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캡스톤 프로젝트: 산호초 정화

산호초 청소 챌린지 소개 

매년 800만~1,200만 톤의 유해한 플라스틱 폐기물이 전 세계 바다를 오염시킵니다. 이 챌린지에서는 VR 로봇을 코딩하여 산호초를 청소하고, 바다를 해양 생물에게 더 건강하고 안전한 서식지로 만들 것입니다. 

아래 영상을 시청하고 산호초 청소 챌린지에 대해 자세히 알아보세요.

챌린지 세부 정보

  • VR 로봇에는 태양광 충전기와 배터리가 장착되어 있습니다. 
  • 배터리는 몇 분만 충전하면 사용할 수 있습니다. 배터리가 완전히 방전되기 전에 가능한 한 많은 쓰레기를 수거해야 합니다.
  • 로봇은 산호초와 충돌해서는 안 됩니다. 그렇다면 임무는 즉시 종료됩니다.
  • VR 로봇에는 거리 센서, 눈 센서, 범퍼 센서, 위치 센서도 장착되어 있습니다.
  • 배터리가 방전되면 VR 로봇의 움직임이 멈추고 수거된 쓰레기 총량이 표시됩니다.

 

이 챌린지 문서는 산호초 청소 챌린지에 대한 중요한 세부 정보를 제공합니다.

사용 가능한 리소스

챌린지 루브릭

팀의 성과는 계획 및 브레인스토밍, 의사코딩, 코딩 및 실행, 팀워크 및 협업, 임무 성공 등의 범주로 구성된 평가를 통해 평가됩니다.

산호초 청소 챌린지 평가 기준

 

각 범주에 대한 요약과 각 범주 내 모범적인 작업에 대한 개요는 아래와 같습니다.

종이에 메모를 쓰는 연필 모양의 아이콘으로 계획을 나타냅니다.

계획 및 브레인스토밍

바다 바닥에서 가능한 한 많은 쓰레기를 치우기 위해 VR 로봇을 성공적으로 코딩하려면 견고한 계획이 필수적입니다.

예시 계획 및 브레인스토밍:

  • 과제를 해결하기 위한 여러 가지 혁신적이고 포괄적인 아이디어 목록이 생성됩니다.
  • 그룹이 각 아이디어의 장단점을 협력적으로 논의했다는 것을 보여줍니다.
  • 모든 팀원의 다양한 관점을 반영합니다.

의사 코딩을 나타내는 글머리 기호 목록 아이콘입니다.

의사코딩

의사 코딩은 VR 로봇으로 쓰레기를 치우는 방법에 대한 아이디어를 코딩을 시작하기 전에 사람이 읽을 수 있는 단계로 분해하는 과정입니다. 

예시 의사코딩에는 다음이 포함됩니다.

  • VR 로봇의 많은 기능을 통합하여 최대한 활용할 수 있도록 했습니다.
  • 철저하고 효율적인 경로 계획.
  • 자세한 설명.
  • 논리적 순서로 구성된 단계입니다.
     

프로젝트 빌드 및 테스트를 나타내는 코드 블록 윤곽선 아이콘입니다.

코딩 및 실행

코딩 및 실행 범주에서는 코딩 프로젝트의 성공 여부를 평가합니다.

예시 코딩 및 실행은 프로젝트를 의미합니다.

  • 바다 바닥에서 가능한 한 많은 쓰레기를 청소합니다.
  • 효율성이 매우 높습니다.
  • 각 섹션에 대한 설명이 포함되어 있습니다.
  • 철저히 테스트되었습니다.
     

팀워크와 협력을 나타내는, 위에 빛나는 전구가 있는 세 사람의 아이콘입니다.

팀워크와 협업

팀워크와 협업은 팀원 간의 의사소통과 협력을 얼마나 잘 이루어내는지를 나타냅니다.

모범적인 팀워크와 협업은 다음을 의미합니다.

  • 팀원들은 서로를 적극적으로 지원합니다.
  • 팀원이 토론에 참여하고 과제 해결에 역할을 합니다.
  • 의사소통은 지속적이고 명확하며 생산적입니다.

임무를 성공적으로 완료했음을 나타내는 수상 배지 아이콘입니다.

임무 성공

이 카테고리에서는 귀하의 그룹이 VR 로봇이 쓰레기를 수거하도록 코딩 프로젝트를 어떻게 최적화했는지 고려합니다.

모범적인 임무 성공은 다음을 의미합니다.

  • 접근하기 어려운 쓰레기를 포함해 많은 양의 쓰레기가 수거되었습니다.
  • 쓰레기를 수거하기 위한 진보된 전략이 분명합니다.
  • VEXcode 프로젝트는 효율적인 경로 계획 및 의사 결정을 포함하도록 최적화되었습니다. 

1단계: 계획

산호초 정화 과제는 3단계 과정을 통해 해결할 수 있습니다. 첫 번째 단계는 계획입니다. 이 단계의 목표는 가능한 한 많은 쓰레기를 치우도록 VR 로봇을 코딩하는 데 사용할 수 있는 여러 가지 아이디어를 나열하는 것입니다.

  • 팀과 함께 과제 문서를 검토하세요. 아이디어를 브레인스토밍하기 전에 모든 사람이 챌린지의 목표와 요구 사항을 완전히 이해했는지 확인하세요. 이 도전과제에 대해 궁금한 점이 있으면 다른 그룹이나 선생님께 물어보세요.
  • VR 로봇을 코딩하여 가능한 한 많은 쓰레기를 치우기 위한 몇 가지 아이디어 목록을 작성하기 위해 팀과 협력하세요. 나중에 다시 볼 수 있도록 아이디어를 기록해 두세요.
  • 팀의 아이디어 목록을 가장 중요한 아이디어로 좁혀보세요.
  • 팀의 계획 및 브레인스토밍은 창의적인 솔루션에 대한 자세한 목록을 작성하기 위해 얼마나 잘 협력하는지에 따라 평가됩니다.

