1. 수행배경

• 세계적으로 소프트웨어 인재를 길러내기 위한 교육 혁신이 일어나고 있습니다. 2010년 인도, 2012년 일본, 2015년 영국 등 많은 나라에서 초중고교에서 컴퓨터과목을 필수로 지정하고 있으며, 이스라엘의 경우 고교에서 이미 한국 대학 컴퓨터공학 전공 수준의 교육을 하고 있습니다. 핀란드에서는 민간 기업들이 자발적으로 SW교육에 나서 코딩학교라는 프로그램이 전국적인 행사로 발전했습니다.
•  우리나라의 경우도 소프트웨어 교육 기반을 조성하기 위해 SW교육 운영학교를 15년 228개교에서 5년 후 9000개교까지 확대할 방침이고 영재교육, 마이스터고, SW중심대학 지원 등을 통해 SW교육을 활성화할 계획입니다. 하지만 이렇게 SW교육에 앞서 인프라를 구성하고 인재를 양성하기 위해 각종 소프트웨어 교육 정책을 내 쏟고 있지만, 현재 SW교육용으로 나오고 있는 커리큘럼들은 단순히 흥미 유발을 일으키는 혹은 전공 지식이 많이 부족한 초보자가 이해하기에 어렵고 복잡한 문제점들이 있습니다. 우리는 이러한 문제점들을 해결하고자 교육에 블록이라는 개념을 더해보았습니다.

2. 작품의 개발 과정

• ​2016.03.29.

   

  캡스턴 디자인 선정 후 첫 번째 모임으로 앞으로 만들어야할 구성요소들에 대하여 To do List를 작성하였습니다.

  각 구성요소들에 대하여 구현 가능성이 있는 개발 방법들을 전부 나열해 놓고, 각각의 방법들에 대해 업무를 분담하였습니다.

  우선, 블록을 인지하는 방법으로 크게 3가지가 있습니다. 영상처리, 블록마다 MCU를 달아 ID를 부여, 블록에 바코드를 부착하여 바코드 찍는 방식

  영상처리로 진행하기 위해서는 OpenCV라는 오픈소스를 사용하게 될 예정이며, 실제로 적용하기 위해서는 어느 정도의 크기에 색을 인지할 수 있는지? 빛에 영향을 받지 않는지? 혹은 그렇다면 흰색 배경을 만들어야하는지? 또, 모양으로 블록을 인지하기 위해서는 어떤 모양까지 인지할 수 있는지? 인식률이 얼마나 되는지에 대한 다양한 조사가 필요했습니다.

  두 번째 방법은 각 블록마다 MCU를 심는 방법으로 이 방법은 블록 내부에 마이크로 컨트롤러를 심어야하기 때문에 블록이 비싸지는 문제와 블록 간 통신을 어떤 방식을 사용할 것이며 그에 따라 디자인적으로 배선을 어떻게 할 것인지에 대한 결정이 필요했습니다.

  마지막으로 가장 쉬운 방법으로 바코드를 찍는 방법이 있었으며, 이 방법을 사용하기 위해서는 바코드를 원하는 대로 생성하는 라이브러리를 사용하는 방법에대한 숙지가 필요했습니다.

   

   

  2016.04.05.

  저번 모임을 토대로 여러 가지 자료 조사를 하였습니다.

  영상처리 방식으로 할 경우 메인 보드로 라즈베리파이를 사용하게 될 텐데 라즈베리파이 환경에서는 OpenCV에 처리 속도가 매우 느리기 때문에 한 번에 여러 가지 블록들을 인지하기에는 어려움이 있었습니다.

   

   

   

  2016.04.12.

  저번 모임을 토대로 여러 가지 자료 조사를 하였습니다.

  바코드 생성 프로그램이 생각보다 사용하기 까다롭고 원하는 대로 가공하기 쉽지 않고, 블록이라는 개념보다는 스캐너라는 개념이 강해 블록을 인지하는 방법으로 MCU를 사용하는 것으로 결정하였습니다. 보드로는 이용하기 쉽고 작은 MCU로 아두이노 프로미니를 선정하였습니다.

   

  

   

   

   

   

   

  2016.04.19.

  로봇에 들어가는 회로를 구성하였고, 로봇을 패키징 할 모형을 모델링하였습니다.

  로봇에는 블루투스 모듈과 배터리, 배터리 충전 모듈과 로봇을 제어할 MCU(아두이노 프로미니), 그리고 크기가 작으면서 움직일 만할 토크를 제공할 작은 DC모터가 들어가게 됩니다.

