강남서초발명교육센터 OpenCV AI 로봇암 - 초·중학생 44명이 조립한 로봇팔을 손 인식으로 움직인 수업
사례 요약
기관 | 강남서초발명교육센터(서울시교육청) |
대상 | 초등부·중등부 학생 44명 |
일정 | 2024년 6월 26일 |
주제 | 아두이노와 OpenCV를 활용한 인공지능 로봇암 제작 |
프로그램 | 피지컬 AI·발명 메이커 |
교구·도구 | 교풀에듀 아두이노 인공지능 AI 로봇암 키트, 아두이노, OpenCV, 코풀(당시 SW 코스웨어) |
결과물 | 직접 조립한 로봇팔, 손을 따라 움직이는 로봇팔 실습, 코풀 활동 보고서 |
강남서초발명교육센터 초등부·중등부 학생 44명이 아두이노와 OpenCV를 활용한 인공지능 로봇암 수업에 참여했습니다. 학생들은 키트 부품으로 로봇팔을 조립해 아두이노로 서보모터를 움직였고, 컴퓨터가 학생의 손을 인식하면 로봇팔이 손을 따라 움직이는 것을 확인했습니다. 배운 내용은 코풀에 활동 보고서로 정리했습니다.
강남서초발명교육센터
강남서초발명교육센터는 서울시교육청이 운영하는 발명교육센터입니다. 학생과 학부모, 교원이 발명과 지식재산권(IP)을 더 잘 알고 발명을 생활화하도록 돕기 위해 운영되고 있습니다.
호기심과 즐거움을 강조하는 문구가 그려진 강남서초발명교육센터 벽면
OpenCV로 손을 알아보는 로봇암
OpenCV(Open Source Computer Vision)는 이미지와 영상을 실시간으로 처리하는 오픈소스 라이브러리로, 객체 감지와 추적, 패턴 인식 같은 기능을 제공합니다. 인공지능과 머신러닝 분야에서 널리 쓰이며, 이번 로봇암 수업도 OpenCV를 사용했습니다.
로봇팔 조립과 서보모터 제어
학생들은 교풀에듀 키트에 든 로봇암 부품으로 로봇팔을 만든 뒤 아두이노와 연결했습니다. 이어서 아두이노에서 쓰는 C언어의 개념과 기초 문법을 배우고, 이를 응용해 로봇암을 움직이는 서보모터를 작동해 보았습니다.
조립 도면을 띄운 노트북 옆에서 로봇암 부품과 서보모터를 조립하는 학생들
손을 따라 움직이는 로봇팔
마지막 시간에는 OpenCV로 컴퓨터가 학생의 손을 인식하고, 인식한 손을 따라 로봇팔이 움직이는 것을 확인했습니다.
조립을 마친 로봇팔과 웹캠으로 손을 인식하는 코풀 티처블머신 화면
코풀 활동 보고서와 참여 학생의 기록
학생들은 배운 내용을 코풀에 활동 보고서로 작성하며 정리하고, 스스로 부족했던 점을 돌아보았습니다. 초등부 학생은 시리얼 모니터로 아두이노와 대화하고 조이스틱으로 X·Y 값을 받아 본 경험을 적었습니다. 중등부 학생은 이번에 배운 것으로 로봇암 조립과 조종, p5.js로 그림 그리기, 티처블 머신 사용을 꼽았습니다.
초등부와 중등부 학생이 코풀에 올린 활동 보고서
초등부 참여 학생: “내가 집이나 학원에서 배워보지 못했던 코딩도 배워보고 실습도 해보니 좋은 기회였다는 생각이 든다.”
중등부 참여 학생: “전부 처음 해 보는 것들이었기 때문에 익숙하지 않았고 어려운 부분도 있었지만, 재밌고 신선한 경험이었다.”
같은 초등부 학생은 로봇팔 조립과 선 연결은 어렵지 않았지만, 코딩과 AI로 조종하는 부분은 뜻대로 되지 않은 적이 있었다고도 적었습니다.
교풀에듀가 맡은 일
교구: 교풀에듀 아두이노 인공지능 AI 로봇암 키트를 수업에 사용했습니다.
수업: 로봇팔 조립, C언어 기초와 서보모터 제어, OpenCV 손 인식 실습을 진행했습니다.
정리: 학생들이 코풀에 활동 보고서를 쓰며 배운 점과 부족한 점을 돌아보게 했습니다.
이런 학교·기관에 맞습니다
초등부와 중등부 학생에게 AI 로봇 수업을 여는 발명교육센터·영재교육 기관
로봇팔 조립부터 컴퓨터 비전 손 인식까지 하드웨어와 AI를 한 수업에서 다루려는 기관
수업 뒤 학생이 활동 보고서로 배운 점과 아쉬운 점을 정리하게 하려는 담당자
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