증강현실(Augmented Reality, AR / Augmented Immersive Reality, AIR)

AR은 우리 일상에 놀라운 경험을 선사하는 기술 중 하나입니다. 포켓몬고를 해보셨다면, 아마도 그 경험에 대해 잘 알고 계실 것입니다. AR을 활용한 교육도 마찬가지입니다. 기존의 단조로운 교육 방식에서 벗어나, 학생들이 보다 즐겁고 흥미로운 체험을 하며 공부할 수 있게 됩니다. AR을 활용한 교육은 포켓몬고처럼, 학생들이 놀랄 만한 경험을 선사할 수 있습니다. 그리고 이러한 경험이 학생들의 학습 동기를 높이고, 학습 성과를 향상시킬 수 있다는 것이 최근 연구 결과에서도 확인되고 있습니다.

AR이란?

AR(Augmented Reality)은 증강 현실 기술로, 현실 세계에 가상적인 객체나 정보를 추가하여 새로운 환경을 만들어내는 기술입니다. 이를 통해 사용자는 현실 세계에 가상적인 콘텐츠를 겹쳐 보거나 상호작용할 수 있게 됩니다.

 

AR 기술은 대개 스마트폰, 태블릿, AR 헤드셋 등의 기기를 통해 사용됩니다. 이를 통해 기기를 통해 촬영한 실제 환경 이미지를 분석하고, 그 위에 가상의 콘텐츠를 추가하는 방식으로 작동합니다.

 

AR은 게임, 광고, 교육, 의료 등의 분야에서 활용되고 있으며, 기존의 현실 세계에 가상적인 정보를 추가하는 방식으로 다양한 새로운 경험을 제공합니다. 또한, AR 기술은 VR(Virtual Reality)과 비교하여 물리적인 제약이 적고, 보다 현실감 있는 경험을 제공할 수 있다는 장점이 있습니다.

AR의 원리

AR(Augmented Reality)의 원리는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 하나는 이미지 인식(Image Recognition)을 기반으로 한 Marker-based AR, 다른 하나는 위치 추적(Location Tracking)을 기반으로 한 Markerless AR입니다.

 

Marker-based AR은 카메라로 촬영한 이미지에서 특정한 마커(Marker)를 인식하고, 이를 기반으로 가상 콘텐츠를 출력합니다. 이 마커는 대개 검정색 테두리가 있는 흰색 직사각형이며, AR 어플리케이션에서 이를 인식하고 인식된 마커 위치에 가상 콘텐츠를 띄워주는 방식입니다.

 

Markerless AR은 카메라로 촬영한 이미지에서 실제 세계의 특정한 지점을 인식하여 이를 기반으로 가상 콘텐츠를 출력하는 방식입니다. 이를 위해 대개 GPS, 가속도계, 자이로스코프 등 다양한 센서를 사용합니다.

 

이러한 AR의 원리는 대개 AR 어플리케이션 내부에서 처리됩니다. 카메라로 촬영한 이미지나 센서 데이터를 분석하여 인식하고, 인식된 결과를 기반으로 가상 콘텐츠를 생성하여 출력하는 방식입니다. 이를 통해 사용자는 실제 세계와 가상 세계가 결합된 새로운 경험을 할 수 있습니다.

 

증강현실은 게임뿐만 아니라, 교육에서도 활용할 수 있습니다(게임 : 포켓몬고)

 

교육에서의 AR

앞서 말씀드린 포켓몬고처럼, 교육에서 AR을 활용한다면 어떤 모습으로 활용할 수 있을까요? 실제 AR기기를 활용하여 교육을 한 모습을 소개해드리겠습니다. 유튜브에서 찾은 내용인데, 화학 수업에서 분자를 AR로 구현한 동영상입니다.

https://www.youtube.com/watch?v=Qi3h18wJJiI 

(출처 : VirQ Tech 유튜브)

