자동차 회사가 쓰는 IT 도구로 킥보드 안전을 풀다 - 강원대 아두이노×프로토파이 캠프

이 글은 앵커(ANCHOR, 구 RISE) 사업의 학생 체감형·취창업 연계 과제로 활용할 수 있는 대학 프로그램 사례입니다. 앵커 사업 배경과 과제 유형은 앵커 사업 총정리를 참고하세요.

강원대학교 춘천공학교육혁신센터의 창의 융합 캠프 ACE+up에서 휴몬랩 교풀에듀가 'Arduino × ProtoPie Innovation Challenge'를 운영했습니다. 학부생 4개 팀이 전동킥보드와 자동차 운전의 안전 문제를 하나씩 골랐고, 실제 킥보드와 운전대에 센서를 달아 스마트폰 앱과 연결했습니다. 사흘 뒤 발표장에는 기획서 대신 작동하는 시제품이 올라왔습니다.

이 캠프에서 가장 강조한 것은 도구입니다. 학생들이 쓴 프로토파이(ProtoPie)는 휴몬랩의 협력사인 스튜디오씨드코리아가 만든 프로토타이핑 툴로, 자동차 회사가 차량 화면과 조작계(HMI)를 설계하고 검증할 때 쓰는 실무 도구입니다. 학생들은 이 실무 도구에 아두이노와 AI 도구를 더해 문제를 정의하고, 해결책을 직접 작동시켜 보였습니다.

프로그램 개요

자동차 회사가 쓰는 프로토타이핑 도구, 프로토파이

프로토파이는 화면을 그리는 데서 끝나지 않습니다. 버튼과 센서, 외부 기기와 주고받는 반응까지 실제 제품처럼 움직이는 프로토타입을 만듭니다. 그래서 자동차 업계에서 차량 화면과 조작계를 설계하고 검증하는 데 쓰입니다. 프로토파이 자동차 솔루션 페이지에는 Mercedes-Benz 등 완성차 업체가 HMI 설계에 프로토파이를 쓰는 사례와, BMW 그룹 UX 디자이너들이 ProtoPie Connect로 프로토타입을 하드웨어에 연결해 테스트한 뒤 실제 차량에 구현한 경험이 소개되어 있습니다.

이번 캠프에서 학생들이 쓴 기능이 바로 이 ProtoPie Connect입니다. 아두이노 센서값을 ProtoPie Connect로 받아 스마트폰 앱 화면에 실시간으로 띄우고, 반대로 앱의 버튼을 눌러 킥보드의 LED를 켰습니다. 현업 디자이너가 차량 HMI를 검증하는 흐름을 대학생이 킥보드라는 주제로 그대로 경험해 본 셈입니다.

보통 기업이 연간 결제로 쓰는 전문 툴이지만, 휴몬랩은 프로토파이와 공식 교육 파트너 협약을 맺고 있어 휴몬랩 프로그램과 연계하면 학교와 기관은 별도 라이선스를 사지 않고도 학생들에게 이 도구를 쓰게 할 수 있습니다. 협약 내용은 교풀AI × 프로토파이 × 아두이노 융합 교육 캠프 소개에 정리해 두었습니다.

AI 도구로 배우고, 묻고, 평가받았습니다

학생마다 교풀AI 계정을 하나씩 받았습니다. 교풀AI 클래스에는 '아두이노 유해가스 센서로 공기질 측정하기', '아두이노 서보모터 작동시키기' 같은 학습자료가 올라가 있었고, 학생들은 이 자료로 회로와 코드를 익혔습니다. 중간중간 모르는 부분은 교풀AI에 탑재된 맞춤형 AI 도구가 답변해주었습니다.

처음 써 보는 프로토파이 기능은 AI에게 물어 가며 익혔습니다. 강사는 트리거·리스폰스 구조나 수식·컴포넌트·Send & Receive 같은 기능을 공식 문서 기준으로 설명해 달라고 AI에게 요청하는 방법을 먼저 보여 주었고, 학생들은 제작 중 막히는 지점을 같은 방식으로 풀어 갔습니다.

