• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.157-162
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• 2019

최근 ICT 기술 기반으로 변화하고 있는 산업 환경의 변화로 인하여 전문직에 국한 되어있던 S/W 교육에 대한 인식 또한 변화하고있다. 세계 주요국들은 경쟁적으로 S/W 교육에 대한 투자를 하고있으며, 대상 연령층 또한 낮아지고 있는 추세이다. 이 가운데 로봇 플랫폼을 이용한 언플러그드 코딩방식은 직관적인 코딩 방식과 로봇 플랫폼을 이용한 피드백으로 유, 초등 연령을 대상으로하는 가장 효과적인 S/W 교육 방식중 하나로 알려져있다. 하지만 로봇 플랫폼을 이용한 언플러그드 코딩방식은 로봇 플랫폼에 코딩을 위한 인터페이스가 내장된 방식으로, H/W적 한계로 인하여 복잡한 코딩을 위한 다양한 인터페이스를 구성할 수 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 IR리모컨을 인터페이스로 하여 로봇 제어를 위한 다양한 명령어를 입력 할 수 있으며, 로봇 센서를 이용하여 분기분을 이용한 코드 작성이 가능한 언플러그드 시스템을 제안하였다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2017년도 하계학술대회
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• pp.197-199
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• 2017

재난 상황이나 우주 공간과 같은 환경에서는 인간이 직접 작업을 수행하기가 매우 어렵다. 따라서 이러한 환경에서 인명 구조나 탐사 등을 진행할 때에는 원격으로 제어가능한 로봇을 활용하는 것이 효과적이다. 특히 이 로봇이 인간의 움직임을 실시간으로 모방한다면 직관적이고 순발력 있는 제어가 가능해진다. 본 연구에서는 키넥트 센서를 이용해 인간의 움직임을 인식하고 이 움직임을 모방하는 로봇핸드와 로봇암을 구현하였다. 하드웨어는 TETRIX와 EV3 플랫폼을 이용하여 설계하였고, 소프트웨어는 C# 기반의 KINECT for Windows SDK와 Visual Studio 2015로 구현하였다. 본 연구에서 구현한 시스템은 재난 현장에서의 인명 구조, 복구 상황에서와 우주 공간에서의 탐사 상황에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.231-241
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• 2007

본 연구는 창의적 문제해결 능력 향상을 위한 알고리즘 학습도구로서 로봇을 이용한 프로그래밍 학습방법을 제안하는데 목적이 있다. 이를 위해 30차시 분량의 로봇 프로그래밍 교육과정과 교재를 개발하였으며, 초등학생 6학년을 대상으로 30차시를 학습시킨 후 평가하였다. 각 차시별 학습결과 산출물 중심으로 성취수준을 평가한 결과, 학습자들이 교육과정 내용을 대부분 이해한 수준으로 분석되었다. 이러한 결과는 개발한 교육과정과 교재가 초등학생들에게 충분히 공감하고 실천 가능하도록 구성되었다고 판단된다. 본 연구에서의 실행 경험을 통해 초등학교에서 로봇 프로그램 학습이 창의적 알고리즘 학습도구로 성공할 수 있는 가능성을 확인하게 되었다.

• 디지털융복합연구
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• 제10권11호
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• pp.613-618
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• 2012

