배경

Little Red Robot Unit은 Little Red Riding Hood의 이야기를 차량으로 사용하여 알고리즘의 구성 요소인 시퀀스, 선택 및 반복의 코딩 개념을 소개합니다. 학생들은 실험실 1에서 서로 다른 순서의 드라이브 코더 카드를 사용하여 할머니 집으로 운전하기 위해 작은 빨간 로봇을 코딩하여 시퀀스를 탐구합니다. 실험실 2에서는 "Drive until object" Coder 카드와 Eye Sensor를 사용하여 물체가 감지될 때까지 로봇을 구동하여 선택을 탐색합니다. 실험실 3에서 학생들은 프로젝트에 "If red", "Else" 및 "End if" Coder 카드를 사용하여 조건부를 추가합니다. 그런 다음 "시작으로 이동" 카드를 사용하여 반복을 탐색하여 ‘늑대 탐지 알고리즘‘ 을 만듭니다. 

알고리즘이란?

알고리즘을 사용하면 로봇을 코딩하여 환경의 데이터에 응답하여 자율적으로 의사 결정을 내릴 수 있습니다. 알고리즘은 시퀀스, 선택 및 반복 (또는 루프) 을 사용하여 로봇이 환경이 변경되더라도 더 어려운 작업을 완료할 수 있도록 하는 정확한 명령 집합입니다. 

• 시퀀스는 명령이 차례로 실행되는 순서입니다. 학생들이 123 로봇을 코딩할 때마다 목표를 달성하기 위해 올바른 순서로 코더 카드를 시퀀싱합니다.
• 선택은 센서 데이터를 사용하여 프로젝트 내에서 결정을 내리는 것을 의미합니다. 이것은 학생들이 눈 센서의 데이터를 사용하도록 123 로봇을 코딩할 때, "Drive until object" 코더 카드를 사용하여 실험실 2에서와 마찬가지로, 그리고 실험실 3에서 탐지된 물체의 색상에 따라 다른 동작을 수행하도록 로봇을 코딩할 때 발생합니다. 
• 반복은 프로젝트에서 행동을 반복하는 것입니다. 학생들은 실험실 3에서와 같이 "시작하려면" 코더 카드를 추가하여 프로젝트를 반복할 때 프로젝트에서 ‘루프' (또는 반복) 를 만듭니다.

시퀀스 - 이 유닛에서 시퀀싱은 어떻게 사용됩니까?

시퀀스는 프로젝트에서 코더 카드가 실행되는 순서입니다. 코더 카드는 코더 상단에 삽입된 카드를 시작으로 한 번에 하나씩 아래로 이동합니다. 

이 애니메이션에서는 프로젝트가 Coder 상단에 있는 "When start 123" 카드로 시작하여 각 Coder 카드가 위에서 아래로 순서대로 실행되는 방법을 볼 수 있습니다. 123 로봇은 123 필드에서 네 개의 공간을 앞으로 구동합니다. 코더 왼쪽의 녹색 하이라이트 기능은 해당 시점에 실행 중인 개별 코더 카드를 나타냅니다. 이를 통해 학생들에게 즉각적인 피드백을 제공하여 123 로봇의 행동을 특정 코더 카드와 연결할 수 있습니다.

프로젝트에서 코더 카드를 계획하고 시퀀싱하기 위한 단계

1. 먼저 목표를 파악하세요. 무엇을 해야 하나요? 예를 들어, 처음부터 차를 타고 할머니 댁으로 가세요.

   

2. 그런 다음 목표를 달성하는 데 필요한 단계를 세분화하고 이러한 단계를 수행하는 데 필요한 Coder 카드를 식별합니다. 여기서는 할머니의 집에 도착하기 위해 네 단계로 진행해야 합니다. 이 작업은 4개의 "드라이브 1" 카드로 수행할 수 있습니다.
3. 그런 다음 테이블에 Coder 카드를 배치하여 프로젝트 순서를 계획합니다. 프로젝트 계획에 만족하면 위에서 시작하여 아래로 작업하는 Coder에 Coder 카드를 삽입합니다.
4. '시작' 을 선택하여 프로젝트를 테스트하고 123 로봇이 첫 번째 단계에서 식별된 목표를 달성하는지 확인합니다.