심사에도 AI가 참여했습니다. 심사위원 2명의 점수에 AI 평가 점수를 더해 최종 순위를 정했습니다.

장비는 휴몬랩이 모두 준비했습니다

사흘 안에 문제 정의부터 작동하는 시제품까지 가려면, 학생이 장비를 구하는 데 시간을 쓰면 안 됩니다. 교육에 필요한 장비는 휴몬랩이 준비해 현장에 펼쳐 두었습니다.

• 소프트웨어: ProtoPie·ProtoPie Connect, Arduino IDE, 교풀AI 1인 1계정

• 전동킥보드: 팀별로 센서를 달고 실제로 시연할 수 있는 킥보드

• 피지컬 컴퓨팅 재료: 아두이노 보드, 브레드보드, 가스·조도·자이로·미세먼지·온도·압력 센서, LED·부저·팬 등

• 공구: 인두, 멀티미터, 글루건, 테이프 등 킥보드에 회로를 고정하는 데 필요한 공구

사흘 동안의 흐름

오프라인 캠프에 앞서 온라인 사전교육에서 아두이노 보드와 부품, 디지털·아날로그 입출력, 프로토파이의 기본 인터페이스와 트리거·리스폰스·변수를 미리 익혔습니다. 현장에서는 아이디어를 구체화하고 만드는 데 시간을 썼습니다.

• 1일차: 프로토파이·아두이노 연동 강의, 팀별 문제 정의, 제작 시작

• 2일차: 킥보드·운전대에 센서 장착, 프로토파이 앱과 연동 테스트

• 3일차: 마무리 제작, 팀별 시연·발표, 심사와 시상

킥보드에 센서를 달고, 앱과 연결하다

팀들은 문제를 정하자마자 킥보드 어디에 어떤 센서를 달지부터 정했습니다. 핸들에 브레드보드를 묶고, 발판에 회로를 붙이고, 케이블을 노트북으로 이어 센서값이 ProtoPie Connect에 들어오는지 확인했습니다. 값이 들어오면 그 값에 따라 프로토파이 앱 화면이 바뀌도록 연결했습니다. 책상 위 회로가 아니라 실제로 타는 킥보드 위에서 작동해야 했기 때문에, 선을 정리하고 센서를 고정하는 일도 설계의 일부였습니다.

네 팀이 만든 결과물

네 팀 모두 이동 수단의 안전을 주제로 골랐지만, 문제를 정의한 방식은 모두 달랐습니다.

최우수상 - ALPHA PASS (킥보드 안전 지킴이 팀)

이 팀은 전동킥보드 사고에서 음주와 헬멧 미착용이 함께 나타나는 경우가 많고, 아무렇게나 세워 둔 킥보드가 보행자 충돌로 이어진다는 점에 주목했습니다. 논문과 공공 통계로 문제를 정리한 뒤, 대여부터 반납까지 세 번의 인증을 거치는 시스템을 만들었습니다.

• 음주 측정 인증: 핸들의 음주 측정 센서에 3초간 숨을 불어 음주 여부 확인

• 헬멧 착용 인증: 헬멧 착용이 확인되어야 앱의 '주행 시작' 버튼이 눌림

• 안심 시야 확보 주차 인증: 반납할 때 조도 센서로 충분히 밝은 곳인지 확인

센서값은 ProtoPie Connect를 거쳐 앱 화면 상태로 바로 반영되고, 기준을 통과하지 못하면 빨간불과 경고음이 켜지며 다음 단계로 넘어갈 수 없습니다. 심사위원은 "문제와 솔루션이 명확했다"고 평가했습니다.

우수상 - SAFE RIDE

SAFE RIDE 팀은 사고가 난 뒤의 대응만으로는 부족하다고 보고, 탑승 전·주행 중·사고 후를 하나의 흐름으로 묶었습니다.

