학생용 표지 [ 중등 자유학기제 ]

[ 중등 자유학기제 ]

가상현실과 3D프린터로 제안하는

치매극복 미술작품

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Contents

0 가상현실과 3D프린터로 치매환자를 위한 예술작품 창작하기

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PROLOGUE

의학의 발달과 식생활의 향상 등으로 평균 수명이 늘어남에 따라 노인 인구 비율이 증가하고 있다. 이에 따라 65세 이상 치매 환자 비율도 급증하고 있는 데, 2017년 기준 중앙치매센터의 조사에 따르면 우리나라 65세 이상 노인 중 치매 환자 비율은 노인 인구의 10.2%로 72만4857명에 이른다.

치매는 아직 치료가 어렵고 장기적인 돌봄이 필요하다는 특성 상 환자의 가족 들에게 큰 어려움을 가져온다. 치매로 인한 사회경제적 비용이 2030년이 되면 현재의 3.5배 증가한 16조 4800억 원에 달할 것이라는 분석이 나왔다. 이러한 치매환자 가족들의 아픔을 위로하고 도와줄 수 있는 수 있도록 치매를 앓고 있는 어르신들의 ‘인지능력 훈련’을 위한 예술 작품을 가상현실(VR)과 3D printing 기술을 활용하여 만들어 보자.

치매는 우리 몸의 어떤 기관과 관련이 있을까?

01

우리 주변에 치매로 인해 힘들어하는 환자와 가족들이 늘어나고 있다. 치매는 어떤 질환일까? 치매의 원인과 치료법에 대해 조사해보고, 이와 관련된 우리 몸의 기관은 무엇인지 알아보자.

치매 환자를 돕기 위한 예술 작품을 설계해보자

02

치매 환자와 가족들의 아픔에 공감하고 이들을 돕기 위한 예술작품을 가상현실과 3D모델링 기술을 활용하여 제작해보자.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

생각열기

우리 주변에 치매로 인해 힘들어하는 환자와 가족들이 늘어나고 있습니다.

치매는 어떤 질환일까요? 치매의 다양한 증상과 관련 있는 우리 몸의 기관은 무엇인지 알아보고 치매 환자와 가족들의 어려움을 도울 수 있는 방법을 생각해봅시다.

치매 환자를 둔 가족들의 이야기

01

‘냉장고를 부탁해‘ 박철민, “치매 앓는 어머니 음식 그리워”.. 시식 도중 울컥

https://www.sedaily.com/NewsView/1RWV3647U1

냉장고를 부탁해’에서 박철민은 치매를 앓고 있는 어머니가 만든 추억의 음식 맛을 재현한 쉐프의 요리를 시식하고 감정을 주체하지 못해 오열하는 모습을 보였다. 이어 대결이 끝나고, 치매를 앓고 있는 아버지를 둔 정호영 쉐프도 참았던 눈물을 터뜨려 모두의 눈시울을 붉혔다.

방송 중에 게스트로 나온 두 사람이 눈물을 보인 이유는 무엇인가요?

가족이나 친지 중에 치매를 앓고 계신 분들이 있나요?

치매 환자들이 주변에 많은 이유는 무엇일까요?

우리 주변에 치매 환자가 점점 늘어나는 이유는?

02

연령별 인구 구성비 추이

이 그래프를 통해 무엇을 알 수 있나요?

우리 주변에 치매 환자가 점점 늘어나는 이유는 무엇일까요?

고령화 시대의 문제, 치매는 어떤 질환일까?

03

환자와 가족들 모두에게 큰 어려움을 주는 치매, 치매는 어떤 질환일까요? 치매의 원인과 증상, 치료법에 대해 조사하여 발표해봅시다

치매의 원인과 증상, 치료법에 대해 조사하여 발표해봅시다 - 모둠별로 검색기기를 이용해 치매에 관한 정보를 탐색합니다.

- 다양하고, 신뢰도 높은 정보원을 이용하도록 합니다.

