나만의 스마트한 사물함 만들기.

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1 나만의 스마트한 사물함 만들기

2 차례 STEAM 교육이란? 문제 상황 제시 및 이해하기 센서 프로그래밍 작품 설계 및 제작 스마트한 사물함 완성 및 발표 1
2 문제 상황 제시 및 이해하기 3 센서 프로그래밍 4 작품 설계 및 제작 5 스마트한 사물함 완성 및 발표

3 학습안내 단원명 나만의 스마트한 사물함 만들기 학습방법 프로젝트 학습(Project based learning) 관련 교과
과학, 기술, 정보, 미술 핵심 역량 협력적 문제해결력, 컴퓨팅사고력 학습자료 교사 PPT, 로보티즈IoT, 엔트리 학생 활동지, 로보티즈IoT, 엔트리, 프로젝트 활동 재료 평가 방법 관찰 및 동료평가, 산출물 평가

4 1차시 스마트한 사물함 만들기 프로젝트 이해하기

5 STEAM 교육이란? STEAM 교육 - 과학, 기술, 공학, 예술 및 과학이 융합한 형태의 교육
- 기존의 각각의 학문 분야라는 틀에서 완전히 탈피하여 전체적인 안목 모든 예술과 인문사회 학문영역을 과학·기술· 공학의 시각과 관점에서 고려되도록 접목

6 STEAM 수업 개요 스마트한 사물함 만들기 STEAM 융합인재 상황 제시 창의적 설계 감성적 체험
센서 프로그래밍 작품 설계 작품 제작 과학, 기술, 공학 등 융합인재 를 위한 STEAM 수업 경험 STEAM 융합인재 상황 제시 창의적 설계 감성적 체험 스마트한 세상이 열렸다. 컴퓨팅 사고력 이해 사용할 제품 이해 및 익히기 스마트한 사물함 만들기 문제 이해 개발한 사물함 모둠별 발표 개발한 프로그램 자기평가, 동료평가

7 학습목표 ▪ 스마트 사물함에 적용될 수 있는 첨단 기술들에 대한 아이디어를 설계할 수 있다.
학습목표3 ▪ 스마트 사물함에 적용될 수 있는 첨단 기술들에 대한 아이디어를 설계할 수 있다. ▪ 작품 제작에 필요한 센서와 모터를 테스트하여 필요한 자료를 수집할 수 있다. ▪ 스마트 사물함에 대한 아이디어를 창출하고 실제 시제품으로 구현할 수 있다. 학습목표1 학습목표2

8 교과 성취기준 STEAM 교과별 성취기준(2015개정 교육과정) 과학 기술 정보
[9과24-02]과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만드는 방안을 고 안하고 그 유용성에 대해 토론할 수 있다. [12기가05-04]기술 혁신을 위한 창의 공학 설계를 이해하고, 제품을 구상하고 설계한다. [9정보05-03] 센서를 이용한 자료 처리 및 동작 제어 프로그램을 구현한다.

9 프롤로그 스마트 스쿨

10 프롤로그 지하철 스마트 사물함

11 01_01 로보티즈 IoT 제어기 살펴보기 <로보티즈>

12 01_02 로보티즈 IoT 모터 조립 방법

13 01_03 로보티즈 IoT 모터 조립 방법 ① 모터의 검정 원모양을 정렬한다. (파인 부분이 위로)
② 모터와 회색원, ㄷ자 브릭을 그림과 같이 연결한다. ③ 긴 리벳을 회색원쪽 가운데 연결하여 고정한다. ④ 반대쪽 검정색 원쪽 바깥쪽으로 작은 리벳 2개로 고정한다. ⑤ 5핀 케이블을 모터에 연결한다. 이때 선을 끝까지 밀어서 넣어준다. ⑥ 5핀 케이블 반대쪽에 노란색 브릭을 끼운다.

14 01_03 로보티즈 IoT 모터 조립 방법 ⑦ 양쪽으로 작은 리벳을 끼워 노란색 브릭을 고정한다.
⑧ 5*12 브릭을 그림과 같이 연결하고 리벳으로 고정한다. ⑨ 제어기 6번 포트에 연결한다. ⑩ 모터가 구동될 수 있도록 건전지 전원을 연결한다.

