18세기 1차 산업혁명 이후로부터 여러 차례에 걸쳐 혁명적 산업 변화가 이루어졌다. 4차 산업혁명은 지능과 정보가 융합된 형태로 전개되는 새로운 형태의 산업혁명이다. 사회, 문화, 경제, 교육 시스템은 접속과 경험이라는 커다란 주제 안에서 전개될 것으로 예상된다. 4차 산업혁명의 특징적 요소인 지능적 기계화의 흐름 속에서, 인간과 기계의 분업화라는 관점은 반드시 필요하다. 도구에 관한 것은 기계와 인공지능에게 맡기고 인간은 본질적인 문제를 바라보아야 한다. 4차 산업혁명의 패러다임과 기술발전의 흐름 속에서 교육의 관점은 근본적으로 변화되어야 한다. 암기력을 기반으로 하는 소유의 개념이 아닌, 접속과 활용의 능력을 길러주는 교육으로 나아가야 한다. 로봇과 인공지능이 많은 부분을 담당할 수 있으므로 인간은 기계가 할 수 없는 토론, 협업, 의사소통, 감성, 예술성이라는 영역에 주목할 필요가 있다. 4차 산업혁명은 인간과 기술의 융합, 인문학과 과학기술의 융합이다. 융합적 교육과 독서가 중요하다.
본 연구의 목적은 로봇과 증강현실 기술을 통합하여, 유아 극놀이 활동을 지원하는 콘텐츠와 교수 학습 모형을 개발하는 것이다. 극놀이 활동 지원을 위해서 로봇은 다양한 표정 변화와 액션을 보이면서 나레이터와 음향담당 역할을 수행하도록 하였으며, 카메라 기능을 이용하여 마커와 유아의 움직임을 인식하여 동시다발적인 상호작용을 지원하고, 극놀이 활동을 영상매체로 촬영하여 추후 활동을 위해 이용하도록 하였다. 또한 프로젝터 기능을 이용하여 영상 객체와 직접 상호작용하도록 하였다. 한편, 증강현실 기술은 다양한 캐릭터 변신과 소품 제공 뿐아니라 다양한 무대 배경과 전경의 효과도 가능하도록 하였다. 또한 실물형 인터페이스를 통하여 증강된 콘텐츠와 유아들 간의 상호작용이 자연스럽게 이루어지도록 하였고, 배우와 관객의 상호작용 기회도 제공하였으며, 유아가 학습 상황을 조작하거나 선택하여 그 결과를 경험하는 경험 중심 학습 환경을 구현하여 감각적 몰입을 유도하였다. 이와 더불어서 콘텐츠를 활용한 극놀이 활동을 지원할 수 있는 교수 학습 모형은 '교사의 사전 준비', '극놀이 이야기 소개와 이해', '극놀이 활동 계획과 진행' 그리고 '극놀이 활동 평가와 정리' 등과 같은 4가지 단계로 구분하고, 각 단계별로 결정하고 진행해야 할 세부 활동들을 제안하였다.
현재 다양한 정보통신기술들이 독거노인 돌봄과 치매노인 실종방지 등에서 폭넓게 활용되고 있으며, 향후 커뮤니티케어 정책을 통해 인공지능과 로봇활용 비대면 돌봄은 향후 더욱 다양한 영역에서 활용될 전망이다. 따라서 본 연구에서는 4차 산업혁명에 관한 정부정책 방향에 기반하여 커뮤니티케어에 활용도가 점차 증가하고 있는 인공지능 기술 기반 돌봄서비스 현황과 활용 및 활성화 전망을 모색해보고자 하였다. 커뮤니티케어에 활용될 수 있는 서비스인 AI 스피커와 돌봄로봇은 노인층이 경험하고 있는 다양한 문제를 해결하는데 도움이 되며, 감성적인 기능을 추가하여 대화 부족이나 외로움을 해소하는데도 활용하고 있다. 향후 AI 기술을 활용한 커뮤니티케어 활성화를 위해서는 첫째, 커뮤니티케어 고령자의 AI기기 친밀화를 위한 지속적인 교육과 고령층을 위한 '사용자 경험(User Experience, UX) 디자인'이 필요하며, 둘째, 기능위주의 기술 활용보다는 상호보완적 관계를 가지고 감성적인 상호관계가 가능한 인간중심의 기술 활용이 필요하며. 셋째, 사용자의 자기결정권 보장, 사생활 보호 등의 윤리적 문제를 해결할 필요가 있다.