아이디어가 나열된 노트북 페이지의 예가 나와 있습니다. 여러 가지 색상과 스케치가 있으며, 글씨를 나타내는 구불구불한 선이 있습니다. 화살표, 취소선, 강조 표시는 계획 단계의 반복적 특성을 보여줍니다.

그룹 활동이 끝나면 선생님과 아이디어 목록을 공유해 보세요. 선생님이 여러분의 아이디어를 승인하기 전까지는 다음 단계로 넘어가지 마세요. 

2단계: 의사 부호화

선생님이 여러분의 계획을 검토한 후, 다음 단계는 의사 코딩입니다.

  • 인간이 읽을 수 있는 언어로 과제를 해결하는 데 필요한 높은 수준의 단계를 기록하는 것부터 시작하세요. 
    • 이러한 단계는 코딩 프로젝트에 주석으로 추가되어야 합니다.
  • VR 로봇이 가능한 한 많은 쓰레기를 치우기 위해 완료해야 할 개별 동작으로 높은 수준의 단계를 세분화하세요.
  • 귀하의 의사코딩은 얼마나 명확하게 작성되었는지, 단계가 자세하고 올바른 순서로 작성되었는지, VR 로봇의 주요 기능(예: 배터리 수명 관리)을 사용하고 있는지 여부에 따라 평가됩니다.

VR 로봇을 운전하여 쓰레기를 치우는 방법에 대한 손으로 쓴 다이어그램과 의사코드입니다. 이 다이어그램은 로봇이 시작 위치에 있고, 앞으로 이동하고, 오른쪽으로 회전하고, 다시 앞으로 이동하는 방향 경로를 보여줍니다. 다이어그램 아래에 있는 의사코드는 다음과 같습니다: "시작. 1. 첫 번째 쓰레기장으로 가세요. 에이. 앞으로 나아가세요. 2. 다음 쓰레기장으로 가세요. 에이. 오른쪽으로 돌세요. 비. 앞으로 나아가세요." 단계는 명확하게 표시되어 있으며 다이어그램에 표시된 로봇 경로와 일치합니다.

여러분의 그룹이 완성되면 의사코드를 공유하여 선생님과 확인하세요. 선생님의 승인을 받기 전까지는 다음 단계로 넘어가지 마세요. 

3단계: 구축 및 테스트

프로세스의 다음 단계는 프로젝트를 구축하고 테스트하는 것입니다.

  • 가상 현실 로봇이 가능한 한 많은 쓰레기를 치우기 위해 완료해야 하는 각 동작을 구축하고 테스트하려면 의사코드를 사용하세요.
  • 진행하면서 테스트해 보세요! 테스트하기 전에 전체 프로젝트를 한 번에 빌드하려고 하지 마세요. 이렇게 하면 문제를 해결하기가 더 쉬워집니다.
  • VR 로봇이 청소할 수 있는 쓰레기의 양을 늘리려면 프로젝트를 자주 반복하세요. 
    • 필요에 따라 계획과 의사코드를 다듬어 바다 바닥을 청소하는 능력을 향상시키세요.
  • 팀의 코딩과 실행은 VR 로봇이 가능한 한 적은 오류와 많은 최적화를 통해 얼마나 많은 쓰레기를 치우는지에 따라 평가됩니다. 

VEXcode VR 프로그램의 샘플은 "시작 시" 블록으로 시작하고, 그 뒤에 "첫 번째 쓰레기 조각까지 운전하세요"라는 주석 블록과 800mm 동안 전진하라는 블록이 나옵니다. 다음 코멘트는 "블록이 있는 다음 쓰레기 더미로 가서 오른쪽으로 90도 회전한 후 700mm 전진하세요"라고 되어 있습니다. 오른쪽에 녹색 확인 표시 아이콘이 표시되어 명령 검증 또는 완료가 성공적으로 완료되었음을 나타냅니다.

최종 검토

팀이 VR 로봇에 최대한 많은 쓰레기를 모으도록 코딩한 후, 선생님과 만나 챌린지의 모든 단계에 대한 진행 상황을 검토하세요. 여러분은 함께 평가를 완료하게 될 것입니다. 팀의 계획, 의사코드, 코딩 프로젝트, 협업, 임무 성공 등을 평가합니다.

산호초 청소 챌린지 평가 기준

마무리 반성

산호초 청소 챌린지를 완료한 후에는 그 과정과 진행 상황을 돌아볼 차례입니다. 먼저, 엔지니어링 노트에 아래 질문에 답하세요. 그런 다음, 팀 단위로 다시 만나서 서로의 답변을 공유하고 토론하세요.

  1. 도전 과정에서 몇 킬로그램의 쓰레기를 모았나요? 어떤 행동이나 결정이 이런 결과에 영향을 미쳤다고 생각하시나요? 귀하의 프로젝트를 어떻게 개선할 수 있을까요?
  2. 당신은 도전과제를 해결하는 동안 그룹에서 어떤 역할을 했나요? 당신은 팀이 과제를 해결하는 데 어떤 기여를 했나요? 더 나은 그룹 구성원이 되기 위해 무엇을 할 수 있나요?
  3. 이 과제를 풀면서 에 대해 무엇을 배웠나요? 
  4. 이 챌린지에서 얻은 지식과 기술을 미래의 문제 해결에 어떻게 적용할 수 있을까요?
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