• 헬멧 착용 감지: 헬멧 안쪽 센서로 착용하면 초록 LED, 미착용이면 빨간 LED

• 양손 운전 감지: 좌우 핸들 센서로 한 손이 떨어지면 빨간 LED와 부저로 경고

• 무선 방향지시등: 프로토파이 앱 버튼으로 킥보드 뒤쪽 LED를 좌·우·비상등으로 점멸

• 전도 감지 SOS: 자이로 센서가 넘어짐을 감지하면 10초간 운전자 응답을 기다리고, 응답이 없으면 보호자 스마트폰으로 알림

장려상 - SafeDrive

SafeDrive 팀은 킥보드 대신 자동차 운전을 골랐습니다. 레이싱 휠과 페달에 압력·자이로·온습도 센서를 달아 운전 환경을 만들고, 프로토파이로 운전자용 앱을 설계했습니다. 자동차 HMI를 만드는 프로토파이의 실제 쓰임과 가장 가까운 작업이었습니다.

• 개인별 기준선: 수면 시간·주행 거리 같은 사용자 정보와 5회 학습 주행으로 운전자마다 기준을 만듦

• 3단계 알림: 주행 중 핸들 압력·조향 데이터가 기준에서 벗어나는 정도에 따라 Stable·Caution·Warning 표시

• 자동 개입: 경고가 이어지거나 실내 온습도가 기준을 넘으면 팬을 돌려 운전자의 각성을 유도

장려상 - 스마트 안전·환경 제어 킥보드 (회전킥보드 팀)

이 팀은 킥보드가 스스로 속도와 상태를 관리하게 만들었습니다. 내리막길 가속, 대기오염 노출, 배터리 과열이라는 세 가지 위험을 각각 센서로 잡았습니다.

• 내리막 자동 감속: 자이로 센서로 경사를 재고, 위험 과속이 이어지면 0.2초마다 1km/h씩 단계적으로 감속

• 미세먼지 모니터링: 미세먼지 센서 값을 농도로 바꿔 앱에 실시간 표시

• 배터리 과열 방지: 방수 온도 센서로 배터리 온도를 재고, 온도 구간에 따라 속도를 제한하거나 멈춤

심사위원의 질문은 현업의 질문이었습니다

심사는 창의성, 기술성 및 완성도, 기대효과(시장성·사업성), 발표력을 25점씩 봤습니다. 작동하는 시제품이 있었기 때문에 질문도 구체적이었습니다.

• SafeDrive: 5회 연속 피곤한 상태로 주행하면 비정상 패턴이 정상 기준으로 학습되지 않는가? 시스템 오작동에 대비한 페일세이프는 있는가?

• SAFE RIDE: 주행 중 스마트폰을 터치해 방향지시등을 켜면 오히려 한 손 운전을 부르지 않는가?

• 회전킥보드: 배터리 과열로 킥보드가 갑자기 멈추면 뒤따르던 차량이나 사람과 2차 사고가 나지 않는가?

• ALPHA PASS: 다른 사람의 입김을 빌리거나 손으로 헬멧 센서를 눌러 인증을 통과하는 부정 사용은 어떻게 막는가?

기획서만으로는 나오기 어려운, 제품을 만드는 사람이 실제로 받는 질문들입니다. 학생들은 자기 시제품의 한계를 직접 설명하고 개선 방향을 답했습니다.

시상

강원대학교 춘천공학교육혁신센터장 명의로 장학금과 함께 상패를 시상했습니다.

이런 대학·기관에 맞습니다

• 캡스톤·창의융합 캠프에서 기획서가 아니라 작동하는 시제품을 만들게 하고 싶은 공학·디자인 계열

• 모빌리티·IoT·헬스케어처럼 하드웨어와 앱을 함께 다루는 주제를 운영하려는 기관

• 앵커(구 RISE) 사업에서 현업 도구를 다루는 실무형 프로그램을 찾는 대학

• 소프트웨어·장비·강사를 한 번에 맡길 운영 파트너가 필요한 담당자

4시간 단기 체험부터 2박 3일 이상의 해커톤·캡스톤 과정까지, 학사 일정과 목적에 맞춰 구성합니다.

교육 상담 안내

대학·기관명, 대상 학과·인원, 희망 일정과 차시, 관심 주제를 알려주시면 프로그램 구성과 운영 방식, 견적을 안내해 드립니다.

• 교육 상담 신청: 상담 신청 폼 작성하기

• 메일 문의: biz@huemone.com

• 전화: 02-2059-1139

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