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소프트웨어·피지컬 컴퓨팅·3D 프린팅·기업가 정신을 이 한권으로 마스터한다!

이 책은 흥미로운 이야기와 만화로 구성된 모험을 즐기면서 발생하는 다양한 문제 상황을 스마트폰과 연결된 햄스터 로봇으로 문제를 해결해 나가는 코딩 방법을 익히면서 소프트웨어를 학습할 수 있도록 구성하였습니다. 뿐만 아니라 여러 가지 센서와 확장 보드를 활용하여 실생활과 밀접한 피지컬 컴퓨팅을 직접 구현해 볼 수 있습니다. 3D 모델링 프로그램으로 필요한 물건을 직접 디자인하고 3D 프린터로 출력까지, 더 나아가 3D 메이킹 창업을 위한 방법을 익히면서 컴퓨팅 사고력, 문제 해결력, 창의적 사고력까지 키울 수 있도록 하였습니다.

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★ 저자 소개 ★

김명석

현) 단원중학교 교사

활동) SW선도학교 운영, 로봇활용 SW교육 시범학교 운영, 기업가정신 비즈쿨 운영, 스마트교육연구회 연구위원

★ 저자 서문 ★

하나, 햄스터 로봇이 수행할 명령을 스마트폰 앱으로 코딩하면서 컴퓨팅 사고력을 기르고,

둘, 다양한 센서와 확장 보드를 이용하여 실생활과 밀접한 피지컬 컴퓨팅을 경험하고,

셋, 필요한 물건을 디자인하고 3D 프린팅하면서 공간 지각 능력과 창의성도 기르고,

넷, 진로에 도움이 되는 기업가 정신 교육까지 이 한권으로 끝낸다.

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로봇이 일상화되는 시대 영화 스타워즈에 나오는 등장인물 중에는 특이한 기계음을 내며 바퀴 없이 공처럼 굴러서 이동하는 ‘BB’라는 로봇이 있습니다. 처음 영화에 선보였을 때만 해도 현실 세계에 이런 로봇이 쉽게 세상에 나오리라고는 상상하기 힘들었습니다. 하지만 이런 수준의 로봇은 이미 상용화되어 장난감으로 팔리고 있습니다. 그뿐만 아니라 청소 로봇이 대중화되고 있으며, 일본에서 만든 ‘페퍼’라는 이름을 가진 로봇은 박물관이나 일반 매장에서 손님들을 안내하고 서빙까지 돕기도 합니다. 앞으로 로봇 기술이 얼마나 더 진화할지는 모르겠지만, 사회 전반에서 인간이 불편하게 느끼는 부분을 개선해 주는 인공 지능 로봇의 시대가 머지 않았음을 확실합니다. 과거에는 상상하기 힘들었던 스마트폰이 현재에는 많은 사람의 필수품이 되었듯이 앞으로 우리 생활 전반에서 다양한 활동을 하는 로봇들이 일상화되는 시대가 곧 열릴 것입니다.

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인공 지능 로봇이 몰고 올 직업의 변화 2016년 바둑 세계에서 정상의 실력을 갖추고 있는 한국의 이세돌 9단과 중국의 커제 9단이 구글에서 개발한 인공 지능 ‘알파고’에 맥없이 졌다는 뉴스에 많은 사람이 놀랐습니다. 과거에는 기계가 인간의 단순 노동을 대체했다면, 인공 지능을 장착한 현재의 기계는 복잡한 기술이 필요한 영역까지 파고들고 있습니다. 바둑 대결에서 보여 주었던 인간을 초월한 인공 지능의 능력은 신체적인 단순 노동뿐만 아니라 정신적인 부분까지 잠식하여 사람들이 하던 여러 분야의 직업들마저 사라질 것으로 전문가들은 예측합니다. 어떤 사람들은 로봇이 인간의 직업을 대체하는 시대를 걱정하고 비관적으로 생각하기도 합니다. 하지만 다른 관점에서 생각해 보면 지루하게 반복되는 복잡한 일은 로봇이 맡고, 사람들은 좀 더 창의적이고 인간적인 일을 할 수 있게 된다는 긍정적인 부분도 많습니다. 다시 말해 정말 인간만이 할 수 있는 그런 일에 집중할 수 있다는 뜻입니다. 로봇과 같은 자동화 기기나 다양한 기능을 장착한 정보 기기로 인해 사람들은 늘어나는 여가를 누리고, 자신을 표현하는 인간 중심의 일을 통해 새로운 부가 가치를 만들 수도 있습니다. 로봇은 우리가 이러한 일을 하는 데 하나의 도구로 활용됨으로써, 행복한 삶을 살아갈 수 있도록 하는 데 많은 도움을 줄 것입니다.

21C 핵심 역량 로봇 활용 리터러시 스마트폰으로 전화를 걸고 받을 줄만 아는 사람과 스마트폰에 필요한 앱을 설치하여 생활 전반에 활용하는 사람은 어떤 일을 수행하는 데 있어서 능력의 차이가 있기 마련입니다. 이처럼 로봇이 일반화되는 시대에도 로봇을 잘 활용하는 사람과 그렇지 못한 사람 간의 능력 차이는 더 벌어질 것입니다. 로봇을 이해하고 활용하는 능력인 로봇 활용 리터러시는 21세기를 살아가기 위한 핵심 역량입니다. 인공 지능 로봇은 사실상 움직이는 컴퓨터라고 할 수 있습니다. 그래서 로봇을 이해하기 위해서는 컴퓨터를 작동시키는 소프트웨어의 이해가 필수입니다. 소프트웨어 전문 개발자가 아니더라도 소프트웨어의 기본적인 작동 원리와 프로그래밍의 이해는 로봇을 이해하고 활용하는 것을 한층 더 수월하게 할 것입니다.