최근에 첨단기술의 발전으로 자동차 자체의 기술 개발을 통한 운전자 안전을 확보하고자 하는 노력은 지속적이고 빠르게 진행되고 있다. 그러나 교통안전시설 개발을 통해 운전 주변 환경에 운전자를 배려하는 기술은 아직 부족하다. 따라서 본 연구에서는 개발된 도로안전지킴이 로봇 도구가 운전환경에서의 안전을 확보하는데 도움이 되는지 여부를 연구하고자 한다. 본 연구방법으로 IT 융합(보조공학 관련 전문가), 운전교육(운전재활), 자동차 관련 연구, 도로환경관련 연구, 건설업 전문분야로 26명을 선정하여 IT융합기반 도로안전지킴이로봇에 대한 안전성, 편리성, 효율성, 효과성을 중심으로 운전 환경에 미치는 영향을 사용성 평가로 조사하였다. 그 결과, LED 전광판의 정보(차량 속도, 건설현장 서행 경고, 안개나 시야확보가 어려운 날씨에 정확한 정보제공)가 운전자에게 전달되어 사고예방에 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결론은 도로안전지킴이 로봇의 경우 운전자의 운전환경 개선에 도움이 되었다는 결론을 얻었다. 또한, 시야확보가 어려운 환경에서 더 정확한 정보를 제공할 수 있고, 교통위반, 사고 범죄자 추적 등의 불법 행위에 대한 결과를 기록함으로써 교통안전 예방 메커니즘으로써 중추적인 역할을 할 수 있다.
본 연구는 아두이노 로봇 조립 및 보드 연결과 프로그래밍 협력학습이 중등 수학과학 영재 학생들의 융합적 역량 향상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 또한, 학습기기, 조립, 실험, 프로그래밍이 결합된 컴퓨팅 사고(CT) 기반의 융합학습에 대한 학생들의 흥미와 역량 향상과의 상관관계도 알아봄으로써 수학과학 영재를 대상으로 한 CT 융합교육의 가능성을 알아보고자 하였다. 연구 결과로 대인관계능력, 정보과학적 창의성 및 통합적 사고 성향이 향상됨을 알 수 있었다. 각 사고력의 하위 요소들 간의 상관관계를 분석하여 보면, 문제해결을 위한 지속성과 상상력, 정보과학적 흥미, 개방성, 모험심, 논리적 태도, 의사소통, 생산적 회의성 등이 학습에 중요한 요인으로 추출되었다. 따라서, 학생들이 문제를 해결하는 학습과정에서 여러 가지 사고 활동이 이루어지며, 이러한 학습의 결과로 융합적 역량도 유의미하게 향상되는 것을 알 수 있었다.
현대 사회는 4차 산업혁명을 통해 빠르게 발달하고 있다. 이러한 사회에서는 새로운 지식과 기술이 끊임없이 만들어지고 기존의 지식과 기술이 도태되고 지식과 기술의 생명주기가 점차적으로 빨라지고 있다. 이에 따라 새롭게 제시되는 지식과 기술을 적합한 문제에 적용하여 문제를 해결하는 능력의 중요성이 커지고 있다. 특히 차세대 기술로 평가받는 인공지능, 로봇, 자율 자동차, 사물 인터넷 등의 기술과 연관된 문제를 해결하는 방법은 컴퓨터를 활용한 문제 해결방법과 밀접하게 연관돼있기 때문에 컴퓨터를 활용하여 주어진 문제를 표현하고 해결하는 능력은 매우 중요하다. 본 연구에서는 운영체제에서 기본적으로 제공되는 파일 관리 프로그램에 대한 문제점을 제기하고 문제 해결을 위해 컴퓨팅 사고력을 활용해서 문제에 대한 조사 단계, 분석 단계, 그리고 자동화 단계를 거쳐 문제를 해결한다.
본 연구는 광주 전남지역 ICT 의료시설 기반에서 종사자를 대상으로 소방안전 지식과 대처방법 인식수준의 정도를 파악하고 차이를 조사하여 ICT 의료시설 기반에서 소방안전 대처방법 교육 매뉴얼의 기초자료를 제공하기 위하여 수행 되었다. 자료는 SPSS Win 14.0을 사용하여 분석하였다. 연구결과 ICT 의료시설 기반에서 종사자의 소방안전 지식은 10점 만점에 7.06점, 소방 대처방법 인식수준은 11점 만점에 6.61점이었다. ICT 의료시설 기반에서 종사자의 일반적 특성과 소방안전 대처방법 인식수준을 분석한 결과 성별(t=4.12, p<.001, 연령(${\chi}^2$=17.24, p<.001), 근무경력(${\chi}^2$=22.76, p<.001), 소방안전교육 경험 유무(t=6.10, p<.001), 소방안전에 대한 본인의 주관적 지식정도(${\chi}^2$=53.83, p<.001)에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 따라서 ICT 의료시설 기반에서 종사자의 소방안전 대처를 증진하기 위해서는 강의 중심의 지식 전달 교육을 지양하고, 자기 주도적 학습, 개인별 맞춤학습, 협동 학습을 강조하는 다양한 콘텐츠 개발을 통한 실무 체험 중심의 소방안전 교육, 시뮬레이션을 이용한 환자분류체계별 배치와 광역 화재감지를 위한 적외선 레이저 연기검출, 다중포인트 통신 프로토콜에 의한 디지털 화재 방지 모니터링 시스템, 영상기반 화재검출, 화재감지를 위한 로봇 설계 및 테이터 처리등의 다학문적인 접근을 통한 ICT 의료시설 기반에서 소방안전 대처에 관한 교육 매뉴얼의 개발이 필요하다고 사료된다.