  모델링된 모델은 오조봇社의 오조봇을 토대로 작고 귀엽게 제작하였습니다.

  

   

   

   

   

  2016.05.19

  i2c는 버스 형식을 채택하므로 한 번에 다수의 블록이 시작 블록에 연결이 되면 버스에 한 번에 여러 개의 블록이 연결된 것으로 인지를 하기 때문에 들어온 순서를 구분할 수 없는 문제를 해결하기 위해 serial 통신을 적용시키는 모습입니다. 처음에 전원을 관리하기 위하여 아두이노 우노와 USB를 PC에 연결한 뒤 전원을 공급받아 아두이노 pro mini에 전달해주었습니다. 인접한 아두이노 pro mini끼리는 시리얼 통신을 할 수 있도록 시리얼 포트로 연결해주었습니다.

  

   

   

  2016.05.24.

  

   

  로봇에게 정보를 무선통신으로 전달하기 위하여 블루투스 모듈을 이용하기로 하였습니다. 스케치라는 프로그램을 이용하여 아두이노에 블루투스 통신을 위한 코드를 추가적으로 적용하였습니다. 서로 간의 Baud Rate를 맞춰주고 데이터가 오고 갈 때, 알맞은 행동을 하도록 구현하였습니다.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

  2016.05.26.

  

   

  최종적으로 개발팀이 디자인팀에 요청한 3D 디자인을 마치기 위해 다 같이 모여서 작업을 했습니다. 블록 및 로봇의 디자인을 긴 토론 끝에 마쳤습니다.

  보완해야 할 사항 및 추가적인 재료가 필요하다고 판단하여 팀원들의 요구한 품목에 대한 구매리스트를 작성하였습니다.2016.03.29.

   

  캡스턴 디자인 선정 후 첫 번째 모임으로 앞으로 만들어야할 구성요소들에 대하여 To do List를 작성하였습니다.

  각 구성요소들에 대하여 구현 가능성이 있는 개발 방법들을 전부 나열해 놓고, 각각의 방법들에 대해 업무를 분담하였습니다.

  우선, 블록을 인지하는 방법으로 크게 3가지가 있습니다. 영상처리, 블록마다 MCU를 달아 ID를 부여, 블록에 바코드를 부착하여 바코드 찍는 방식

  영상처리로 진행하기 위해서는 OpenCV라는 오픈소스를 사용하게 될 예정이며, 실제로 적용하기 위해서는 어느 정도의 크기에 색을 인지할 수 있는지? 빛에 영향을 받지 않는지? 혹은 그렇다면 흰색 배경을 만들어야하는지? 또, 모양으로 블록을 인지하기 위해서는 어떤 모양까지 인지할 수 있는지? 인식률이 얼마나 되는지에 대한 다양한 조사가 필요했습니다.

  두 번째 방법은 각 블록마다 MCU를 심는 방법으로 이 방법은 블록 내부에 마이크로 컨트롤러를 심어야하기 때문에 블록이 비싸지는 문제와 블록 간 통신을 어떤 방식을 사용할 것이며 그에 따라 디자인적으로 배선을 어떻게 할 것인지에 대한 결정이 필요했습니다.

  마지막으로 가장 쉬운 방법으로 바코드를 찍는 방법이 있었으며, 이 방법을 사용하기 위해서는 바코드를 원하는 대로 생성하는 라이브러리를 사용하는 방법에대한 숙지가 필요했습니다.

   

   

  2016.04.05.

  저번 모임을 토대로 여러 가지 자료 조사를 하였습니다.

  영상처리 방식으로 할 경우 메인 보드로 라즈베리파이를 사용하게 될 텐데 라즈베리파이 환경에서는 OpenCV에 처리 속도가 매우 느리기 때문에 한 번에 여러 가지 블록들을 인지하기에는 어려움이 있었습니다.

   

   

   

  2016.04.12.

  저번 모임을 토대로 여러 가지 자료 조사를 하였습니다.

  바코드 생성 프로그램이 생각보다 사용하기 까다롭고 원하는 대로 가공하기 쉽지 않고, 블록이라는 개념보다는 스캐너라는 개념이 강해 블록을 인지하는 방법으로 MCU를 사용하는 것으로 결정하였습니다. 보드로는 이용하기 쉽고 작은 MCU로 아두이노 프로미니를 선정하였습니다.

