결정

예) 비전(얼굴, 위치 등), 거리(UWB), 접촉(압력-온도) 등

- 데이터 취득을 위한 센서 선정 및 규격화

- 입력 센서신호를 통한 인지알고리즘 개발

- 센싱시스템의 전시공간 배치 및 테스트

ㅇ 관람행동 데이터 학습알고리즘 개발

- 확보된 관람행동 데이터들을 바탕으로 관람유형을 파악할 수 있는 인공지능 알고리즘 개발

- 데이터처리를 위한 하드웨어 시스템 확보

- 일반관람객 대상 대단위 데이터 취득

ㅇ 안내로봇 제작 및 테스트

- 고객유형 및 과학관 콘텐츠 정보를 요청하고 전달받은 정보를 바탕으로 관람객을 안내하는 로봇 제작

- 제작된 로봇의 현장 테스트 및 반응분석, 피드백

- 제작된 로봇의 규격서 작성

- 안내로봇 체험 고객들 분석

- 개발기술 개선점 파악 및 반영

□ 관람객 맞춤형 안내로봇의 동작 개념도

2		데이터 취득시스템 구축

□ 시스템 개요

ㅇ 센싱 기술을 활용해 서울시립과학관을 방문한 관람객들의 관람 행동 데이터를 취득하여 관람유형 정의

ㅇ 데이터 취득 시스템 구축 예상 이미지

ㅇ UWB를 활용한 데이터 취득

- UWB(Ultra-WideBand): Nanosecond(10e-9)의 길이를 갖는 매우 짧은 펄스를 이용하여 통신하는 방식

- 시간 분해능이 매우 높아 최단 경로와 다중 경로간의 신호구별이 용이하여 수 cm이내의 정확도로 거리 측정이 가능하고 낮은 전력 밀도로 저전력 대용량 데이터 전송이 가능함.

- 비교적 최근에 사용화가 되어서 장비 비용이 비교적 비싸기는 하나 최근 삼성과 애플의 최신폰에 기본 탑재되어 있으며 Airdrop과 같은 무선 서비스에 적극 활용됨.

ㅇ UWB 부품 구성도

□ 시스템 구축

ㅇ UWB를 활용한 데이터 취득 시스템 구축

ㅇ 서울시립과학관 1층 G전시실 전시공간에 구축

ㅇ G전시실 시스템 구축 예상도

□ 향후 진행 계획

ㅇ 안내 로봇과 상호작용을 통한 직접 정보입력

- 전시장에 배치될 안내로봇 플랫폼이나 혹은 전시장(전시물)에 설치된 터치스크린 속 GUI, 혹은 스마트폰 앱을 통해 관람객에게 직접 정보를 입력받을 수도 있음. 이 경우, 몇 가지 질문 등을 통해 관람유형을 직접 확인할 수도 있으며, 특히 멤버십 제도가 있는 경우, 사전에 확보된 개인정보를 고객 동의하에 기존 데이터 취득 결과와 연동함으로써 고객에게 보다 풍부한 안내 서비스를 제공할 수 있을 것으로 예상됨.

ㅇ 데이터의 취득방법 결정 후, 필요한 정도의 정량적 데이터 확보가 가능한 센서를 선정하고, 선정된 센서를 포함하여 데이터 취득 시스템의 설계사항 규격화 진행.

ㅇ 개발된 기술의 사업화 시, 과학관 전시실 전체, 더 나아가 타 과학관과 문화시설로 동일한 규격의 시스템을 확장할 때 매우 중요한 핵심요소가 될 것으로 예상됨.

ㅇ 개발된 기술은 작년 10월 정부에 의해 발표된 12개 국가전략기술 중 인공지능과 첨단로봇 기술을 융합한 것으로 관련 기술발전 및 관련된 지능형 서비스로봇 산업육성에 긍정적인 역할을 할 것으로 판단됨

3		행 정 사 항

□ 소요예산

ㅇ ‘2023년 과학관 전시서비스 연구개발사업 신규과제 선정’에 따른 한국연구재단 예산 900,000천원에서 집행

ㅇ 금액 : 11,088천원(부가세 포함)

ㅇ 예산과목 : 관람행동의 인공지능 학습을 통한 관람객 맞춤형 안내로봇 개발 연구비, 연구시설․장비비, 연구활동비 (전문기관 : 한국연구재단),

ㅇ 국가연구개발사업 연구관리표준 매뉴얼 제3장 국가연구개발사업 연구개발비 지급 및 정산의 연구시설․장비비 항목에 따라 집행 후 범정부 연구비통합관리시스템 통합Ezbaro로 정산 처리

□ 협조사항

ㅇ 전시과 : G전시실에 시스템 설치 협조.

□ 추진일정

ㅇ 계약	: ’23. 11. 06. ~ 11. 08.

ㅇ 시스템 구축	: ’23. 11. 08. ~ 11. 17.

ㅇ 검수 및 테스트	: ’23. 11. 18. ~ 11. 24.

ㅇ 데이터 취득	: ’23. 11. 25. ~

※ 추진일정은 상황에 따라 조정될 수 있음

붙임  한국연구재단 공문 1부.  끝.