본 논문에서는 4차 산업혁명을 기반으로 한 스마트 재난안전관리 전 과정에 적용하여 사고나 재난으로부터 인간 사회 경제 환경 피해 등을 최소화하고 빅데이터를 활용한 위험예측 및 위험징후 모니터링 기술에 의한 예측평가와 재난정보수집분석 및 현장상황 실시간 감지 분석에 의한 5세대 통신시스템의 예방, 가상현실과 증강현실을 활용한 몸으로 기억하는 교육과 훈련에 의한 대비, 재난안전관리 의사결정 지원시스템의 인공지능에 의한 대응, 정찰 탐색 및 방재 구호에 위한지능형로봇에 의한 복구와 피해규모 분석 현장상황 공유하기 위한 무인항공기를 활용한 조사 분석의 스마트 재난안전관리 대응체계 구축 전략방안을 제시하였다.
본 논문에서는 사람과 상호작용이 가능한 소셜 로봇에서 구동할 수 있는 스피드 퀴즈 콘텐츠의 설계 및 구현 방법을 제안하고, 구현을 위해 필요한 지능 모듈을 개발하는 방법을 제시한다. 또한, 지능 모듈 블록들을 배치하고 연결하여 맵을 구성하는 과정을 통해 스피드 퀴즈 콘텐츠를 구현하는 방법을 제안한다. 최근 소프트웨어 교육이 의무화되고 프로그래밍에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 프로그래밍은 프로그래밍 언어에 대한 기초 지식이 없는 학생들이 바로 접근하는 데에는 어려움이 따라, 초심자에게 적합한 블록형 프로그래밍 플랫폼에 대한 관심이 커지고 있다. 본 논문에서 사용한 블록형 프로그래밍 플랫폼은 사람과 로봇과의 상호작용을 지원하여 즉각적이고 직관적인 프로그래밍이 가능한 플랫폼이다. 본 논문에서는 스피드 퀴즈 콘텐츠를 위해 구현한 지능 모듈을 블록형 프로그래밍 플랫폼 내에서 블록화하여 사용하였다. 본 논문에서 제안하는 스피드 퀴즈 콘텐츠의 시나리오를 구현하기 위해 총 3가지의 이미지 기반 인공지능 모듈을 구현한다. 지능 모듈 외에도 다양한 기능 블록을 배치함으로써 스피드 퀴즈 콘텐츠를 구현하였다. 본 논문에서는 스피드 퀴즈 콘텐츠 시나리오를 설계한 방법과 이를 위한 지능 모듈을 구현한 방식을 제안한다.
본 연구는 컴퓨팅 사고력에 기초한 유아를 위한 언플러그드 코딩의 특성과 개념, 유형, 전략을 알아보는 데 목적이 있다. 유아를 위한 언플러그드 코딩의 핵심은 컴퓨팅 사고력이다. 유아를 위한 컴퓨팅 사고력에 기초한 언플러그드 코딩은 프로그램을 사용하지 않고 알고리즘 판, s-블럭, 코딩 로봇, 스마트 기기 등을 긍정적으로 활용하여 논리적 사고를 기반으로 놀이를 통해 일상 생활 속에서 만날 수 있는 문제를 해결하고 새로운 놀이 방법을 찾는 것이다. 유아를 위한 언플러그드 코딩의 유형은 스마트 기기에 직접 입력하기, 전용 앱을 이용한 코딩 로봇 활용하기, 알고리즘을 활용한 코딩절차 연습하기, 혼합형 방법 사용하기가 있다. 전략으로 알고리즘 이해하기, 순서도 그리기, 작은 부분으로 나누기, 패턴 찾기, 벌레 잡기, 결과 예측하기가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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