- 정보검색 후에는 출처를 정확히 밝히고, 수집한 자료를 재구성하여 정리합니다.

다양한 치매의 증상은 우리 몸의 어떤 기관들과 관련이 있을까요?

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

-

활동지 1

가상현실과 3D프린터로 치매예방 예술작품 창작하기

고령화 시대의 문제, 치매는 어떤 질환일까? 학년 반 번호 이름

■ 고령화 시대의 문제, 치매는 어떤 질환일까요? 치매의 정의와 원인, 증상, 치료법 등에 대해 조사하고 정리해봅시다.

1. 조사할 내용은 무엇인가요?

2. 어떤 정보원을 사용하여 자료를 수집할 수 있을까요? (예. 도서, 백과, 논문, 기사 등)

3. 조사한 내용을 친구들에게 설명하기 쉽게 재구성하여 정리해봅시다.

생각 펼치기

치매의 다양한 증상은 자극을 인지하고 반응하는 과정에 문제가 있을 때 나타나게 됩니다. 우리 몸의 내부, 외부에서 일어나는 각종 변화로 인한 자극을 빠르게 전달하고 그에 대한 반응을 일으키는 과정에 관여하는 우리 몸의 기관은 무엇일까요? 자극에서 반응이 일어나기까지 우리 몸에서는 어떤 일들이 일어 날까요? 치매 환자의 자극과 반응의 과정은 신경 작용이 정상적으로 일어나는 사람들과 어떠한 차이가 있을까요? 자극과 반응의 과정과 이에 관여하는 신경 계에 대해 더 깊이 탐구해보고, 가상현실과 3D 모델링 기술을 활용하여 치매 환자를 도울 수 있는 예술작품을 만들어봅시다.

야구 경기에서의 자극과 반응의 경로 생각해보기

01

다음은 야구 경기의 한 장면입니다. 타자에게 주어진 자극과, 자극에 대한 반응의 과정을 생각해봅시다.

http://m.blog.ohmynews.com/yee3013/340210

타자가 날아오는 공을 보고, 배트를 휘두를 때까지의 과정을 이야기해봅시다.

각 과정과 가장 관련 있는 타자의 신체 기관은 무엇인가요?

각 기관은 서로 떨어져있는데, 어떻게 자극과 반응의 과정이 연결되어 일어날 수 있을 까요?

각 기관들이 단순히 연결된다고 해서 이 과정들이 정상적으로 일어날 수 있을까요?

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램 자극과 반응의 과정에 관여하는 신경계

02

자극을 받아들이는 감각 기관과 자극에 대해 반응하는 운동 기관이 떨어져 있음에도 각 과정이 연결되어 일어날 수 있는 이유는 각 기관들이 신경으로 연결되어 있기 때문입니다.

또, 각 기관들을 연결함과 동시에 전 과정을 종합적으로 판단하고 명령하는 뇌가 정상적 으로 기능해야 합니다. 이와 같이 자극과 반응의 과정을 연결하고, 주관하는 신경의 집합을

’신경계‘라고 합니다.

· 인간의 신경계의 구조

그림과 같이 신경은 온 몸의 곳곳을 연결 하며 자극과 반응의 과정이 정상적으로 일어 나게 합니다. 신경계는 크게 중추신경계와 말 초신경계로 구분합니다. 중추신경계는 뇌와 척수에 해당하며 자극에 대해 판단하여 명령 을 내리는 곳입니다. 말초신경계는 중추신경 계에서 뻗어 나와 몸의 각 부분과 중추 신경 계를 연결하여 자극을 전달하는 통로의 역할 을 합니다.

· 뇌의 구조와 기능

뇌는 부분에 따라 다양한 기능을 수행하는 복잡한 구조를 가집니다. 뇌를 구성하는 약 천억 개의 신경세포들은 끊임없이 정보를 교 환하며 근육과 심장, 소화기관 같은 모든 기 관의 기능을 조절할 뿐 아니라, 생각하고 기 억하고 상상하는 등 인간의 복잡한 정신활동 을 일으킵니다.