프로젝트를 변경하려면 Coder에서 Coder 카드를 제거하고 카드를 다시 정렬한 다음 Coder에 다시 삽입하여 프로젝트를 업데이트하면 됩니다.

선택 - 센서란 무엇인가요?

센서는 본질적으로 로봇이 주변 세계를 이해하는 데 도움이 되는 장치입니다. 이것은 환경에 대한 데이터를 수집하고 보고하여 로봇이 결정을 내리거나 특정 행동을 수행하는 데 프로젝트에서 사용할 수 있습니다. 이 시퀀스는 Sense → Think → Act 결정 루프로 생각할 수 있습니다.

이 단원에서는 123 로봇을 코딩하여 할머니 집으로 가는 늑대를 탐지합니다. 프로젝트 학생들은 눈 센서가 물체 ("늑대") 의 존재를 "감지" 한 다음 물체가 감지되면 "생각" 하거나 운전을 중단하기로 결정한 다음 123 로봇이 행동하고 앞으로 나아가는 것을 멈추기 때문에 Sense → Think → Act 결정 루프를 수행합니다.

눈 센서란?

123 로봇의 아이 센서는 흰색 화살표 아래 전면에 있습니다. 눈 센서는 물체의 유무와 색상 또는 밝기 수준을 감지하는 데 사용할 수 있습니다.

이 장치에서 눈 센서는 물체 (할머니의 집 또는 늑대) 가 123 로봇의 경로에 있을 때 감지하는 데 사용됩니다. 123 로봇의 눈 센서 위치는 눈 앞에 있는 물체만 감지할 수 있음을 의미합니다. 123마리의 로봇과 늑대를 학생들과 함께 배치하여 학생들의 성공을 위한 재료를 준비할 때 이 점을 유념하십시오.

코더로 눈 센서를 코딩하는 방법에 대한 자세한 내용은 코더 vex 라이브러리를 사용하여 VEX 123 눈 센서 코딩 문서를 참조하십시오.

"개체까지 구동" 코더 카드는 어떻게 작동합니까?

"Drive until object" 코더 카드는 눈 센서의 데이터를 사용하여 눈 센서가 물체가 감지되었다고 보고할 때까지 123 로봇 드라이브를 앞으로 만듭니다. 물체가 감지되면 123 로봇은 운전을 멈춥니다.

이는 물체나 장애물의 정확한 위치를 알 수 없거나 계획할 수 없는 프로젝트에서 유용합니다. 이 단원에서 학생들은 먼저 "Drive until object" 코더 카드를 사용하여 123 로봇이 어디에서 여행을 시작하든 동일한 프로젝트로 할머니의 집으로 성공적으로 운전할 수 있는지 확인합니다. 

"If red", "Else" 및 "End if" Coder 카드는 어떻게 함께 작동합니까?

이 Coder 카드는 로봇이 감지된 색상에 대한 Eye Sensor 데이터를 사용하여 결정을 내리고 감지된 색상에 따라 다른 동작을 수행하는 프로젝트를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 

실험실 3에서 학생들은 탐지된 물체의 색상을 사용하여 123 로봇을 코딩하여 빨간 늑대를 놀라게 하거나 할머니 집의 초인종을 울립니다. 이것은 "If red", "Else" 및 "End if" Coder 카드를 사용하여 구성됩니다. 이 카드들은 함께 작동하여 조건문을 형성합니다. 조건문을 사용하여 조건이 충족되면 특정 명령어 시퀀스를 실행하고 (참으로 보고), 조건이 충족되지 않으면 다른 명령어 세트를 실행하여 (거짓으로 보고) 프로젝트 흐름을 ‘분기’ 합니다. 프로젝트가 실행될 때 조건문의 한 분기만 실행되어 로봇이 결정을 내립니다. 실습 3에서 확인 중인 상태는 빨간색 ("빨간색인 경우" 코더 카드) 상태입니다. 감지된 개체는 빨간색 (TRUE) 으로 보고되거나 빨간색 (FALSE) 이 아닌 것으로 보고됩니다.