개정된 ICT교육지침에는 알고리즘, 자료구조, 프로그래밍 내용과 같은 컴퓨터과학 요소가 매우 강화되었다. 또한 최근 교육과학기술부는 STEAM 교육을 강조하고 있다. 여기에서 가장 중요한 문제는 "어떠한 방법으로 가르쳐야 하는가?"이다. 즉, 교수학습 콘텐츠의 개발이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 레고 마인드스톰 NXT 교육용 로봇을 활용한 스택과 큐 학습 방안을 제시한다. 주된 목표는 로봇이 미로라는 현실적인 구조물을 탐색할 때 스택과 큐가 어떻게 사용되는지를 보여주는 것이다. 교수학습 전략으로는 알고리즘 작성, 순서도, NXT-G 프로그래밍으로 정하였다. 단순한 미로는 왼쪽과 오른쪽 중 어느 한쪽에만 길이 있는 미로이고, 복잡한 미로는 삼거리가 포함된 미로이다. 이 두 개의 미로는 직접 개발하여 제작하였다. 마스터 로봇은 미로의 출구까지 탐색하면서 경로를 스택에 저장한 후, 이 스택을 이용하여 다시 입구까지 되돌아온다. 또한 마스터 로봇은 미로를 탐색하면서 경로를 실시간으로 슬레이브 로봇의 큐에 전달한다. 그 후 슬레이브 로봇은 큐에서 경로를 꺼내어 탐색없이 미로를 주행한다. 로봇의 미로 탐색이라는 미션을 해결하는 과정에서 학습자들은 스택과 큐의 활용 분야를 자연스럽게 이해하게 된다. 이러한 수업을 통해서 학습자들의 논리적인 사고력과 창의력이 향상되고, ICT 교육과 STEAM 교육에도 적용이 가능하리라 기대된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.345-352
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• 2017

본 논문에서는 실제 학교현장에서 로봇교육을 수행하고 고민하는 수요자 요구의 기능을 갖춘 스크래치 활용교육이 가능한 교육용 로봇 시스템을 임베디드 환경에서 설계 및 구현하였다. 로봇 시스템의 기반이 되는 센싱 정보처리와 소프트웨어 설계 및 프로그래밍 실습 교육을 위한 피지컬 교육이 가능하도록 개발하였다. 시스템의 개발 환경으로는 CPU는 Atmega 328코어를 사용한 Arduino Uno기반 제품으로, 디버깅 환경은 Arduino Sketch 기반, 펌웨어 개발 언어는 C언어를, OS는 윈도우, Linux, Mac OS X를 사용하였다. 시스템 동작과정은 블루투스 통신을 이용하여 서버의 제어명령을 수신하여, 교육용 로봇의 다양한 센서를 구동시킨다. 교육과정으로는 스크래치 프로그램과 블루투스 통신으로 실시간 연동하여 스크래치 교육을 수행할 수 있도록 하였고, 스마트폰용 앱을 제공하여 환경에 구애받지 않으며, 확장을 통하여 C, 파이썬과 같은 교육이 가능하도록 설계하였다. 학교현장의 교사들이 개발된 제품을 사용해보고 일선교사의 요구에 만족할 만한 성능 처리 결과를 제시하였다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2017년도 하계학술대회
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• pp.193-195
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• 2017

목욕탕, 호텔과 같이 다량의 수건이 사용되는 곳은 빠르게 수건을 개기 위해서 수건을 접는 로봇을 사용한다. 그러나 기존의 수건을 접는 로봇은 사람이 수건을 일일이 일정한 형태대로 정렬을 해주어야 하고 복잡한 구조로 인해 부피가 크다는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 기존의 수건 접는 로봇보다 구조가 간단하고 부피가 작으며, 임의로 투입된 수건을 자동으로 정렬하는 로봇을 개발하였다. 특히 랙과 피니언을 이용한 수직운동과 컨베이어 벨트의 수평운동을 이용한 수건 접기 방식을 통해 로봇의 부피를 획기적으로 줄일 수 있었다. 또한 영상처리 과정을 통해 수건의 각 꼭짓점의 좌표를 실시간으로 트래킹 하여 모든 수건 접기 과정을 자동화하였다. 본 연구의 결과로서 강체가 아닌 유동성을 가진 수건을 정렬하는 방법을 개발하였으므로 향후 연구를 통해 여러 가지 물체들을 정렬하는데 응용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2011년도 동계학술대회
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• pp.23-28
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• 2011

