서울디지털재단(‘디지털재단’)은 시민들의 편의를 높이는 아이디어를 특허로 등록했다고 밝혔다. 특허 내용은 ‘사용자의 편의성이 향상된 키오스크’와 ‘학습 수렴속도 향상을 위한 연합학습 시스템 및 그 방법’ 등 2건이다.
발명의 명칭은 ‘사용자의 편의성이 향상된 키오스크’로, 정보취약계층을 포함한 누구나 편리하게 사용할 수 있는 키오스크에 대한 아이디어다.
발명의 명칭은 ‘학습 수렴속도 향상을 위한 연합학습 시스템 및 그 방법’으로, 기존 연합학습의 학습 속도를 절감한 아이디어다.
그간 기존의 키오스크에서는 쿠폰 사용, 추가 메뉴 주문 등의 부가적인 정보까지 한 화면에 모두 표시하다 보니, 정보 가독성이 떨어지고 글자 크기도 작아 정작 가장 중요한 메뉴선택, 결제 등의 필수 정보 파악이 어려웠다. 이러한 상황은 고령층에게 시각적 피로도를 주고, 주문 지체와 뒷사람의 눈치를 보게 하는 등 심리적 부담감을 높이기도 했다.
재단이 지난 2022년에 발표한 ‘서울시민 디지털역량실태조사’에 따르면 고령층이 키오스크를 자주 이용하지 않는 이유로 ‘뒷사람 눈치가 보여서’가 35.9%로 1등을 차지했다.
이번에 디지털재단에서 발명한 사용자 이용편의성이 향상된 키오스크의 가장 큰 특징은 터치스크린 화면 구성과 배치다. 기존 1개였던 터치스크린을 총 2개의 듀얼-터치스크린을 구성하여, 메인화면에는 필수내용(메뉴선택, 결제, 적립 등)만, 보조화면에는 부가내용(매장 및 음식정보, 광고 등)만 송출되도록 했다. 또한, 듀얼 화면이 ‘ㄱ’자 모양의 수직 형태로 배치돼 일종의 칸막이 역할을 할 수 있어, 심리적 안정감을 높였다.
이외에도, 메인화면을 사용자의 신체적 조건에 맞게 높낮이와 각도를 조절할 수 있도록 구성했으며, 결제 시에는, 카드 투입구 주변에 LED 전구를 설치하여 알림을 주고, 소리를 앞으로 모아주는 지향형 스피커를 탑재해 키오스크를 사용하는 사람에게 독립적으로 음성정보를 제공하는 아이디어도 포함했다.
디지털재단 연구진은 “어렵게 키오스크를 공부하기보다, 처음부터 누구나 사용하기 쉬운 키오스크를 만들자는 시도에서 출발한 아이디어”라며, “시민의 반응과 실제 현장의 다양한 의견을 들어보고 현장 적용성과 실용화 가능성을 추가 연구하겠다”고 전했다.
기존 연합학습의 학습 속도를 절감한 아이디어도 제시됐다. ‘연합학습 시스템 및 방법’에 대한 기술로, 중앙서버의 결과값과 개별기기에서 학습한 결과값을 실시간으로 비교하고 성능 높은값을 채택할 수 있어, 기존보다 시간을 단축시킨다는 장점이 있다.
기존의 연합학습 방법은 데이터 소유자의 스마트폰 등 개별 기기에서만 반복적으로 학습을 진행해 최적의 성능값이 도출될 때까지 시간이 오래 걸린다는 단점이 있었다.
연합학습(Federated Learning)은 지난 2016년 구글에서 개발한 AI 학습방법 중 하나다. 데이터를 중앙에 모아서 학습하는 기존의 방식과 달리, 각자의 데이터를 각자의 기기(스마트폰 등)에서 학습한 후 결과값 만을 서로 교환하는 것으로, 개인정보나 민감한 기업 정보 유출을 막을 수 있다는 것이 가장 큰 장점이다.
해당 기술은 디지털재단이 수행한 서울시 25개 자치구별 건물 변화 데이터를 활용한 연합학습 연구가 기본이 됐다. 디지털재단은 지난 2019년 ~2020년 서울시 25개 자치구 건물 변화 데이터를 활용해 연합학습을 수행한 결과, 연합학습 적용 시 인공지능 성능이 개별적으로 학습했을 때의 성능보다 평균적으로 약 29% 높게 나타나며, 연합학습 방법이 유의미한 방법임을 확인한 바 있다.
본 연구를 위해, 지난 2019년도와 2020년도의 서울시 25개 자치구별 건물변화 데이터를 활용하였는데, 예를 들어 강남구에서는 2,105개의 학습데이터, 강서구는 4,290개의 학습데이터 등을 이용해, 자치구별 학습데이터를 각각의 인공지능이 학습하고, 그 결과값을 중앙서버로 보낸 후, 중앙서버로 모여진 결과값들을 산술평균하는 방식이다.
자치구별로 나눠진 데이터를 개별적으로 각각 학습하여 개발한 인공지능과 연합학습을 적용해 학습한 인공지능의 성능을 분석한 결과, 연합학습을 적용했을 때의 성능이 평균적으로 0.66에서 0.85로 약 29% 높아졌고, 연합학습 방법이 유의미한 방법이라는 점을 확인했다.
이번 연합학습 관련 기술개발 및 특허로 학습시간이 기존보다 단축시킬 수 있게된 만큼, 상대적으로 데이터, 컴퓨팅 자원이 부족한 중소기업, 소상공인의 AI 활용성을 높이는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
강요식 서울디지털재단 이사장은 “2건의 특허 모두 디지털 기술에 접근이나 개발이 어려운 고령층, 중소기업 등에게 도움이 되는 아이디어”라며, “특허로 인정받은 재단의 연구개발 전문성을 기반으로, 디지털 약자를 위한 다양한 지원사업으로도 연계될 수 있도록 적극 노력하겠다”고 전했다.
시민들은 편리해지는 것은 좋지만 여전히 키오스크로 주문하는데 있어 시간이 조금 걸리다 보니 뒷 사람들의 눈치를 보는 것 같다며 이런 불편함이 사라질 수 있음 좋겠다고 전했다. 덧붙여 동시에 주문을 여러 사람들이 하는 부분은 정말 좋은 것 같다고 전했다.
작성자 : ENB교육뉴스방송(총괄 편집국장 김효정)