15 01_04 엔트리와 제어기 연결 엔트리 실행  하드웨어 연결

16 문제 상황 <생각해보기> 교실의 사물들 중 스마트하게 만들 수 있는 부분을 생각해 발표해보자.
<예> 교실에 들어오면 자동으로 켜지는 전등, 아무 움직임이 감지 안되면 자동으로 꺼지는 전등 교실의 많은 사물들에게 다양한 기능을 적용하여 스마트한 사물들을 만들 수 있다. 그 중 교실에서 책이나 물건을 보관하는 개인 사물함을 디자인하고 박수를 인식하여 열리고 닫히는 나만의 스마트한 사물함을 만들어보고자 한다.

17 센서 프로그래밍 1. 박수 소리 확인하기 아래와 같이 엔트리봇에 실시간 소리 횟수를 말하는 프로그램을 작성하고 제어기에 내장된 소리 인식 센서(마이크)를 이용하여 박수가 잘 인식되는지 확인한다. 화면구성 코드

18 센서 프로그래밍 2. 서보 모터 출력 확인하기 6번 포트에 서보모터를 연결하고 엔트리봇에 값을 계속 확인하는 프로그램으로 넣고 서보 모터를 돌려 값을 확인한다. 화면구성 코드 사물함이 닫힌 상태 사물함이 열린 상태 측정 값

19 센서 프로그래밍 3. 박수 획수에 따라 서보 모터 위치 변경하기 설계된 알고리즘
박수를 1회 치면 서보모터가 위로 올려 사물함을 열고 박수를 2회 치면 서보모터를 내려 사물함을 닫는 프로그램을 완성해보고 바르게 동작하는지 확인한다. 설계된 알고리즘 프로그램이 시작되면 포트6번에 연결된 서보 모터를 관절모드로 정한다. 계속 반복하기 만약 박수를 ( 1 )회 치면 서보 모터의 위치를 ( 230 )로 바꾼다. 만약 박수를 ( 2 )회 치면 서보 모터의 위치를 ( 512 )로 바꾼다. 서보모터는 관절모드, 회전모드 2가지를 설정해서 사용할 수 있다.

20 센서 프로그래밍 3. 박수 획수에 따라 서보 모터 위치 변경하기 프로그래밍
박수를 1회 치면 서보모터가 위로 올려 사물함을 열고 박수를 2회 치면 서보모터를 내려 사물함을 닫는 프로그램을 완성해보고 바르게 동작하는지 확인한다. 프로그래밍

21 2차시~ 3차시 스마트한 사물함 만들기 하드웨어 설계 및 제작

22 모듬 구성 팀명 : 역할분야 학번 이름 프로젝트 매니저 아이디어 기획자 프로그래머 하드웨어 제작자

23 모듬 구성원 역할

24 작품 설계 확정된 아이디어를 바탕으로 스마트 사물함의 시제품을 설계해본다.

25 작품 제작 설계된 하드웨어를 바탕으로 실제 시제품을 제작한다.

26 3차시 나만의 스마트한 사물함 공유하기

27 공유하고 평가하기 공유 및 평가하기 ALU 다른 팀의 발표를 듣고 강점, 약점, 특징을 적어 평가한다.
1. 자유롭게 모든 팀이 개발한 제품 설명을 듣고 실제로 경험해본다. 2. 다른 모둠의 제품을 아래의 ALU 양식에 따라 평가해보자. 3. 모든 팀의 발표를 듣고 가장 잘했다고 생각되는 팀의 발표 판넬에 스티커를 붙인다.(자신 작품 제외) ALU 다른 팀의 발표를 듣고 강점, 약점, 특징을 적어 평가한다. 구분 모둠 점수 상 중 하 A 강점 L 약점 U 특성 구분 모둠 점수 상 중 하 A 강점 L 약점 U 특성

28 작품 발표 및 평가하기

29 생각 되돌아보기 – IoT 세상 사물인터넷은 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술이나 환경을 일컫는다. 지금도 인터넷에 연결된 사물은 주변에서 적잖게 볼 수 있다. 하지만 사물인터넷이 여는 세상은 이와 다르다. 지금까진 인터넷에 연결된 기기들이 정보를 주고받으려면 인간의 ‘조작’이 개입돼야 했다. 사물인터넷 시대가 열리면 인터넷에 연결된 기기는 사람의 도움 없이 서로 알아서 정보를 주고 받으며 대화를 나눌 수 있다. 블루투스나 근거리무선통신(NFC), 센서데이터, 네트워크가 이들의 자율적인 소통을 돕는 기술이 된다.