현재 교육대학교의 컴퓨터교육 전공에서 알고리즘 및 문제해결력 향상을 위해 프로그래밍교육을 실시하고 있다. 기존의 프로그래밍언어를 도구로 하는 학습은 오타 등 다량의 오류발생, 문법 표현 및 이해의 어려움, 알고리즘 표현의 난해함 등 많은 구조적인 문제점이 있어 프로그램학습 본래의 목적을 달성하기가 어렵다. 최근 ICT의 급속한 발전으로 프로그램학습을 교육용로봇을 활용할 수 있다. 본 연구에서는 교육용로봇 중 가장 많이 사용되고 있는 Mindstorms로봇의 NXT소프트웨어를 이용하여 컴퓨터교육 전공 학생들이 쉽게 프로그래밍학습을 할 수 있게 학습모형(교육과정 및 교재)을 개발하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.189-197
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• 2010

본 논문에서는 초등정보교육과정의 "문제해결방법과 절차" 영역에 필요한 알고리즘적 사고 문제 모델을 활용하고, 초등 로봇 프로그래밍 내용 요소를 적용하여 초등 로봇프로그래밍 알고리즘적 사고 문제를 제안하였다. 그리고 개발된 초등 로봇프로그래밍 알고리즘적 사고 문제들에 대해 실험 수업을 실시하여 알고리즘적 사고에 따른 답안들의 다양성과 효율성 및 개발된 문제들의 난이도 적절성에 대한 분석을 통해, 본 논문에서 제안된 문제들이 여러 형태의 답안이 도출될 수 있는 알고리즘적 사고의 다양성을 갖으며, 초등 단계에서 문제를 해결하는데 큰 어려움을 느끼지 않는 적절한 난이도를 나타내고 있음을 확인하였다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2011년도 동계학술대회
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• pp.37-45
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• 2011

매우 빠르게 발달하는 정보 통신 기술은 이 시대에 살고 있다면 누구나 누리는 기술이다. 이러한 시점에서 현장에서 행해지는 정보 통신 기술의 핵심이 되는 컴퓨터 원리 교육이 얼마나 잘 이루어지고 있는가에 대해 검증할 필요가 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 원리 교육에서 가장 중요하게 다루어지는 프로그래밍 학습에서 기존의 문제점을 분석하고 로봇을 이용한 프로그래밍 교육을 설계하였다. 그렇게 하여 궁극적으로는 기존의 프로그래밍 교육을 대체하고 학생들의 창의력, 사고력, 문제해결력을 높이는데 기여하고자 한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2008년도 동계학술대회
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• pp.129-135
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• 2008

본 연구는 인간의 자아표현 욕구와 창조적 욕구로 인해 자신을 대체할 산물들을 끊임없이 만들어 내는 과정에서 중요하게 작용되는 자기노출라는 심리를 이용하여 아바타와 학습자의 얼굴을 합성하는 증강가상을 통하여 가상세계에서의 현실감을 부여함으로써 학습자의 몰입을 유도하여 그 교육적 효과를 증대하고자 하였다. 이를 실증하기 위하여 컴퓨터기반으로 컨텐츠를 개발한 후, 로봇 컨텐츠로써의 활용을 위해 컨버팅하고 자동 로딩을 통한 학습자의 사진을 아바타와 합성시켰다. 실험 결과 자기노출기반 컨텐츠의 효과는 모든 집단의 경우에서 학습에 대한 집중도에는 긍정적인 영향을 주었으며, 학업성취도에는 유의미하지는 않지만 긍정적 효과를 가지는 것으로 나타났다. 이는 교육용 로봇을 활용한 자기노출 개념 적용에 대하여 긍정적인 결과라고 보여지는데, 보다 유의미한 결과를 얻기 위해서는 단순히 사진을 찍어 로딩시키는 증강가상보다는 얼굴검출을 통한 실시간 증강가상과 같이 증강가상 효과의 증대가 필요하다고 하겠다.