이처럼 교육에서 사용되는 AR(Augmented Reality)은 증강 현실 기술을 이용하여 학생들의 학습 경험을 향상시키는 방식입니다. 위 동영상처럼 화학 분자를 보여줄 수도 있고, 문학 작품을 실감나게 표현하는데 사용할 수도 있을 겁니다. 나아가 수학에서 3차원의 도형을 보여준다면 어떨까요? 초등학교 때 쌓여있는 나무조각의 모습을 보고 갯수를 맞추는 문제가 기억 나시나요? 이를 AR을 통해 구현한다면, 학생들이 더 이해하기 쉬울 겁니다. 이처럼 AR은 현실 세계에 가상적인 객체나 정보를 추가하여 혼합 현실(Mixed Reality) 환경을 만들어내며, 이를 통해 학생들은 시각적으로 더욱 재미있고 흥미로운 학습 경험을 할 수 있습니다.

 

교육에서 사용되는 AR의 예시로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

 

1. 교과서나 학습자료 등의 이미지나 도면 위에 AR 기술을 이용하여 부가적인 정보를 제공하는 학습자료

2. 3D 모델을 활용하여 학생들이 실제로 조작하고 체험할 수 있는 시뮬레이션

3. AR 기술을 이용한 게임을 통해 학생들이 문제 해결력과 협업 능력 등을 향상시키는 게임 기반 학습

 

AR은 학생들이 추상적인 개념을 더욱 쉽게 이해하고, 시각화된 학습 경험을 통해 더욱 몰입하여 지식을 습득하는 데 큰 도움이 됩니다.

 

AR관련 에듀테크 산업

AR 기술을 활용한 에듀테크 산업은 현재 급속하게 성장하고 있습니다. AR을 활용한 교육 콘텐츠는 학생들이 보다 쉽게 이해하고 기억할 수 있도록 도와주고, 학습 효율을 높여주는 효과가 있기 때문입니다.

 

시장 조사기관인 MarketsandMarkets에 따르면, AR을 활용한 교육 시장은 2023년까지 1,053억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 또한, Grand View Research는 AR 및 VR을 활용한 교육 시장이 연평균 약 45%의 성장률로 2025년까지 22억 달러 규모로 성장할 것으로 예상하고 있습니다.

 

AR을 활용한 교육 콘텐츠는 학생들의 학습 효율을 높이는 데 큰 역할을 하고 있으며, 이에 따라 AR 관련된 에듀테크 산업의 성장이 예상됩니다.

 

다음은 대표적인 AR을 활용한 에듀테크 기업 몇 가지입니다.

 

zSpace - 교육용 3D 가상 현실 기기를 개발하여 STEM 교육을 위해 활용하고 있습니다.

Merge - AR을 활용한 학습 콘텐츠와 교육용 AR 헤드셋 등을 개발하여 교육 시장에서 선도적인 위치를 차지하고 있습니다.

Curiscope - AR 기술을 활용하여 인체 해부학을 학습할 수 있는 애플리케이션을 개발하고 있습니다.

Wonda VR - AR/VR을 활용한 교육 콘텐츠 및 플랫폼을 제공하고 있습니다.

LightUp - AR을 활용한 STEM 교육용 제품인 LightUp Edison Kit을 개발하고 있습니다.

 

이 외에도 AR을 활용한 교육 콘텐츠를 개발하고 있는 다양한 에듀테크 기업들이 있으며, 앞으로 AR과 관련된 기술과 콘텐츠가 더욱 발전할 것으로 예상됩니다.

AR관련 연구

증강현실(AR)이 협력학습에 어떻게 도움을 주고 방해할 수 있는지에 관한 연구: 전자기학 교육에서의 AR에 관한 연구

증강현실(AR)이 협력학습에 어떻게 도움을 주고 방해할 수 있는지에 관한 연구: 전자기학 교육에

향상된 학습 성과를 위한 증강 현실(AIR): 정량적 평가

향상된 학습 성과를 위한 증강 현실(AIR): 정량적 평가