시작하기 전에
필수 질문: 로봇은 주변 환경과 어떻게 상호작용하는가?
단원 이해:
- 센서는 센서 주변에 대한 데이터를 수집하고 보고하는 장치입니다.
- 센서 데이터를 해석하도록 로봇을 코딩하면 로봇은 변화하는 상황이나 예상치 못한 상황에 따라 동작을 조정할 수 있습니다.
- VEX AIM 코딩 로봇의 AI 비전 센서는 통, 스포츠 공, AprilTags 등의 물체를 감지하고 데이터를 보고합니다.
- VEXcode AIM의 매크로 블록은 여러 동작을 단일 블록으로 결합하여 복잡한 작업을 수행합니다.
표준 정렬
컴퓨터 과학 교사 협회(CSTA)
- 1B-CS-02: 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어가 하나의 시스템으로 함께 작동하여 작업을 완수하는 방식을 모델링합니다.
- 1B-DA-07: 데이터를 사용하여 인과 관계를 강조하거나 제안하고, 결과를 예측하거나 아이디어를 전달합니다.
- 1B-AP-08: 동일한 작업에 대해 여러 알고리즘을 비교하고 개선하여 가장 적절한 알고리즘을 결정합니다.
- 1B-AP-10: 시퀀스, 이벤트, 루프, 조건문을 포함하는 프로그램을 만듭니다.
- 2-CS-02: 하드웨어와 소프트웨어 구성 요소를 결합하여 데이터를 수집하고 교환하는 프로젝트를 설계합니다.
- 2-AP-15: 팀원과 사용자의 피드백을 구하고 이를 반영하여 사용자 요구 사항을 충족하는 솔루션을 개선합니다.
- 2-AP-19: 프로그램을 문서화하여 따라가기, 테스트하기, 디버깅하기 쉽게 만듭니다.
- 3A-AP-22: 협업 도구를 사용하여 팀 역할로 작업하면서 계산 아티팩트를 설계하고 개발합니다.
- 3B-AP-09: 인공지능 알고리즘을 구현하여 인간 상대와 게임을 하거나 문제를 해결합니다.
ISTE, Common Core, NGSS 및 기타 표준 기관의 추가 표준을 확인하고, 이 단원에서 각 표준이 어떻게, 어디에서 충족되는지에 대한 설명을 여기에서 확인하세요.
필요한 재료(그룹당):
- VEX AIM 코딩 로봇
- 원 스틱 컨트롤러
- 오렌지 통 2개
- 파란색 통 2개
- 스포츠 공 2개
- 4월태그 ID 0
- AIM 필드(타일 4개, 벽 8개)
이 단원에서 사용되는 매크로 블록대한 자세한 내용은 VEX AIM API의 섹션을 참조하세요.
VEX를 사용하여 AI 개념을 가르치는 방법에 대해 자세히 알아보려면 teachai.vex.com방문하세요.
이 단원의 제안 시간: 6-9회 세션
수업 속도는 교실마다 다르지만, 제안된 타이밍은 효과적으로 계획을 세우는 데 도움이 될 수 있습니다. '세션'은 대략 45~50분 정도라고 합니다. 학생들을 가장 잘 아는 사람은 바로 여러분입니다. 따라서 여러분의 환경에 맞춰 학생들의 요구를 가장 잘 충족시킬 수 있도록 수업 시간을 조정하세요.
- 소개: 1 세션
- 레슨 1: 1-2회
- 예시 프로젝트 탐색: 1회 세션
- 레슨 2: 1-2회
- 단원 챌린지: 2-3회 세션
이 단원에서는 VEX AIM 코딩 로봇의 AI 비전 센서를 소개합니다. 센서를 통해 로봇이 주변 환경의 변화(예: 다른 물체나 새로운 위치)에 어떻게 반응하고 적응하는지 알아봅니다. AI Vision을 사용하여 로봇이 필드 주변에 무작위로 배치된 통을 집어서 운반하고 스포츠 공을 차도록 코딩합니다. 이 단원을 마치면 시간 제한이 있는 챌린지에 참여해 스포츠 공을 모으고 골을 두 개 차보세요!
로봇을 보려면 아래 영상을 시청하세요.
- 경기장 어디에서나 스포츠 공을 모으세요.
- 경기장 어디에서나 골을 넣을 수 있습니다.
영상을 시청한 후, 이에 대해 학급 토론을 하게 됩니다. 토론을 준비하기 위해 생각을 정리하는 데 도움이 되도록 다음 질문에 대한 답변을 일기에 기록하세요.
- 로봇이 스포츠 공의 위치가 바뀌어도 공을 찾을 수 있다고 생각하시나요?
- AI 비전 센서가 로봇의 정밀하고 정확한 움직임을 어떻게 도울 수 있다고 생각하시나요?
- 영상에서 당신의 아이디어를 뒷받침하는 부분은 무엇이라고 생각하시나요?