자극에 대한 반응의 과정 생각해보기

03

[탐구활동] 떨어지는 자를 잡아라!

눈과 귀에 자극이 가해질 때, 자극에 대한 반응의 과정은 얼마나 빠르게 일어날까요?

자극에서 반응까지의 시간을 측정해보고 자극과 반응의 경로를 구체적으로 생각해봅시다.

▪ 준비물: 자, 필기구

▪ 실험 과정

① 두 사람이 한 모둠이 되어 한 사람은 위에서 자의 30㎝ 부분을 잡고, 다른 사람은 아래에서 자의 영점 부분을 잡을 준비를 한다.

② 자를 잡고 있던 사람은 예고 없이 자를 놓고, 다른 사람은 떨어지는 자를 재빨리 잡는다.

③ 3회 이상 반복 실험하여 자를 잡을 때까지 자가 떨어진 거리의 평균값을 구한다.

④ 자를 잡는 사람의 눈을 감게 한 다음, 자를 떨어뜨리는 사람은 '띵'하는 소리와 함께 자를 놓고 과정 ②, ③을 반복한다.

주의사항

- 자를 잡기 위하여 손가락을 벌린 각도를 유지하도록 합니다.

- 실험자는 자의 끝 부분과 자신의 손가락만 쳐다보고 자를 잡을 준비를 합니다.

- 보조자는 자를 아래로 밀면서 떨어뜨리지 않도록 주의 합니다.

실험 결과를 통해 알 수 있는 사실은 무엇인가요? 위 활동에서의 자극과 반응의 경로를 구체적으로 생각하여 정리해봅시다.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

활동지 2-1

가상현실과 3D프린터로 치매예방 예술작품 창작하기

반응만이 살길이다, 신경계 탐구하기 학년 반 번호 이름

■ 탐구 활동: 나는 얼마나 빠르게 반응할까?

눈이나 귀에 자극이 가해질 때, 나는 얼마나 빠르게 반응할까? 자극에 대해 반응하는 시간을 측정해보고 자극과 반응의 경로에 대해 생각해보자.

1. 준비물: 자, 필기구 2. 실험 과정

① 두 사람이 한 모둠이 되어 한 사람은 위에서 자의 30㎝ 부분을 잡고, 다른 사람은 아래에서 자의 영점 부분을 잡을 준비를 한다.

② 자를 잡고 있던 사람은 예고 없이 자를 놓고, 다른 사람은 떨어지는 자를 재빨리 잡는다.

③ 3회 이상 반복 실험하여 자를 잡을 때까지 자가 떨어진 거리의 평균값을 구한다.

④ 자를 잡는 사람의 눈을 감게 한 다음, 자를 떨어뜨리는 사람은 '띵'하는 소리와 함께 자를 놓고 과정 ②, ③을 반복한다.

3. 실험결과

구분 1회 2회 3회 평균

눈으로 볼 때

(과정②) cm cm cm cm

소리를 들을 때

(과정④) cm cm cm cm

자극과 반응에 관여하는 신경계의 기본 단위, 뉴런

04

탐구 활동에서의 자극과 반응의 과정이 정상적으로 이루어질 수 있는 것은 ’신경‘이 각 과정을 이어주고 종합적으로 판단하기 때문입니다. 신경계의 기관이나 조직은 특수한 세포로 이루어졌고, 이 세포의 이름을 뉴런이라고 합니다. 각 뉴런은 역할에 따라 모양과 크기가 다양하지만, 기본 구조는 다음과 같습니다.

뉴런의 구조

· 신경세포체: 핵과 대부분의 세포질이 모여 있어생명 활동이 일어난다.

· 가지 돌기: 다른 뉴런이나 감각 기관으로부 터 오는 자극을 받아들인다.

· 축삭 돌기: 가지 돌기에서 받아들인 자극을 다른 뉴런이나 기관으로 전달

한다.

