AI가 만든 맞춤 동화, 자폐아동 72% 행동 개선…비결은?

포스텍 연구진과 네이버 AI랩이 개발한 '오티히어로(AutiHero)' 시스템이 자폐 아동의 사회적 행동 개선에 놀라운 성과를 보였다. 이 혁신적인 생성형 AI 시스템은 부모가 직접 개인 맞춤형 사회적 이야기를 제작할 수 있게 하여 자폐 아동의 행동 지도에 새로운 전환점을 제시했다.

Creator-Reader 시스템으로 3분 만에 완성되는 맞춤 동화

연구 논문에 따르면, 오티히어로는 Creator(웹 기반 제작 도구)와 Reader(태블릿용 독서 앱) 두 부분으로 구성된다. OpenAI의 GPT-4o와 gpt-image-1 모델을 활용해 스토리 생성에 약 1-2분, 이미지 생성에 약 2분이 소요되어 총 3분 내에 완전한 개인 맞춤형 동화를 제작할 수 있다. 한국어-영어 번역 파이프라인도 포함되어 있어 현지화에도 최적화되어 있다.

시스템은 9개 섹션으로 구성된 체계적 스토리 구조를 제공한다. 제목부터 도입부, 도전 상황, 선택지, 결과, 수정, 반응, 수정된 결과, 마무리까지 단계적으로 구성되어 있다. 특히 관계(Relationship), 사회 규칙(Social Rules), 건강 습관(Healthy Habits) 등 3가지 주제 유형별로 차별화된 스토리 패턴과 경로를 제공한다.

2주간 218개 스토리 제작, 일평균 4.25개 이야기 읽어

2주간 진행된 실증 연구에서 16가족의 자폐 아동-부모 참여자들은 총 218개의 개인 맞춤형 이야기를 제작했다. 참가자들은 하루 평균 4.25개의 이야기를 읽으며 높은 참여도를 보였다. 특히 오후 6시 이후 저녁 시간대에 66%의 독서 활동이 이루어져 취침 전 부모-자녀 상호작용의 중요한 도구로 활용됐다.

연구진이 분석한 결과, 부모들이 입력한 목표 행동은 18개 카테고리로 분류되었으며, 이는 다시 사회규범, 자기관리 및 일상생활, 사회적 상호작용 및 교환, 안전, 감정 및 자기조절, 도전 및 새로운 경험 등 6개 상위 의미 그룹으로 묶였다. 사회규범 관련 스토리가 35%로 가장 많았으며, 이는 자폐 아동들이 공공장소에서의 규칙 준수에 어려움을 겪는다는 기존 연구 결과와 일치한다.

98개 관심사를 10개 카테고리로 분류한 개인화 기술

시스템의 핵심은 개인화 기능이다. 아이의 관심사와 일상 환경을 반영한 개인 맞춤형 스토리를 생성한다. 연구에서는 총 98개의 다양한 관심사가 활동, 캐릭터, 사물, 스포츠, 음식, 장소, 탈것, 인물, 동물, 기타 등 10개 카테고리로 분류됐다. 공룡 장난감을 좋아하는 아이라면 공룡이 등장하는 놀이터에서 친구들과 차례를 지키는 이야기가, 소방관을 꿈꾸는 아이라면 소방차 게임을 통해 협동하는 스토리가 만들어진다.

특히 시스템은 바람직한 행동과 바람직하지 않은 행동을 모두 탐색할 수 있는 다중 경로 구조를 제공한다. 아이들은 선택에 따른 결과를 직접 경험하고, 실수가 있어도 이를 바로잡는 과정을 통해 학습할 수 있다. 모든 경로는 결국 긍정적인 결말로 이어져 실수도 배움의 기회임을 알려준다.

72%의 목표 행동 개선, 부모 82%도 긍정적 변화 경험

연구 결과 72%의 목표 행동에서 긍정적인 변화가 관찰됐다. 놀이터에서 새로운 놀이기구에 도전하기, 빗소리에 대한 두려움 극복하기, 동생과 더 잘 어울리기 등 다양한 영역에서 개선이 나타났다. 한 부모는 "편식하던 아이가 갑자기 브로콜리를 먹겠다고 해서 깜짝 놀랐다"고 전했다.

하지만 24%의 행동은 변화가 없었는데, 주로 자극 행동(stimming)이나 충동성 관련 행동들이었다. 한 부모는 "감정 조절이 필요한 부분에서는 큰 변화를 보지 못했다. 행복할 때 여전히 벽을 뛰어다니고, 화날 때는 여전히 짜증을 낸다"고 말했다.

부모들도 82%의 경우에서 자녀 행동에 대한 대응 방식이 더욱 긍정적으로 변했다고 보고했다. 한 참여 부모는 "평소라면 잔소리를 했을 텐데, 이야기를 통해 옳고 그른 것을 자연스럽게 이야기할 수 있어서 도움이 됐다"고 평가했다. 또 다른 부모는 "화내고 소리치며 꾸짖는 대신, 그런 상황을 이야기에 넣어서 간접적으로 가르칠 수 있어서 꾸중을 덜 하게 됐다"고 전했다.

전문가들 "문화적 적합성과 개인화가 핵심"

연구진은 시스템 설계에 앞서 10명의 자폐 전문가들과 심화 인터뷰를 진행했다. 이 중 4명은 직접 발달장애 자녀를 키우는 부모로, 전문적 지식과 개인적 경험을 동시에 제공했다. 전문가들은 기존 사회적 내러티브 도구들이 개인 맞춤화 부족과 제작의 어려움으로 인해 가정에서 활용하기 어렵다고 지적했다.