조건문의

위의 이미지는 의사 결정 프로세스와 브랜칭이 프로젝트와 어떻게 작동하는지 보여줍니다. "End if" 는 조건문을 종료하고 프로젝트의 의사 결정 부분이 완료되었음을 나타내는 데 사용됩니다. 이것이 if 의사 결정 프로세스의 끝입니다. 이 카드 이후에 추가된 모든 명령은 결정이 내려진 후에 완료됩니다.

이 애니메이션은 실험실 3의 프로젝트를 보여줍니다. 코더의 강조 표시를 보고 결정이 내려질 때 프로젝트 흐름이 어떻게 움직이는지 확인하세요.

동영상 파일

반복 - "시작으로 이동" 코더 카드는 어떻게 작동합니까? 

"시작으로 이동" 코더 카드는 영구 루프를 생성하여 프로젝트가 "시작 시점 123" 코더 카드로 돌아가 프로젝트가 중지될 때까지 순차적으로 동작을 계속 반복합니다.

이는 로봇이 동일한 동작을 계속 반복하거나 동일한 결정을 반복하게 하는 프로젝트에 유용합니다. 실험실 3에서 "시작으로 이동" 코더 카드는 개체가 감지되고 결정된 후에 배치됩니다. 이렇게 하면 의사 결정이 반복되고 프로젝트와 알고리즘이 반복됩니다.

이 단원에서 코더와 함께 가르치기 위한 전략

코더는 학생과 교사가 실험실 활동 전반에 걸쳐 코드를 쉽고 실질적으로 공유할 수 있는 기회를 제공합니다. 

사전 또는 초기 독자 지원 — Coder 카드는 카드 자체의 단어를 나타내는 아이콘을 사용하여 사전 독자 또는 초기 독자를 지원하도록 설계되었으므로 아직 단어를 읽을 수 없는 경우 기본적으로 이미지를 읽을 수 있습니다. 학생들에게 이 아이콘 이미지를 사용하여 프로젝트를 구축하는 데 도움이 되도록 격려한다. "녹색 화살표가 있는 The When start 123 Coder card, always goes first." 와 같이 학생들과 함께 Coder 카드의 이름을 지정할 때 Coder 카드의 이미지를 참조하여 이를 보강하십시오. 

Coder 카드의

코드 쉽게 확인 및 공유 — Coder 카드가 Coder에 로드되면 학생들은 수학 솔루션이 있는 화이트보드를 들고 있는 것처럼 Coder를 들고 코드를 표시할 수 있습니다. 프로젝트를 시작하기 전에 학생들의 정확성을 확인하기 위한 수단으로 그룹 수업 중에 이 전략을 사용한다. 올바른 코더 카드가 사용되었는지, 올바른 순서로 삽입되었는지 빠르고 쉽게 확인할 수 있으며, 카드가 뒤집히거나 뒤집히지 않았는지 확인할 수 있습니다. 독립 활동을 촉진하기 위해 그룹에 체크인할 때 진행 상황을 확인하려면 Coders 및 Coder 카드를 살펴보십시오. 

코더를 교육 도구로 사용하는 방법에 대한 자세한 내용은 VEX 라이브러리의 이 문서를 참조하세요.

어떤 코더 카드가 필요하신가요?

코더 카드는 코더에 삽입되어 123 로봇을 코딩하는 데 사용되는 123 로봇 명령을 나타냅니다. 다음은 이 유닛에 사용되는 주요 코더 카드 목록입니다. 학생들에게 Coder 카드를 구성하고 배포하는 방법에 대한 자세한 내용은 각 실습의 요약의 환경 설정 섹션을 참조하십시오.

코더 카드	행동	예시
	코더의 ‘시작‘ 버튼을 누르면 프로젝트를 시작합니다.
	123 로봇은 1 로봇 길이를 앞으로 구동합니다. 이것은 123 필드의 1 정사각형과 같습니다.
	123 로봇은 2개의 로봇 길이를 앞으로 구동합니다. 이것은 123 필드의 두 정사각형과 같습니다.
	123 로봇은 4개의 로봇 길이를 앞으로 구동합니다. 이것은 123 필드의 사각형 4개와 같습니다.
	123 눈 센서가 물체를 감지할 때까지 로봇이 앞쪽으로 운전합니다.
	눈 센서를 사용하여 빨간색이 감지되었는지 확인합니다.
	'If' 코더 카드와 함께 사용됩니다. 'Else' Coder 카드는 'If' Coder 카드의 조건이 충족되지 않으면 'Else' 아래에서 Coder 카드를 실행합니다.
	'If' 및 'Else' 코더 카드 시퀀스를 종료합니다.
	Coder는 'When start 123' Coder 카드로 돌아가서 프로젝트를 계속 실행합니다.