다양한 종류의 뉴런이 온몸 곳곳의 기관을 연결하며 자극과 반응의 과정이 일어나게 합니다.

http://m.dongascience.donga.com/news.php?id x=25055

수많은 뉴런이 서로 연결되어 자극과 반응의 과정이 일어나게 한다.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램 기능에 따른 뉴런의 종류

05

뉴런은 기능에 따라 감각 뉴런, 운동 뉴런, 연합 뉴런으로 나눌 수 있습니다. 각 뉴런의 역할은 무엇일까요?

뉴런의 역할에는 크게 신호를 전달해주는 역할과 신호를 종합 하여 판단하고 적절한 명령을 내리는 역할이 있습니다. 신호를 전달해주는 역할을 하는 뉴런에는 감각신경을 구성하는 ‘감각뉴런’과 운동신경을 구성하는 ‘운동뉴런’이 있고, 판단 및 명령을 내리는 뉴런은 뇌와 척수를 이루는 ‘연합뉴런’입니다.

그림에서 볼 수 있듯이 기능에 따른 각 뉴런은 기본 구조는 같으나 모양이 조금씩 다릅 니다.

- 기능에 따른 뉴런의 종류

· 감각 뉴런 : 감각신경을 구성하며, 감각 기관에서 수용한 자극을 연합 뉴런으로 전달 한다.

· 연합 뉴런 : 뇌와 척수를 포함한 중추 신경계를 구성하며, 전달된 자극을 종합하고 판단 하여 적절한 명령을 내린다.

· 운동 뉴런 : 운동 신경을 구성하며, 연합 뉴런의 명령을 운동 기관으로 전달한다.

각 뉴런의 역할을 바탕으로, 자극과 반응의 경로를 뉴런들 간의 관계로 설명해봅시다.

뉴런을 통한 자극에서 반응까지의 과정

06

‘감각 뉴런’은 우리 몸의 감각 기관으로 받아들인 자극을 ‘연합 뉴런’으로 구성된 뇌에 전달합니다. ‘연합뉴런’으로 이루어진 뇌는 전달된 자극을 종합하고 판단하여 적절한 명령을 내립니다. ‘운동 뉴런’은 연합 뉴런이 내린 명령을 운동 기관에 전달하여 반응하 게 합니다.

‘탐구활동: 나는 얼마나 빠르게 반응할까?’에서 일어난 자극과 반응의 과정을 뉴런들 간의 관계로 설명해봅시다.

1. 눈으로 자가 떨어지는 것을 본다.

2. 뇌는 자를 잡아야겠다고 판단하고, 명령을 내린다.

3. 팔과 손의 근육을 사용해 자를 잡는다.

① 자극 주어진 자극의 종류는 무엇인가요?

↓

② 감각 기관 자극을 받아들이는 감각 기관은 무엇인가요?

↓

③ 감각 뉴런 감각 뉴런은 어떤 역할을 하는지 구체적으로 적어주세요.

↓

④ 연합 뉴런 연합 뉴런은 어떤 역할을 하는지 구체적으로 적어주세요.

↓

⑤ 운동 뉴런 운동 뉴런은 어떤 역할을 하는지 구체적으로 적어주세요.

↓

⑥ 운동 기관 자극에 대해 반응하는 운동 기관은 무엇인가요?

↓

⑦ 반응 운동 기관은 어떻게 반응하나요?

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

활동지 2-2

가상현실과 3D프린터로 치매예방 예술작품 창작하기

반응만이 살길이다, 신경계 탐구하기 학년 반 번호 이름

■ ‘탐구활동: 나는 얼마나 빠르게 반응할까?’에서 일어난 자극과 반응의 과정을 뉴런들 간의 관계로 설명해보고, 아래의 표를 사용하여 정리해보자.

1. 눈으로 자가 떨어지는 것을 본다.

2. 뇌는 자를 잡아야겠다고 판단하고, 명령을 내린다.

3. 팔과 손의 근육을 사용해 자를 잡는다.

