강원대학교 K-4INT 창의융합 메이커 캠프 - 재학생 24명이 젯슨 나노로 만든 디지털 헬스케어 시제품
사례 요약
주최·주관 | 강원대학교 공학교육혁신센터, LINC 3.0 사업단 |
대상 | 강원대학교 재학생 24명 |
일정 | 2024년 7월 30일부터 8월 2일까지 4일(KNU 아이디어 큐브) |
교육 내용 | 젯슨 나노와 3D 프린터를 활용한 디지털 헬스케어 시제품 제작 |
프로그램 | 피지컬 AI 메이커 |
교구·도구 | 젯슨 나노, 디지털 헬스케어 키트, 티처블 머신, 3D 프린터, 코풀(당시 SW 코스웨어), 각종 교구 |
결과물 | 팀별 디지털 헬스케어 시제품, 발표회, 수료증 |
강원대학교 K-4INT Maker Camp ‘젯슨 나노·AI 기술을 이용한 창의융합 메이커’에는 강원대학교 재학생 24명이 참여했습니다. 학생들은 2024년 7월 30일부터 8월 2일까지 나흘 동안 젯슨 나노 개발 환경과 AI 모델 학습, 3D 프린팅을 익힌 뒤 팀별로 디지털 헬스케어 시제품을 만들어 발표했습니다. 교풀에듀는 교육 진행과 팀별 멘토링을 맡았습니다.
핵심 교구: 젯슨 나노
이 캠프의 중심 교구는 젯슨 나노(Jetson Nano)입니다. 젯슨 나노는 NVIDIA가 만든 소형 컴퓨팅 보드로, 인공지능과 딥러닝 작업을 하도록 설계됐습니다. GPIO 핀으로 센서와 장치를 연결할 수 있고, 운영체제로는 Ubuntu 기반 Linux에 개발 도구를 더한 NVIDIA JetPack SDK를 씁니다.
1일차 · 7월 30일, 젯슨 나노 조립과 개발 환경 설정
첫날은 프로그램 개요를 설명하고 아이스 브레이킹으로 분위기를 푸는 것으로 시작했습니다.
프로그램 개요 설명으로 시작한 첫날 교육장
이어서 젯슨 나노를 실행할 개발 환경을 설정했습니다. 젯슨 나노는 아두이노와 달리 보드를 직접 조립해야 하고, 운영체제가 Linux라는 점도 다릅니다. 그래서 학생들은 Linux에서 쓰는 명령어를 새로 배웠습니다.
젯슨 나노 보드를 노트북과 연결해 개발 환경을 설정하는 학생들
Linux 개발 환경은 Windows보다 익숙하지 않은 학생이 많아, 수업 중 낯설어하는 학생도 종종 있었습니다.
Linux 터미널 작업 화면과 실습 중인 교육장
첫날은 젯슨 나노를 조립하고 운영체제를 설치하는 것으로 마쳤습니다.
카메라 모듈과 냉각팬을 단 젯슨 나노와 Ubuntu 설치 화면
2일차 · 7월 31일, 센서 제어와 티처블 머신 AI 모델
둘째 날은 젯슨 나노에서 센서와 액추에이터를 실행해 보는 것으로 시작했습니다.
화면에 터미널을 띄워 2일차 실습을 설명하는 강의
이어서 센서와 액추에이터를 AI와 접목하기 위해 머신러닝 모델을 만드는 티처블 머신을 배웠습니다. 티처블 머신은 코딩 없이 이미지·소리·포즈를 학습시켜 모델을 만드는 웹 기반 도구입니다.
카메라 영상과 코드를 화면에 띄워 진행한 AI 모델 강의
학생들은 티처블 머신으로 얼굴 표정이나 손 모양을 인식해, 센서와 액추에이터가 각각 다른 동작을 하도록 모델을 학습시켰습니다.
얼굴 표정과 손 모양을 모델에 학습시키는 학생들
학습시킨 모델을 젯슨 나노와 연결해 제대로 인식하는지도 확인했습니다.
젯슨 나노 카메라로 객체와 얼굴 인식을 확인하는 화면
그다음에는 프로젝트 결과물을 완성하기 위해 3D 프린터를 활용한 하드웨어 제작 수업을 진행했습니다. 학생들은 이 수업에서 3D 프린터 관련 프로그램 사용법을 배웠습니다.
