Journal of the Korea Society of Computer and Information (한국컴퓨터정보학회논문지)

Korean Society of Computer Information (한국컴퓨터정보학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on the Implementation of Serious Game Learning Multiplication Table using Back Propagation Neural Network on Divided Interconnection Weights Table

분할 가중치 테이블 역전파 신경망을 이용한 구구단 학습 기능성 게임 제작에 관한 연구

  • 이경호 (한라대학교 정보통신방송공학부)
  • Published : 2009.10.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper we made the serious game learning multiplication table to be evolved. The serious game is to induce the interest of the learner. This program has an interaction form which reflects the intention of the user and using this program a learner to learn the multiplication table as teacher's location are training a program that are seen as the abata and came to be that learner is smart. A study ability to be evolved used an back propagation neural networks. But we improved a study speed using divided weight table concept. The engine is studied perfectly in 60~80 times training. The learning rate increase to various non-monotonic functional form not to do a mechanical rise. And the learning rate is similar with the study ability of the human.

본 논문에서는 학습자의 흥미를 유도하기 위해 인간의 학습 과정과 유사하게 학습 진화되는 구구단 학습 기능성 게임을 제작하였다. 이 기능성 게임은 사용자인 구구단을 배우는 학습자가 교사적 위치에서 아바타를 학습시키는 은유를 이용하여 사용자가 학습되도록 구성하였다. 학습 진화 기술은 역전파 인공신경망을 이용하여 구성하였으나, 인공신경망의 학습 속도 문제를 분할 가중치 테이블 구조를 개발하여 개선하였다. 이렇게 구성된 엔진으로 학습 횟수 60~80번 정도에서 100% 학습률을 얻을 수 있었고, 또한 학습의 횟수에 따른 학습률이 기계적 상승을 하지 않고 학습시마다 다양한 비단조 형태로 증가하여 다양한 인간의 학습률과 유사하게 작동할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 박형성, "Serious Games 활용을 위한 이해와 동향." 한국게임학회 논문지, 제 8권 2호, 107-118쪽, 2008년 5월.
  2. 강혜영, 윤성철, "컴퓨터 게임의 장르가 사고양식에 따라 학업성취에 미치는 효과." 학습자중심교과교육학회, 학습자중심교과교육연구, 제9권, 제 1호. 1-20, 2009년 4월.
  3. 박중길, 문익수, "이해중심게임수업이 중학생의 인지 및 정의적 발달에 미치는 효과." 한국스포츠심리학회, 한국스포츠심리학회지, 제19권, 제 2호, 43-67쪽, 2008년 6월.
  4. Rosemary Garris. Robert Ahlers. James E. Driskell. "Games. Motivation. and Learning: A Research and Practice Model." Simulation & Gaming. Vol. 33. No.4. pp. 467. Dec. 2002.
  5. Marc Prensky. "The Motivation of Gameplay," the REAL 21st century learning revolution. On The Horizon. Vol. 10. No 1. pp. 5-11. Feb. 2002.
  6. 김보경, 김재동. "컴퓨터 게임을 통한 학습의 몰입 관련변인이 학업성취수준에 미치는 영향의 경로분석." 한국교육정보미디어학회, 교육정보미디어연구, 제11권, 제3호, 89-114쪽. 2005년 9월.
  7. 백영균, 정용석, "게임기반학습에서 학습자의 게임능력 및 학습능력이 논리적사고력에 미치는 효과." 한국교육정보미디어학회, 교육정보미디어연구, 제10권, 제4호, 119-140쪽. 2004년 12월.
  8. 박형성, 위남환, "교육용 게임의 액션수준이 성격유형에 따라 내적동기에 미치는 효과" 한국정보교육학회, 정보교육학회 논문지, 제11권, 제3호, 259-266쪽,2007년 9월.
  9. 박정현, 김인옥, 정상목, 송기상. 김종백, "감성인식 컴퓨팅 기술을 적용한 이러닝 상호작용 기술 연구." 한국컴퓨터교육학회 논문지, 제11권 제2호, 2008년 3월.
  10. 최용석, "게임 데이터 요소의 SCORM 데이터 모델에의 적용 방안," 한국컴퓨터교육학회 논문지, 제10권, 제2호 65-75쪽. 2007년 3월.
  11. 김광열 송정법, 이태욱, "디지털 스토리텔링 기반 프로그래밍 교육이 학습자의 동기 및 학업 성취도에 미치는 영향," 한국컴퓨터정보학회 논문지, 제14권, 제1호, 47-55쪽. 2009년 1월.
  12. 앤드류롤링스, 데이브모리스., "게임아키텍처&디자인." 제우미디어. 1-20. 2000.
  13. Kitano. H. "Designing neural networks using genetic algorithms with graph generation system," Complex System, pp.461-476, 1990.
  14. Koza, J.R., and Rice, J.P., "Genetic generalization of both the weights and architecture for a neural network," International Joint Conference on Neural Networks, pp. 397-404, NY, IEEE, Vol.2, New York, 2000.
  15. Mat Buckland., "AI Techniques for game programming." The Primier Press, pp. 231-293, 2004.
  16. 김향화, 장동헌, 김태용, "동적 상태 진화 신경망에 기반한 팀 에이전트의 진화." 멀티미디어학회 논문지, 제12권, 제2호. 290-299쪽. 2009년 2월.
  17. A. van Ooyen and B. Nienhuis, "Improving the Convergence of the Back-Propagation Algorithm." Neural Networks, Vol. 5, pp. 465-471, Jan. 1992. https://doi.org/10.1016/0893-6080(92)90008-7
  18. J. R. Chen and P. Mars, "Stepsize Variation Methods for Accelerating the Back-Propagation Algorithm," IJCNN-90-WASH-DC, Vol. 1, pp. 601-604, April. 1990.
  19. 홍봉화, 탁형근, 조원경, "역전파 학습 알고리즘의 최적화를 위한 파라미터에 관한 연구." 대한 전자공학회 추계종합 학술대회 논문집, 제15권, 제1호. 725-727쪽, 1992년 11월.
  20. 홍봉화, 이승주, 조원경, "신경회로망 수렴 속도 개선을 위 한 학습파라미터 설정에 관한 연구." 대한 전자공학회 논문지, 제33권 B편, 제11호. 159-165쪽. 1996년 11월.
  21. 곽영태, 이영직, 권오석, "은닉층 다차원공간의 Vertex를 이용한 MLP의 은닉 노드 축소방법." 한국 통신학회 논문지. Vol. 24. No. 9B, 1775-1784쪽. 1999년 9월.
  22. 김향화, 장동헌, 김태용, "동적 상태 진화신경망에 기반 한 팀 에이전트의 진화." 멀티미디어학회 논문지, 제12권, 제2호. 290-299쪽, 2009년 2월.
  23. 홍봉화, "적응 역전파 신경회로망 은닉층 노드 수의 최적화에 관한 연구." 세명논총 제8집. 135-144쪽. 2000년 2월.