[뉴스비전e 이진구 기자] 세계는 지능정보기술의 발전에 따라 제4차 산업혁명 시대에 돌입했다. 

제4차 산업혁명은 놀라운 속도로 진화하고 있으며, 전세계 국가, 기업, 산업, 사회 전체 시스템을 바꿔 나가고 있다.

지능정보기술의 혁신은 산업과 고용구조, 생산과 삶의 방식 등 국가사회 전반에서 근본적이고 시스템적인 대혁명을 유발할 것으로 전망되고 있다.

따라서, 본 기획에서는 NIA의 'A.I. 플러스 시리즈'를 통해 교육 · 농업 · 생활 · 교통물류 분야에 있어서 미래 지능화 시대를 선제적으로 대응하기 위한 방안과 정책을 짚어 보고자 한다.

[기획①] 지능정보기술이 가져오는 '교육 혁명'에서는 다양한 글로벌 사례 분석을 통해, 지능정보기술과 교육이 만나 만들어지는 미래 모습의 전망과 지능정보기술을 활용해 교육 분야의 새로운 가치를 창출하고, 미래교육의 새로운 장을 열어갈 수 있는 가능성을 모색해 본다.

지능정보기술은 인간사회의 복잡한 의사결정을 대신함으로써 인간의 생활방식 전반을 획기적으로 변화시킬 전망이다. 기계가 인간을 대체함으로써 인간에게 요구되는 기능 및 지식이 변화하게 되고, 이로 인해 가르치고, 배우는 교육 전반의 변화가 불가피하다.

세계경제포럼(WEF)은 현재 초등학교 입학생의 약 65%가 현존재하지 않는 새로운 직업을 얻을 것이라고 발표한데 이어, 5년간 710만개의 일자리가 기계에 의해 대체되고 200만개의 새로운 일자리가 생겨나 약 500만개의 일자리가 사라질 것이라고 내다봤다. 

전세계의 연구기관 및 전문가들도 자동화와 인공지능으로 인해 인간의 일자리가 기계로 대체될 것이라고 전망하고 있다.

미래를 대비한 새로운 교육 방향 설정을 서둘러야 한다는 논의가 확산되고 있으며, 지능정보기술의 특징을 최대한 활용해 교육의 효율성과 효과성을 극대화함으로서 새로운 미래를 창조해나갈 필요성이 제기되고 있다.

이미 선진국들은 미래사회를 대비하기 위한 교육정책 혁신에 착수했다. 미국은 구글, 페이스북, MS 등 기업과 함께 지능정보기술을 통해 인간의 잠재력을 최대한 끌어내기 위한 교육 프로그램 개발을 추진 중이며, 영국은 컴퓨팅 교육을 의무화하는 한편, 창조적인 방법으로 생각하고 문제를 해결해 나갈 수 있는 창의성 교육을 강화하고 있다.

▲ 개별화- 지능정보기술을 통한 개인 맞춤형 교육

최근 데이터 처리능력, 알고리즘, 센서 등 지능정보기술을 활용한‘개인 맞춤형 교육 프로그램’이 등장하면서 교육의 새로운 혁신이 시작되고 있다. 이는 각 학생들의 학습 필요, 관심사, 열망, 그리고 문화적 배경 등을 고려해 개인에게 꼭 맞는 교육 프로그램을 설계해 교육의 성과를 극대화할 수 있을것으로 기대되고 있다.

구글 직원이 만든 맞춤형학교 ‘ALTSCHOOL’은 미래 교육을 위한 대안으로서 주목받고 있다. 

일본 도쿄 세타가야구의 수학전문학원은 AI형 학습 시스템 ‘쿠베나’를 사용 중인데 이는 학생이 태블릿 화면상에 나타나는 문제를 풀어나가면, 쿠베나는 학생의 해답뿐만 아니라 풀이하는 사고 과정이나 소요된 시간을 축적해 분석한 후, 학생이 어려워하는 부분을 극복하는데 도움이 되는 문제를 출제함으로서 학습효과를 높히고 있다.

 

▲ 체험화- 지능정보기술을 통한 직간접 경험으로 교육효과 극대화

 

최근 가상현실, 증강현실, 홀로그램, 오감 인터렉션, 3D 프린터 등 다양한 기술을 활용한 몰입형 실감교육에 대한 가능성이 부각되고 있다. 이러한 기술들은 몰입감(immersion)과 신기효과(novel effect)로 체험 위주의 효율적인 학습을 가능하게 하고 있다. 전문가들은 현재 e러닝, 모바일 기반의 m러닝에서 미래에는 VR/AR-러닝, 로봇을 활용한 R-러닝 등으로 발전할 것으로 내다보고 있다.

 

마이크로소프트(MS)의 HMD(Head Mounted Display) 증강현실 기기인 ‘홀로렌즈(HoloLens)’의 의료 교육 활용 사례는 실제로 경험하기 어려운 상황을 VR/AR을 통해 비용과 시간을 절약하고 실제 위험한 상황을 모의실험을 통해 현실감 있게 훈련할 수 있는 장점이 있는 최고의 적용 사례로 꼽힌다. 이처럼, 의료 및 헬스케어 분야가 VR/AR을 통한 교육과 훈련에 적합한 이유는 학습자가 인체에 대한 지식과, 생명을 취급해야 하는 고도의 능숙함이 필요하기 때문이다.