- AI 비전 센서를 사용한 코딩에 관해 궁금한 점이 있으신가요?
- 도전을 완료하려면 어떤 기술과 이해력을 개발해야 합니까?
영상을 시청한 후, 이에 대해 학급 토론을 하게 됩니다. 토론을 준비하기 위해 생각을 정리하는 데 도움이 되도록 다음 질문에 대한 답변을 일기에 기록하세요.
- 로봇이 스포츠 공의 위치가 바뀌어도 공을 찾을 수 있다고 생각하시나요?
- AI 비전 센서가 로봇의 정밀하고 정확한 움직임을 어떻게 도울 수 있다고 생각하시나요?
- 영상에서 당신의 아이디어를 뒷받침하는 부분은 무엇이라고 생각하시나요?
- AI 비전 센서를 사용한 코딩에 관해 궁금한 점이 있으신가요?
- 도전을 완료하려면 어떤 기술과 이해력을 개발해야 합니까?
학생들이 영상을 시청한 후, 전체 학급 토론을 진행하기 위한 확립된 절차를 따르고, 학생들의 관찰을 이끌어내고, 해당 단원의 학습 목표를 공동으로 만들 준비를 합니다.
다음으로, 다음 프롬프트를 사용하여 학생들이 이 단원의 내용과 실제 세계와의 연관성을 찾고 기존 지식을 활용하도록 도와주세요.
일상생활에서 볼 수 있는 센서의 예로는 무엇이 있나요? 이러한 센서는 어떤 종류의 정보를 감지합니까? 그들은 어떻게 기계나 사람이 변화하는 환경에 대응하도록 도울까요? 학생들은 다음을 제안할 수 있습니다.
- 움직임을 감지하면 열리는 매장용 자동문.
- 연기를 감지하여 화재를 경고하는 연기 경보기.
- 실내 온도를 편안하게 유지하기 위해 온도 변화를 감지하는 온도 조절 장치입니다.
- 운전자가 장애물을 피할 수 있도록 백업 카메라나 주차 센서를 사용하는 자동차.
- 주변 조명 수준에 따라 화면 밝기를 자동으로 조절하는 휴대전화.
공동 학습 목표 생성
이제 영상을 시청했으니 AI 비전 센서를 사용하여 로봇이나 물체의 위치가 바뀌더라도 주변 환경의 물체와 상호 작용하도록 로봇을 코딩하게 될 것입니다. 이를 달성하기 위해 무엇을 알아야 하고 무엇을 할 수 있어야 하는지 생각해 보세요. 여러분은 이 단원의 학습 목표에 대한 공통된 이해를 갖기 위해 그룹과 교사와 함께 학습 목표를 공동으로 만들 것입니다.
학습 목표를 일기에 기록하세요. 이 학습 목표는 단원의 후반부에서 다시 살펴보며 진행 상황을 돌아보고 향후 학습 계획을 세우는 데 도움이 됩니다.
이제 영상을 시청했으니 AI 비전 센서를 사용하여 로봇이나 물체의 위치가 바뀌더라도 주변 환경의 물체와 상호 작용하도록 로봇을 코딩하게 될 것입니다. 이를 달성하기 위해 무엇을 알아야 하고 무엇을 할 수 있어야 하는지 생각해 보세요. 여러분은 이 단원의 학습 목표에 대한 공통된 이해를 갖기 위해 그룹과 교사와 함께 학습 목표를 공동으로 만들 것입니다.
학습 목표를 일기에 기록하세요. 이 학습 목표는 단원의 후반부에서 다시 살펴보며 진행 상황을 돌아보고 향후 학습 계획을 세우는 데 도움이 됩니다.
전체 학급을 대상으로 학습 목표 창출 과정을 안내합니다
- 위 영상에서 보여준 활동을 완료하기 위해 학생들에게 필요한 정보가 무엇인지 브레인스토밍해 보세요. 이것을 "나는 할 수 있다"는 진술로 표현하세요.
- 이 단원에 대한 "나는 할 수 있다"라는 진술의 예는 다음과 같습니다.
- 로봇이 경기장 어디에서든 스포츠 공을 집어 올릴 수 있도록 코드를 작성할 수 있습니다. 공의 위치가 바뀌어도 말이죠.
- AI 비전 센서를 사용하면 공을 차서 골대를 향해 던질 수 있습니다.
- 이 단원에 대한 "나는 할 수 있다"라는 진술의 예는 다음과 같습니다.
- 해당 목록을 바탕으로 학습 목표를 공동으로 만들어 보세요.
학생들과 함께 학습 목표를 공동으로 만드는 것에 대한 자세한 지침은 VEX 도서관 기사참조하세요. 그런 다음, VEX PD+ 마스터클래스의 이 수업을 통해 학습 목표 공동으로 만드는 방법에 대해 더 자세히 알아보세요.
센서 피드백을 사용하도록 로봇 코딩을 시작하려면 다음 > 선택하세요.