   

  

   

   

   

   

   

  2016.04.19.

  로봇에 들어가는 회로를 구성하였고, 로봇을 패키징 할 모형을 모델링하였습니다.

  로봇에는 블루투스 모듈과 배터리, 배터리 충전 모듈과 로봇을 제어할 MCU(아두이노 프로미니), 그리고 크기가 작으면서 움직일 만할 토크를 제공할 작은 DC모터가 들어가게 됩니다.

  모델링된 모델은 오조봇社의 오조봇을 토대로 작고 귀엽게 제작하였습니다.

  

   

   

   

   

  2016.05.19

  i2c는 버스 형식을 채택하므로 한 번에 다수의 블록이 시작 블록에 연결이 되면 버스에 한 번에 여러 개의 블록이 연결된 것으로 인지를 하기 때문에 들어온 순서를 구분할 수 없는 문제를 해결하기 위해 serial 통신을 적용시키는 모습입니다. 처음에 전원을 관리하기 위하여 아두이노 우노와 USB를 PC에 연결한 뒤 전원을 공급받아 아두이노 pro mini에 전달해주었습니다. 인접한 아두이노 pro mini끼리는 시리얼 통신을 할 수 있도록 시리얼 포트로 연결해주었습니다.

  

   

   

  2016.05.24.

  

   

  로봇에게 정보를 무선통신으로 전달하기 위하여 블루투스 모듈을 이용하기로 하였습니다. 스케치라는 프로그램을 이용하여 아두이노에 블루투스 통신을 위한 코드를 추가적으로 적용하였습니다. 서로 간의 Baud Rate를 맞춰주고 데이터가 오고 갈 때, 알맞은 행동을 하도록 구현하였습니다.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

  2016.05.26.

  

   

  최종적으로 개발팀이 디자인팀에 요청한 3D 디자인을 마치기 위해 다 같이 모여서 작업을 했습니다. 블록 및 로봇의 디자인을 긴 토론 끝에 마쳤습니다.

  
  보완해야 할 사항 및 추가적인 재료가 필요하다고 판단하여 팀원들의 요구한 품목에 대한 구매리스트를 작성하였습니다.​

3. 개발작품 설명

• 미완성

4. 활용방안

• 정부가 오는 2018년부터 초, 중, 고 소프트웨어(SW) 교육 시간을 확대하는 등 SW교육 강화를 추진하고 있습니다. 이에 따라 올해 신규로 선정되는 SW선도학교는 682개교로 기존에 선도학교까지 합치면 전국 900곳에 SW 선도학교가 선정되었습니다. 이에 정부는 선도학교에 90억 원의 국고를 지원하며 교육부와 미래부가 각각 45억 원을 부담합니다. 또한, 정부는 이러한 교육 기자재 구입 및 교육 인프라 개선에 지속적으로 국고를 투입할 예정입니다.

  우리의 아이템은 이러한 흐름에 맞추어 기존의 콘텐츠 부족, 전문 인력 부족 등의 문제점들을 해결할 수 있기 때문에 파급효과는 엄청날 것으로 기대됩니다. 또한, 정부 사업을 토대로 점점 더 커지고 있는 국내 SW 교육 시장 및 해외 SW교육 시장 공략에 큰 디딤돌 역할을 할 것으로 예상됩니다.

• 개편된 교육과정에 따라 2018년부터는 모든 중학생은 34시간 이상 컴퓨팅 사고에 기반한 문제 해결, 프로그래밍 개발, 간단한 알고리즘 등 SW과목을 배우게 됩니다. “길 잃은 아이 집 찾아주기”, “불난 곳에 불끄기”, “미로 찾기” 등의 아이블록 활용 콘텐츠는 10시간짜리 과정으로 SW교육 뿐 아니라 현재는 VOD로만 나와 있는 안전 교육에도 활용이 가능합니다. 2015년 교육시장 트렌드 ‘안전, 융합’선도 키워드에 속할 정도로 현재 안전교육 관련된 시장으로 사람들의 이목을 집중시키고 있고, 세월호 사고 여파로 안전교육의 중요성이 강조되고 있습니다. 이러한 안전 교육 시장에 현재 안전 교육용으로 나온 교보재들은 대부분이 VOD로 체험자들에게 직접적으로 경각심을 일으키기에는 부족한 부분들이 존재합니다. 우리의 아이템은 이러한 부분을 해결할 것으로 기대됩니다.