자폐 아동을 위한 PECS 기반 안드로이드 학습 앱

초록

본 연구는 자폐 스펙트럼 장애(ASD) 아동의 의사소통 및 학습 장애를 완화하기 위해, 안드로이드 기반 모바일 애플리케이션에 그림 교환 의사소통 시스템(PECS)을 통합한 프로토타입을 설계·개발하고, 실제 사용자 테스트를 통해 그 효과를 검증하였다. 평가 결과, PECS가 포함된 앱은 비언어적·제한적 언어 사용 아동이 의사표현을 늘리고 일상 생활 적응력을 향상시키는 데 긍정적인 영향을 미쳤다.

상세 분석

본 논문은 자폐 아동의 의사소통 장애를 해결하기 위한 기술적 접근으로 PECS(Picture Exchange Communication System)를 모바일 환경에 적용한 점이 가장 큰 특징이다. 기존 연구에서는 PECS를 교실이나 치료실에서 물리적인 카드 형태로 사용했으나, 스마트폰·태블릿 보급률이 급증함에 따라 디지털 전환의 필요성이 대두되었다. 연구팀은 안드로이드 OS를 선택한 이유를 두 가지로 제시한다. 첫째, 안드로이드는 다양한 제조사의 저가 기기에서도 구동 가능해 비용 효율성을 확보한다; 둘째, 오픈소스 기반으로 UI/UX 커스터마이징이 용이해 PECS의 단계별 진행(Phase 1~Phase 5)을 앱 내에서 자연스럽게 구현할 수 있다.

시스템 아키텍처는 크게 세 층으로 구성된다. 1) 프론트엔드 UI 레이어는 직관적인 이미지 그리드와 음성 피드백을 제공하여 사용자가 이미지 선택만으로 의사를 전달하도록 설계되었다. 2) 비즈니스 로직 레이어는 PECS 단계 관리, 사용자 진행 상황 저장, 그리고 교사·보호자용 대시보드 기능을 담당한다. 3) 데이터 레이어는 로컬 SQLite와 클라우드 기반 Firebase를 혼합 사용해 오프라인에서도 학습이 가능하도록 하면서, 데이터 동기화 시점에 보안 암호화를 적용하였다.

핵심 기술로는 이미지 인식 및 자동 레이아웃 조정을 위한 Android Jetpack Compose, 그리고 음성 합성을 위한 Google Text‑to‑Speech API가 활용되었다. 특히, 이미지 선택 시 즉시 음성으로 라벨을 읽어주는 기능은 비언어적 아동이 피드백을 청각적으로 확인함으로써 학습 효율을 높인다. 또한, 교사·보호자는 앱 내에서 맞춤형 이미지 세트를 업로드하고, 아동의 성공/실패 로그를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

평가 방법은 두 단계로 나뉜다. ① 전문가 검토(특수교육 교사·언어치료사 5명)에게 UI·PECS 적용 적합성을 설문·인터뷰로 검증했으며, 평균 만족도 4.6/5점을 기록했다. ② 실제 사용자 테스트는 12명의 3~7세 자폐 아동(비언어적 4명, 제한적 언어 사용 5명, 최소 의사소통 가능 3명)에게 8주간 진행했으며, 사전·사후 의사소통 능력 평가(ABLLS‑2)와 행동 관찰 기록을 비교했다. 결과는 평균 의사소통 점수가 22% 상승하고, 일상 활동(식사·옷 입기·화장실 이용)에서 독립적 수행 비율이 15% 증가했다는 점에서 통계적으로 유의미(p < 0.05)하였다.

한계점으로는 샘플 규모가 작아 일반화에 제한이 있으며, 장기 지속 사용에 따른 효과 검증이 부족하다는 점을 인정한다. 또한, 현재는 이미지와 음성 라벨이 고정돼 있어 문화·언어적 다양성을 반영하기 위한 다국어 지원이 미비하다. 향후 연구에서는 클라우드 기반 이미지·음성 자동 생성 모델을 도입해 맞춤형 콘텐츠를 자동으로 생성하고, 장기 추적 연구를 통해 행동 변화 지속성을 검증할 계획이다.