특히 기존 자료들의 문화적 부적합성 문제가 지적됐다. 한 전문가는 "대부분의 사회적 스토리북 삽화는 해외에서 나온 것들이라 자폐 아동들(한국)이 별로 좋아하지 않는다. 때로는 아이와 함께 일하는 시간보다 포토샵을 배우는 시간이 더 오래 걸린다"고 토로했다. 이를 바탕으로 오티히어로는 아이의 관심사, 친숙한 인물, 자주 방문하는 장소 등을 스토리에 자연스럽게 통합하는 개인화 기능을 핵심으로 설계됐다.

TAM 평가에서 높은 사용성 점수, 일부 주의 사항도

기술수용모델(TAM) 평가에서 Creator는 사용 편의성 5.94점, Reader는 6.33점(7점 만점)을 기록했다. 한 부모는 "셀프 서비스 키오스크 같은 기술에 보통 당황하는데, 이건 생각보다 훨씬 쉬워서 기술에 능숙하지 않은 나 같은 사람도 할 수 있다는 자신감을 줬다"고 평가했다.

다만 일부 주의 사항도 발견됐다. 몇몇 아동들이 특정 관심사에 과도하게 집착하는 경향을 보였다. 한 부모는 "아이가 특정 관심사에만 너무 집착해서 그 장면만 계속 보고 싶어 해서, 나중에는 관심사를 넣지 않은 이야기를 만들어야 했다"고 전했다.

연구 한계점과 향후 과제

연구진은 몇 가지 한계점도 인정했다. 참여 아동 16명 중 14명이 남아로 성별 편향이 존재하며, 부모 보고에만 의존한 평가 방식의 한계가 있다고 밝혔다. 또한 2주라는 단기간 연구로 장기적 효과는 추가 연구가 필요하다고 설명했다.

연구를 주도한 포스텍 이정은 연구원은 "생성형 AI 기술을 통해 부모가 직접 교육 콘텐츠 제작에 참여할 수 있게 됐다"며 "이는 전문가 중심에서 부모 중심으로의 패러다임 전환을 의미한다"고 설명했다. 연구진은 향후 시스템의 소스코드를 공개할 예정이라고 밝혔다.

생성형 AI 치료 도구의 미래, 의료진 역할 재정의할까

오티히어로의 성공은 생성형 AI가 의료 및 치료 분야에서 어떤 변화를 가져올지 시사한다. 특히 개인 맞춤형 콘텐츠 생성 능력은 기존 '일률적 치료'에서 '개별화 치료'로의 전환을 가속화할 것으로 전망된다. 현재 자폐 치료 분야에서는 전문가가 직접 사회적 스토리나 시각 자료를 제작하는 것이 일반적이다. 하지만 AI 도구가 이런 작업을 자동화하면서 치료사들은 더 고차원적 업무인 치료 계획 수립이나 부모 상담에 집중할 수 있게 된다. 이는 치료 접근성 향상과 비용 절감으로도 이어질 수 있다.

더 나아가 이런 기술은 자폐 외 다른 발달장애나 학습장애 영역으로 확장 가능성이 크다. ADHD 아동을 위한 집중력 향상 스토리, 언어 발달 지연 아동을 위한 어휘 학습 동화 등으로 응용할 수 있다. 실제로 해외에서는 이미 난독증 치료용 AI 도구나 언어 치료 보조 시스템들이 등장하고 있다.

다만 AI가 생성한 치료 콘텐츠의 품질 관리와 부작용 모니터링은 여전히 과제로 남는다. 특히 부모가 직접 콘텐츠를 제작하는 경우 전문적 검증 없이 부적절한 내용이 포함될 위험도 있다. 연구진이 언급한 '안전장치'와 '가이드라인' 설계가 향후 상용화의 핵심 요소가 될 것으로 보인다.

궁극적으로는 AI 기반 치료 도구들이 의료진과 협력하는 '하이브리드 치료 모델'이 주류가 될 가능성이 높다. AI가 개인 맞춤형 콘텐츠 생성과 데이터 분석을 담당하고, 인간 전문가가 치료 방향 설정과 윤리적 판단을 맡는 역할 분담이 예상된다.

FAQ (※ 이 FAQ는 본지가 리포트를 참고해 자체 작성한 내용입니다.)

Q: 오티히어로 시스템을 일반 가정에서도 사용할 수 있나요?

A: 현재는 연구 단계로 일반 공개되지 않았지만, 연구진은 향후 소스코드를 공개할 예정이라고 밝혔습니다. 웹 기반 제작 도구와 태블릿용 독서 앱으로 구성되어 있어 기술적 배경이 없는 부모도 쉽게 사용할 수 있도록 설계되었습니다.

Q: 생성형 AI로 만든 이야기가 교육적으로 안전한가요?

A: 시스템은 현실적이고 일상적인 상황만을 다루도록 설계되었으며, 아동에게 잘못된 인상을 줄 수 있는 내용을 자동으로 필터링합니다. 또한 모든 이야기는 긍정적인 결말로 끝나 아이들에게 희망적인 메시지를 전달합니다.

Q: 자폐 아동이 아닌 일반 아동에게도 효과가 있을까요?