언제 말 걸지 아는 스마트 스피커 개발 길 열어
언제 말 걸지 아는 스마트 스피커 개발 길 열어
  • 함예솔
  • 승인 2020.10.29 17:55
  • 조회수 351
  • 댓글 0
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KAIST 전산학부 이의진 교수 연구팀이 스마트 스피커 인공지능 비서가 선제적으로 말 걸기 좋은 최적의 시점을 결정하는 중요한 상황맥락 요인을 찾아냈다고 밝혔습니다. 이번 연구는 유비쿼터스 컴퓨팅 분야 국제 최우수 학술지인 <Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies>에 게재됐습니다. 

스마트 스피커가 먼저 말을 거는 선제적 서비스. 출처: KAIST
스마트 스피커가 먼저 말을 거는 선제적 서비스. 출처: KAIST

스마트 스피커, 음성 서비스 제공하기 최적의 시점은?!

 

기존에 개발되거나 시판 중인 스마트 스피커 인공지능 비서는 사용자가 먼저 요청한 서비스만 제공하는 반면 최근 스마트 스피커의 개발은 사용자의 상황에 맞춰 능동적인 서비스를 제공하는 형태로 진화하는 추세입니다. 똑똑한 음성비서가 사용자가 처해 있는 상황을 정확히 이해한 후에 선제적으로 일정 및 건강 관리를 도와주는 방향으로 개발되고 있는 겁니다. 하지만 아무 때나 눈치 없이 말을 건다면 도움은커녕 하는 일에 방해만 될 수 있습니다.

 

이의진 교수 연구팀은 스마트 스피커가 선제적으로 음성서비스를 제공하기 좋은 최적의 시점을 찾는 연구를 전산학부 이재길 교수를 비롯해 산업디자인학과 이상수 교수와 함께 다학제 연구팀을 구성해 공동연구를 수행했습니다. 그 결과 다학제 연구팀은 스마트 홈 환경에서의 최적의 발화(發話) 시점을 결정하는 중요한 사용자 상황 맥락 요인을 찾았습니다.

멀티모달 센서 데이터 기반 선제적 대화관리. 출처: KAIST
멀티모달 센서 데이터 기반 선제적 대화관리. 출처: KAIST

최적의 발화 시점에 관한 추론은 인공지능 비서가 음성서비스를 시작하거나 중지 또는 재개를 스스로 결정하고 제어하기 위한 필수적인 기술입니다. 연구팀이 찾아낸 중요한 상황맥락 요인은 최적의 발화 시점 추론 시 정확성을 높일 것으로 관계자들은 기대하고 있습니다.  

실험용 스마트 스피커를 활용한 실환경에서의 데이터 수집. 출처: KAIST
실험용 스마트 스피커를 활용한 실환경에서의 데이터 수집. 출처: KAIST

스마트 스피커 인공지능 비서가 선제적으로 말 걸기 좋은 시점을 찾기 위해 연구팀은 우선 실험용 스마트 스피커를 제작했습니다. 스마트 스피커는 사용자의 움직임이 감지되거나 일정한 시간이 지나면 주기적으로 "지금 대화하기 좋은가요"라는 질문을 했습니다. 참가자는 대화하기 좋은지 아닌지, "네" 또는 "아니요"로 대답하고 무엇을 하고 있었는지를 설명했습니다. 연구진은 이어 교내 기숙사에 거주하는 학생 40명(2인 1실)의 방에 스마트 스피커를 설치해 1주일간 총 3,500개의 사용자 응답 데이터를 수집했습니다.

질문-응답을 통한 데이터 수집. 출처: KAIST
질문-응답을 통한 데이터 수집. 출처: KAIST

데이터 분석 결과 전체 참가자 응답 중 47%는 대화하기 부적절한 것으로 드러났습니다. 이에 연구진은 대화하기 좋은 시점을 결정하는 주요 상황 요인을 찾기 위해 19개의 실내 활동 범주를 만들어 테스트했습니다. 이 결과, 연구팀은 적절한 시점을 결정하는 상황맥락 요인으로 크게 개인적 요인과 움직임 요인, 사회적 요인을 꼽았습니다.

대화하기 좋은 타이밍에 대한 세 가지 요인. 출처: KAIST
대화하기 좋은 타이밍에 대한 세 가지 요인. 출처: KAIST

개인적 요인은 크게 '활동 집중도', '긴급함과 바쁨 정도', '정신적·육체적 상태' 그리고 '다중 작업수행을 위한 듣기 또는 말하기 가능성' 등 4가지입니다. 예를 들면 집중해서 공부하고 있거나 드라이로 머리를 말리고 있을 때는 스피커와 대화가 어려웠습니다. 움직임 요인은 '외출', '귀가' 그리고 '활동 전환' 등 3가지입니다. 특히 사용자 움직임이 있을 때는 스피커와 대화 가능한 거리가 최적 시점 판단에 큰 영향을 미쳤습니다. 외출은 스피커와 대화 가능 범위 밖으로 나가는 움직임이고, 귀가는 범위 안으로 들어오는 움직임입니다. 범위 안으로 들어오는 귀가(歸家) 상황일 때는 대부분 대화하기 좋은 시점으로 분류됐습니다.

 

일반적으로 스마트 스피커는 거실처럼 집 구성원이 함께 생활하는 공간에 설치됩니다. 수집된 사용자 응답 중 절반은 룸메이트가 함께 있을 때 수집됐습니다. 연구팀은 전화 대화뿐만 아니라 누군가와 함께 있다는 것 또한 스마트 스피커와 대화하기 좋은 시점에 영향을 끼친다는 현상을 확인했습니다. 룸메이트가 자고 있거나 어떤 활동에 집중하고 있을 때 스마트 스피커와의 대화로 인한 갈등을 최소화하고 싶기 때문입니다.

(왼쪽부터) 차나래 제1저자(KAIST), 김아욱 교수(강원대학교), 이의진 교수(KAIST). 출처: KAIST
(왼쪽부터) 차나래 제1저자(KAIST), 김아욱 교수(강원대학교), 이의진 교수(KAIST). 출처: KAIST

제1 저자인 차나래 학생은 "이번 연구가 미래 스마트 스피커 개발의 중요한 토대가 될 것"이라면서 "앞으로는 센서 데이터로 감지된 상황맥락 정보를 활용해 스마트 스피커가 스스로 대화를 시작·중지, 또는 재개하기 좋은 타이밍을 선제적으로 감지해 지능적인 음성서비스를 제공할 수 있을 것"이라고 밝혔습니다.


##참고자료##

 


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