 

구글은 익스페디션 파이오니아 프로그램(Expeditions Pioneer Program)을 전세계에 배포할 계획이다. 이 프로그램으로 학생이 체험하기 어려운 남극과 북극, 독도 등을 360도 VR 영상으로 체험할 수 있으며, 미국 뉴욕 자유의 여신상도 생생하게 만날 수 있다. 

구글은 이미 동영상 플랫폼 유튜브에 VR기능을 추가했고, 실제 환경을 360도 입체 이미지를 보여주는 스트리트 뷰에서도 VR기능을 탑재하는 등 간단하면서 저렴한 기기인 카드보드를 통해 VR을 대중화한다는 계획이다. 또한, 향후 적용지역을 확대할 방침이다.

 

교육부문에 3D 프린팅 기술을 접목하는 시도도 활발히 이루어지고 있다. 3D 프린터는 시청각 교재 제작은 물론 아이디어 구현부터 심화학습에 이르기까지 전반에 활용되고 있다. 

아일랜드의 스테이튼 공업고등학교는 전공에 따라 직접 설계한 3D 캐드 결과물을 3D 프린팅하는 수업을 실시하는가 하면, 영국의 더럼 대학교(Durham University) 컴퓨터 과학과는 교육 기자재 제작에 3D 프린터를 도입해 활용하고 있다.

 

▲ 로봇화- 인간의 한계를 극복하고 교육의 다양성 확대

 

지능정보기술의 발전과 함께 로봇을 교육현장에 도입하는 사례가 증가하고 있다. 로봇은 그동안 대응이 힘들었던 다양한 학생들의 욕구를 만족시킬 수 있는 대안이 될 수 있으며, 장애를 갖거나 학습에 어려움이 있는 학생들에게 맞춤형 대응을 할 수 있다.

 

현재 각국에서는 로봇을 활용해 원격 출석, 학습장애 학생들의 학습, 창의성 · 협력적 사고 · 문제해결력 육성 등 혁신적인 교수방법의 확산에 기여하고 있다.

 

독일은 증가하는 난민 자녀의 언어교육을 위한 방안으로 로봇을 활용하고 있다. 독일 빌레펠트 대학교(Universit t Bielefeld)는 난민 자녀의 독일어 학습을 위해 프랑스 알데바란 로보틱스(Aldebaran Robotics)사가 개발한 휴머노이드 로봇 나오(Nao)를 활용하는 프로젝트를 추진하고 있다.

 

영국 노팅엄 대학교(University of Nottingham)는 지적장애를 가진 학생들과의 학습에 로봇을 활용하는 파일럿 연구(Pilot-test)를 실시하고 있다. 

이 파일럿 연구를 바탕으로, EU로 부터 재정적 지원을 받아 로봇과 학습장애를 가진 학생들 간의 상호관계에 관한 연구(EDUROB 프로젝트)를 유럽 여러 국가에 걸쳐 실시하고 있는데, 지적 장애 학생들을 대상으로한 로봇 활용 교과 학습뿐 아니라 의사 소통 능력, 원인과 결과, 디지털 역량 함양 등을 돕는 것이 목적이다.

 

하버드대(Harvard University) 생체모방관련 연구기관 ‘비스연구소(Wyss Institute)'는 코딩 교육로봇 ‘루트(Root)’를 개발해 4세부터 고령층까지 전 연령대의 사용자를 대상으로 쉽게 코딩의 원리를 이해하고 배울 수 있게했다. ‘루트’는 50개의 센서와 액추에이터를 갖고 있으며 텍스트 기반의 자바(Java), 파이선(Python), 스위프트(Swift) 등 프로그램 언어로 코딩이 가능하다.

 

프랑스 리옹의 마르티니에 고등학교(Lycée la Martiniére Monplaisir)는 등하교가 불가능한 학생들의 원격수업 도구로 로봇을 활용하고 있다. 원격출석 로봇은 위험한 곳 등을 연결해 학생들이 직접 그 장소에 있는 것과 유사한 경험 및 학습을 할 수도 있다.

 

지능정보기술의 발전으로 지난 100년간 변함없던 교육분야도 파괴적 혁신이 불가피해질 전망이다. 인공지능, 빅데이터, 로봇 등을 이용한 개인맞춤형 교육 프로그램이 확대되며 첨단형 미래 교실이 구현될 것이다.

 

교육분야는 미래에 가장 획기적으로 변화할 분야로, 지금까지 정보기술(IT)이 교육의 하드웨어적 측면에서 변화를 이끌어왔다면, 미래 지능정보기술은 교육 주체들 간의 관계와 교육시스템, 환경, 학교 제도 자체에 이르기까지 근본적인 변화를 불러일으킬 것으로 전망되고 있다. 
 

다가올 미래를 예측하고, 인재를 육성하는 것은 국가의 중요한 의무이자 책임이다. 따라서, 미래 인재의 요건을 확인하고 다양한 의견 교류 및 상호 신뢰에 기반한 교육 정책을 추진할 수 있도록 사회적 논의가 필요하다.

 

영국, 독일, 미국 등 선진국들은 AI, IoT, 빅데이터 등 지능정보기술을 기반으로 다양한 교육 사업을 추진 중이다. 우리나라도 새로운 지능정보사회 대비를 교육의 근본적 혁신과 변화가 필요한 시점이다.