30 커리어패스 소프트웨어, 로봇공학의 초석 되다 “내 목표는 사회 변화시키는 ‘따뜻한’ 기술 개발”
‘과학을 뒤흔드는 젊은 천재 10인’ ‘10년 뒤 한국을 빛낼 100인’ ‘타임지 선정 최고의 발명품상’ 등 데니스 홍 교수를 표현하는 수식어는 다양하다. 세계적인 로봇 공학자로서 화려한 수상 경력을 가진 그는 공대생들이 가장 만나고 싶어 하는 명사 중 한 명이기도 하다. 그는 현재 자신이 소장으로 재직하고 있는 로멜라(RoMeLa) 로봇연구소는 2004년부터 휴머노이드(humanoid, 인간과 유사한 신체 구조를 지닌 로봇으로 인간을 대신하거나 인간과 협력할 수 있다)에 대한 연구를 진행하고 있다. 최근 기존 인공지능의 수준을 뛰어넘는 휴머노이드 소프트웨어를 탑재한 로봇 개발에 성공했으며, 현재는 1호 휴머노이드 ‘찰리’의 계량 연구를 진행 중이다. 데니스 홍 교수는 수많은 사업 제안을 뿌리치고 자신이 개발한 로봇 관련 정보들을 오픈 플랫폼(open platform)을 통해 전 세계 개발자들에게 공개했다. 그는 “지속적으로 발전하고 있는 하드웨어 부문 연구와 더불어 소프트웨어의 발전 방향도 모색돼야 한다”며 “소프트웨어 개발 주역인 여러분의 역할이 무척 중요하다"고 덧붙였다. “내 목표는 사회 변화시키는 ‘따뜻한’ 기술 개발” 그는 로봇공학자로서의 자신을 대표하는 키워드로 ‘따뜻한 기술’을 꼽았다. “전 제가 하는 일이 ‘종이’로만 남지 않길 바랍니다. 사회를, 그리고 사람들을 행복하게 해주는 기술을 만드는 게 최종 목표예요.” 그는 목표를 이루기 위해 다양한 활동을 해왔다. 대표적으로 시각장애인용 자동차 ‘브라이언’을 들 수 있다. 2009년 개발된 ‘브라이언’은 세계 최초로 시각장애인이 스스로 운전할 수 있도록 설계된 자동차다. 시각장애인이 이 자동차를 타고 경주대회에 나갈 수 있을 정도로 완성도가 높다. 미국 일간지 ‘워싱턴 포스트(The Washington Post)’는 데니스 홍 교수의 프로젝트에 대해 ‘달 착륙에 버금가는 성과’라고 극찬했다. 데니스 홍 교수는 “사람들은 내가 처음 개발과 주행에 성공한 후 자동차에만 관심을 보였다” 하지만 “진짜 목표는 시각과 다른 감각을 통해 정보를 전달하는 사용자 환경(User Interface, UI)을 개발하는 것”이라고 말했다. 그는 “우리가 일상에서 시각을 통해 많이 하는 일 중 하나가 바로 ‘운전’”이라며 "시각장애인이 운전할 수 있는 환경을 개발한다면 다른 모든 생활에도 적용할 수 있으리라 생각했다"고 설명을 이어갔다. 가장 어려운 환경에서 효과적으로 사용할 수 있는 환경을 개발, 그들의 삶에 긍정적 영향을 주는 것. 이것이 바로 그가 시각장애인용 자동차 개발에 열정을 쏟는 진짜 이유다. 출처:

31 감사합니다 Q & A 31/15