① 자극

↓

② 감각 기관

↓

③ 감각 뉴런

↓

④ 연합 뉴런

↓

⑤ 운동 뉴런

↓

⑥ 운동 기관

↓

⑦ 반응

신호 전달은 뉴런과 뉴런사이에 일어나는 화학적 반응입니다. 두 뉴런 사이의 틈을

‘시냅스’라고 합니다. 뉴런 사이의 틈(시냅스) 부분을 확대하면 두 번 째 그림과 같습니 다. 뉴런과 뉴런 사이에서 신호가 전달되고 있는데, 신호를 전달하는 뉴런은 화학물질을 분비하고 있으며, 신호를 받아들이는 뉴런은 ‘수용체’를 통해 이를 받아들입니다.

[심화] 뉴런을 통한 자극의 전달 과정과 치매와의 관련성

뉴런을 통한 자극과 반응의 전달 경로에 이상이 생기는 경우, 치매의 다양한 증상이 나타날 수 있습니다. 자극과 반응의 전달경로에 이상이 생기는 경우는 다음과 같습니다.

1. 뉴런과 뉴런 사이에서 신호 전달 물질을 받아들이는 수용체가 무뎌졌을 때

: 신호를 받아들이는 뉴런에 이상이 생겨 자극을 잘 받아들이지 못하면 이상이 생긴다.

2. 뉴런에 영양공급이 잘 되지 않아 기능을 제대로 수행하지 못하거나 퇴화할 때 : 다양한 요인(뇌에 혈전이 생기는 경우 등)에 의해 영양공급이 잘 되지 않으면, 뉴런

이 생명활동을 하는데 이상이 생긴다.

뉴런이 신호 전달 기능을 잘 수행하여, 자극과 반응의 과정이 잘 일어나게 하려면 어떻게 해야 할지 생각해봅시다.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

1. 수용체가 무뎌지지 않도록 반복적인 신호전달과정이 일어나도록 한다.

2. 뉴런이 퇴화하지 않도록 영양소 공급이 원활하게 이루어져야 한다.

: 포도당, 산소 공급이 원활하게 일어나기 위한 원활한 혈액순환과 영양소 섭취

치매 환자의 뇌는 어떻게 다를까?

07

다음 두 그림은 정상 노인과 치매 노인의 뇌 단면입니다.

정상인 뇌와 치매에 걸린 뇌의 차이는 무엇일까요? 치매에 걸린 노인의 뇌는 뇌세포가 많이 줄어들어 부피가 작아진 것을 볼 수 있습니다. 어떤 문제가 생길까요?

치매를 증상을 완화하려면 어떻게 해야 할까요?

치매 환자를 돕기 위한 예술 체험 프로그램

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치매 환자를 위한 예술 체험

- "서로를 알아보는 시간".'치매 환자' 위한 예술 체험 / YTN뉴스

우리나라 65세 이상 노인 10명 가운데 1명은 치매를 앓고 있습니다. 병으로 지 쳐 있는 환자와 가족의 심신을 위로하기 위해 미술관과 치매 학회가 예술체험 프로그램을 마련했습니다. 환자와 가족들이 손에 손을 잡고 잔디밭에서 조각 작 품에 대한 설명도 듣고 유명한 작품 앞에서 인증 사진도 남깁니다. 서로의 얼 굴과 이 시간을 오래 기억할 수 있도록 폴라로이드 사진에 담아냅니다. 미술 체 험을 통해 환자들은 일상 생활수행 능력의 중요성도 느끼고, 가족과 함께 심신 을 위로하는 의미 있는 시간을 보냅니다. 특히 자신의 기억능력과 손 근육을 활 용해 작품을 만들고 발표하는 창작 수업은 환자나 보호자 모두에게 큰 인기입 니다. 작품을 감상하는 곳이기도 하지만 관람객과의 대화도 중요하다면서 아픔 이 있거나 도움이 필요한 사람에게도 모든 프로그램이 열려 있다고 미술관은 설명합니다.

예술체험 프로그램은 치매환자와 가족들에게 어떤 긍정적인 영향을 줄 수 있을까요?