학생들에게 룩스 또는 사운드 카테고리의 추가 코더 카드를 제공하여 실험실 2의 플레이 파트 2에서 늑대를 겁주기 위해 프로젝트를 확장하십시오. Coder 카드의 전체 목록과 동작은 VEX Coder 카드 참조 가이드 VEX 라이브러리 문서를 참조하십시오.

실험실 3에서 눈 센서 문제 해결

실험실 3의 프로젝트가 의도한 대로 실행되지 않으면 눈 센서가 교실에서 물체와 색상을 감지하는 방식에 문제가 있을 수 있습니다. 눈 감지 센서의 문제를 해결하기 전에 색상 감지 시 작동 방식에 대해 조금 이해하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 

아이 센서는 특정 "색상" 이 아닌 색상에 정렬되는 '색조 값' 을 감지합니다. 빨간색, 파란색, 녹색의 다양한 색조가 있으며 각각 고유한 색조 값이 있습니다. 센서에 의해 감지된 것으로 보고된 색상은 실제로 '빨간색', '파란색' 또는 '녹색' 과 상관관계가 있는 색상 값의 범위입니다. Eye Sensor는 앞에 있는 물체의 색조 값을 감지하여 해당 값이 '빨간색', '파란색' 또는 '녹색' 에 정렬된 범위 내에 있으면 색상이 보고됩니다.  

프로젝트를 의도한 대로 진행하기 위해 시도할 수 있는 몇 가지 문제 해결 전략이 있습니다.

• 주변광 조정 - 123 로봇의 눈 센서가 빛에 민감합니다. 실내의 주변 조명이 어둡거나 형광등과 같이 노란색 색조를 주조하는 경우 눈 센서의 색상 판독에 영향을 줄 수 있습니다. 설정을 교실의 더 밝은 공간으로 옮기거나 추가 조명을 켜서 로봇이 색상을 더 정확하게 감지하는 데 도움이 되는지 확인하세요.
• 다른 123 로봇을 사용하여 색상 감지 테스트 - 눈 센서에서 감지되는 '빨간색', '녹색' 및 '파란색' 값은 123 로봇의 빨간색, 녹색 및 파란색 색조 값에 정렬됩니다. 빨간색 늑대를 빨간색 123 로봇으로 교체하고 프로젝트를 실행합니다. 이제 프로젝트가 의도한 대로 실행되는 경우 늑대의 색상이 동일하거나 123 로봇의 빨간색과 유사한 색조인지 확인하십시오. 
• 교실 앱을 사용하여 색상 감지 테스트 - 123 로봇을 켜고 교실 앱을 열고 테스트 중인 로봇을 선택한 다음 '장치 정보 표시' 를 선택합니다 . Device Info를 열면 데이터를 보여주는 첫 번째 센서가 Eye Sensor입니다. 아이 센서는 센서가 감지하는 색상 (빨간색, 파란색, 녹색 또는 해당 없음) 과 색조 값이 도 단위로 감지되었음을 보고합니다. 빨간색 늑대 앞에 123 로봇을 놓고 교실 앱에서 어떤 색상과 색조 값이 보고되는지 살펴보세요. 
  • 보고된 색상이 '빨간색' 이 아닌 경우, 먼저 빨간색 늑대를 빨간색 123 로봇으로 교체하고 로봇이 빨간색을 보고하는지 확인하십시오. 그렇다면 빨간색 늑대의 색상을 빨간색 로봇과 더 잘 일치하도록 조정하고 교실 앱 수치를 사용하여 이 과정에 도움을 받으세요. 
  • 또한 교실의 주변 조명을 조정하여 색상 수치가 더 정확해지는 데 도움이 되는지 확인할 수 있습니다. 
  • 자세한 내용은 교실 앱을 사용하여 123 로봇 문제 해결 문서를 참조하세요.
• 추가 문제 해결 단계 및 정보는 Troubleshooting VEX 123 Sensors 문서를 참조하십시오.