2일차 실습이 이어진 교육장
3일차 · 8월 1일, 팀별 설계와 제작
셋째 날에는 1·2일차에 배운 내용을 바탕으로 팀별 프로젝트 제작을 시작했습니다.
팀별 프로젝트 제작을 시작한 교육장
각 팀은 주제를 정한 뒤 먼저 계획을 세워 설계에 들어갔습니다. 3D 프린터로 외관을 출력하는 데 시간이 오래 걸리기 때문입니다. 강사진은 학생들의 질문에 답하며 팀별로 멘토링했습니다.
주제를 정하고 설계를 시작한 팀들
3D 프린터로 외관을 만든 팀부터 기능에 맞는 코드를 작성했습니다.
팀별 코드 작성과 Jetson.GPIO 라이브러리로 핀을 제어하는 파이썬 코드
한 팀은 2일차에 다룬 머신러닝 모델을 학습시켜, 사용자의 손 모양을 인식하고 똑같이 따라 하는 기계를 팀 주제에 활용했습니다.
서보 모터를 달아 조립한 로봇팔
프로젝트에서 막히는 부분은 강사진의 멘토링으로 해결했습니다.
팀 테이블을 찾아 멘토링하는 강사
4일차 · 8월 2일, 프로젝트 완성
넷째 날은 프로젝트 완성에 집중했습니다.
프로젝트 완성에 집중한 4일차 교육장
학생들은 코드를 실행하며 고칠 부분을 계속 논의하고, 개선한 코드를 다시 실행했습니다.
코드를 실행하고 고치며 논의하는 팀들
코드가 잘 작동하는 팀부터 3D 프린터로 출력한 외관과 결합했습니다.
출력한 외관에 젯슨 나노와 부품을 결합하는 학생들
프로젝트를 완성한 팀들은 발표 자료를 만들기 시작했습니다.
마무리 작업과 발표 준비를 하는 팀들
팀별 디지털 헬스케어 시제품
완성한 시제품은 팀별 주제를 적은 안내판과 함께 전시했습니다.
발표회와 수료
모든 팀이 프로젝트를 완성한 뒤 발표회를 열었습니다. 첫 번째로 발표한 팀은 ‘건강한 생활습관 보조장치’를 만들었습니다. 이 장치는 스마트폰과 컴퓨터 사용이 늘면서 생기는 수면의 질 저하, 거북목 같은 문제를 예방하고 해결하는 데 중점을 두었습니다.
‘건강한 생활습관 보조장치’ 발표
다른 팀들도 차례로 발표했습니다. 발표 제목에는 ‘AI를 응용한 액틴-마이오신 세포의 마찰 관계 관리 및 추적’, ‘맞춤형 반려묘 건강, 감정 케어 서비스’, ‘응급환자 식별 경보장치’, ‘Hand tracking control system using Jetson Nano’ 등이 있었습니다.
차례로 프로젝트를 발표하는 팀들
발표를 마친 뒤 수료증을 수여하며 캠프를 마쳤습니다. 젯슨 나노를 처음 다루는 학생이 많았으나, 학생들은 나흘 동안 직접 프로젝트를 만들며 젯슨 나노 사용에 점차 익숙해졌습니다.
교풀에듀가 맡은 일
교육 진행: 젯슨 나노 조립과 Linux 개발 환경 설정, 센서·액추에이터 실행, 티처블 머신 AI 모델 학습, 3D 프린터 활용 수업을 나흘 과정으로 진행했습니다.
교구: 젯슨 나노와 디지털 헬스케어 키트를 준비했습니다.
멘토링: 팀 제작 동안 강사진이 질문에 답하며 팀별로 멘토링했습니다.
코스웨어: 당시 SW 코스웨어였던 코풀을 교육에 활용했습니다.
이런 학교·기관에 맞습니다
AI 연산 보드와 Linux 개발 환경을 실습으로 다루려는 공과대학·공학교육혁신센터
카메라 인식 AI를 디지털 헬스케어 시제품에 적용하는 과정을 찾는 대학 사업단
나흘 동안 도구 교육부터 팀 제작, 발표회까지 이어지는 캠프를 계획하는 담당자
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