치매 환자와 가족을 돕기 위한 예술 작품 생각해보기

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치매 환자들과 가족들을 위한 다양한 예술 프로그램이 늘고 있습니다. 특히 회상 중심의 집단예술치료는 환자들의 인지 능력 뿐만 아니라 자아통합감과 삶의 질에도 긍정적인 영향을 미친다는 연구결과가 있습니다. 우리도 치매환자들에게 도움이 되는 예술품을 생각해봅시다.

3D프린팅, 가상현실 공간을 이용해 환자가 다양한 자극과 반응의 경험을 하며 지난날 을 회상 가능하게 하는 예술작품으로 무엇을 만들고 싶은지 생각해 봅시다.

작품을 만들기 위해 먼저 다음의 내용들을 생각하며 계획을 세워봅시다.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

① 누구를 위한 예술작품을 만들 것인가?

- 어떤 증상을 가지고, 어떤 어려움이 있는 치매 환자를 대상으로 하는지 구체적으로 정한다.

② 환자가 가진 어려움을 어떤 방법으로 도울 것인가?

- 신경계에 대한 이해를 바탕으로, 환자가 가지는 어려움을 어떻게 도울 수 있을지 생각해본다.

③ 3D, VR 기술을 어떻게 활용할 것인가?

- 예술작품을 3D 모델링한 후, VR 공간으로 가져와 구현할 수 있음을 알고 이를 활용할 수 있는 방법을 고민해본다.

④ 어떤 예술적 요소가 들어가 있는가?

- 설계한 작품을 어떻게 예술작품이라고 할 수 있는지, 작품이 포함한 예술 적 요소에 대해 나눠본다.

⑤ 작품을 통한 기대효과

- 예술작품이 어떤 방법으로 환자의 인지 능력 훈련을 돕고 있는지, 어떤 정서적 지원을 하고 있는지 생각해보고 작품을 통해 얻을 수 있는 효과에 대해 생각해본다.

치매환자와 가족을 돕기 위해 자신이 만들고 싶은 작품을 설계하고, 아이디어를 스케치 해봅시다.

[예시1] 추억의 물품 구현 치매 환자가 과거를 추억할 수 있는 추억의 물품 구현하기

추억의 물품, 인물, 장소 등을 담은 사진을 선별하여 3D 프린팅한다.

[예시2] 추억의 장면 구현 치매 환자의 어린 시절 한 장면을 담은 가상현실 공간 구성하기

[추억 1] 유년시절 할머니의 가게에서 턴테이블을 재 생시키고 가족들과 다 함께 춤을 추었던 기억

[추억 2] 유년시절 공원에서 아이스크림을 떨어뜨려 슬퍼하고 있던 중 강아지 세 마리가 다가와 나를 위 로해 준 경험

[예시3] 인지훈련을 위한 에술품 손 근육을 사용하거나 기억 능력을 사용할 수 있는 예술품 제작하기

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=neobarabbas&logNo=220524345793

치매 환자의 인지력 향상 훈련에 사용할 수 있는 낱말, 그림 카드를 모델링하여 3D 프린팅한다.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

활동지 3

가상현실과 3D프린터로 치매예방 예술작품 창작하기

치매예방 예술작품 아이디어 전개하기 학년 반 번호 이름

■ 3D프린팅, 가상현실 공간을 이용해 환자가 다양한 자극과 반응의 경험을 하며 지난날을 회상 가능하게 하는 예술작품을 설계해봅시다.

1. 작품을 만들기 위해 먼저 다음의 내용들을 생각하며 계획을 세워봅시다.

1) 누구를 위한 예술작품을 만들 것인가?

2) 환자가 가진 어려움을 어떤 방법으로 도울 것인가?

3) 3D, VR 기술을 어떻게 활용할 것인가?

4) 어떤 예술적 요소가 들어가 있는가?

5) 작품을 통한 기대효과는 무엇인가?

2. 치매환자를 돕기 위해 자신이 만들고 싶은 작품 아이디어를 스케치해봅시다.