SW를 활용하는 로봇과 3D 메이킹을 한 번에 학습할 수 있는 교재 본 교재는 SW 교육용 로봇인 ‘햄스터 로봇’을 이용하여 소프트웨어와 로봇을 효과적으로 활용하는 방법에 관해 소개하고 있습니다. 특히 동기 유발을 위해 ‘햄스터몽의 모험’이라는 스토리와 만화로 흥미롭게 설명되어 있습니다. 햄스터 로봇, 즉 햄스터몽이 주인공 민준이와 함께 햄스터 볼을 찾아가는 과정에서 나타나는 다양한 문제 상황을 소프트웨어로 해결해 나가는 방식으로 이야기가 전개되고 학생들이 쉽게 따라 하면서 배울 수 있도록 기초적인 코딩부터 자율 주행, 음성 인식, 피지컬 컴퓨팅, 3D 메이킹까지 다양한 주제를 골고루 담아 폭넓게 활용할 수 있도록 하였습니다. 마지막 단원에서는 일상생활의 문제점을 찾아 해결하는 기업가 정신을 다양한 활동지를 통해 학습해봄으로써 이 교재에서 습득한 지식과 기술을 내 삶에 직접 적용하고 도전해 보는 기회를 가질 수 있습니다.

★ 본 교재에 있는 다양한 학습 활동을 하려면 기본적으로 ‘스마트폰’과 ‘햄스터 로봇’이 필요합니다. 더 나아가 고급 과정을 위해서는 ‘3D 프린터’와 ‘햄스터 확장 보드’도 필요합니다.

★ 본 교재에서 사용된 모든 소프트웨어와 학습 자료는 메이커샘(http://makersaem.com) 홈페이지에서 찾아볼 수 있습니다. 이곳에는 기본 자료 외에도 이 책으로 학습하는 모든 독자들의 원활한 활동 지원을 위한 다양한 자료와 기능을 정리하여 두었으니 활용하시면 많은 도움이 될 것입니다.

이 책을 학습하는 데 있어서 단계별 주요 개념 및 준비물은 다음과 같습니다.

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★ 추천의 글 ★

감수 박광현

      (현) 광운대학교 로봇학부 교수

이 책은 코딩의 기초부터 로봇 제어, 음성 인식, 확장 보드 활용, 3D 프린팅까지 다양한 주제를 아우르면서도 연속극을 보듯 다음 내용을 궁금하게 하는 흥미로움이 있습니다. 특히 마지막 단원인 SW 창업 도전은 세밀한 수업 설계에 놀라고, SW 교육과 메이커 교육을 다시 생각하게 만듭니다. 학생들이 재미있고 유익하며 쉽게 배워 활용할 수 있다면 그보다 더 좋은 교재는 없을 것인데, 이를 충실하게 담아냈습니다. 각 단계를 따라 차근차근 진행하면 배우는 학생들에게 정말 많은 도움이 될 것입니다.

★ 구성과 특징 ★

Part 1 모험 준비하기(코딩 준비)

햄스터 로봇의 구조를 살펴보고, 스마트폰으로 햄스터 로봇을 조종하기 위해 필요한 앱을 설치합니다. 그리고 스마트폰 앱에서 직접 코딩하여 햄스터 로봇이 특정 동작들을 수행하는 방법을 알 수 있습니다.

Part 2 모험 시작하기(소프트웨어 제어 구조)

순차, 반복, 선택 구조로 프로그램을 코딩하여 햄스터몽의 모험에서 발생하는 다양한 문제를 해결할 수 있습니다.

Part 3 문제 해결 모험(피지컬 컴퓨팅)

햄스터 로봇과 스마트폰의 센서를 이용하여 피지컬 컴퓨팅 시스템을 만들 수 있습니다.

Part 4 로봇 올림픽(확장 보드)

햄스터 로봇에 확장 보드를 추가하여 또 다른 햄스터 로봇과 다양한 경기를 하는 프로그램을 만들 수 있습니다.

Part 5 3D 메이킹(3D 모델링/3D 프린팅)

3D 모델링 프로그램으로 자신이 원하는 물건을 직접 디자인하고 3D 프린터로 출력하는 방법을 배웁니다. 아울러 모델링한 작품을 친구들과 공유하고, 그들이 만든 작품을 가져와 또 다른 형태로 변형하는 방법도 알 수 있습니다.

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Part 6 SW 메이킹 창업 도전(기업가 정신)

기업가 정신(entrepreneurship)은 도전과 열정, 창의와 혁신으로 새로운 것을 만들어 가는 정신을 뜻합니다. 소프트웨어(SW; software)와 3D 프린팅 기술로 일상의 문제를 해결할 수 있는 물건을 만들고, 3D 메이킹을 통한 창업 방법도 알 수 있습니다.