기억을 불러일으키는 3D조각

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3D프린터로 제작한 인물의 피규어

- 특별한 순간을 영원히...'3D 피겨' 인기 / YTN뉴스

https://www.youtube.com/watch?v=263LRtVD1po&feature=youtu.be

사람의 모습을 실제 못지않게 정교하게 재현하고 축소해 만든 정밀 모형 '피겨'.

3D 피겨는 어떤 과정을 통해 만들어 질까요? 100대의 카메라가 설치된 포토 부 스에 들어가서 단 한 번의 촬영이면 360도 전신 이미지 스캔이 끝이 납니다. 이 렇게 찍은 사진을 3D 데이터로 조합하고 보정 작업을 거쳐 3D 프린터로 출력하 면 됩니다. 석고 분말과 잉크가 0.1mm 두께로 뿌려지고 이렇게 1,000층 정도가 쌓이면 피겨가 모습을 드러냅니다. 사랑하는 자녀의 성장기를 담고 싶은 부모들, 영원한 사랑을 맹세하는 순간을 간직하고 싶은 연인들, 한국 여행을 기념하고 싶 은 외국인 관광객들까지…특별한 순간을 특별한 방식으로 남기고 싶어하는 다양 한 이들의 발길이 이어집니다. 3D 프린팅이라는 새로운 기술의 발전이 우리의 일상, 더 나아가 소중한 추억과 감성을 간직하는 방식까지 진화시키고 있습니다.

3D기술이 인간의 기억과 감성에 도움을 줄 수 있는 작품에 활용된 예를 살펴봤습니다.

우리도 3D모델링을 통해 치매극복에 도움이 되는 예술작품을 만들어봅시다.

3D모델링 기술을 익혀 지난 시간에 스케치한 작품을 3D모델링하고 출력해봅시다.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램 TinkerCad를 활용한 3D모델링

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TinkerCad 사용법 배우기

3D 모델링 프로그램의 기본 구성 및 6가지 시점 - TINKERCAD는 총 6가지 시점으로 이루어져 있습니다.

① Top view : 평면도 ② Right view : 우측면도 ③ Left view : 좌측면도

④ Back view : 배면도 ⑤ Front view : 정면도 ⑥ Bottom view : 밑면도)

- TINKERCAD에서는 위의 정육면체에서 원하는 시점의 면을 클릭하거나 오른쪽 마우스를 누른 채 돌려가며 원하는 시점에서 작업을 진행, 또는 작업물을 확인할 수 있습니다.

기본 조작 및 화면 조작 방법 1. 오브젝트 선택 방법

: 마우스 왼쪽 클릭하면 오브젝트 전체가 선택되고 더하여 입체의 점, 선, 면을 각각 선택 하면 오브젝트의 일부분이 선택됩니다.

2.여러 가지 오브젝트 선택 방법

1. 마우스 왼쪽 클릭 : 오브젝트 전체 선택 2. 모서리(검정색 사각형) 클릭

3. 회전 버튼 클릭 4. 화살표 버튼 클릭 5. 꼭짓점(흰 색 사각형) 클릭

1) 마우스 왼쪽으로 클릭

- 오브젝트 전체 선택, 클릭한 채 드래그하여 원하는 위치에 놓을 수 있습니다.

- 오브젝트 이동 시 이동한 거리만큼 수치가 계산되어 나타납니다.

2) 모서리(검정색 사각형)클릭

- 반대쪽 모서리의 길이를 늘이거나 줄일 수 있습니다.

- 길이 조절 시 수치가 계산되어 나타납니다.

PART

1

중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

3) 회전 버튼 클릭

- 원하는 방향으로 오브젝트를 회전시킬 수 있습니다.

- 회전 시 각도가 계산되어 나타납니다.

4) 화살표 버튼 클릭

- 각각 x, y, z축의 화살표 방향을 따라 오브젝트를 이동할 수 있습니다.

- 오브젝트 이동 시 이동한 거리만큼 수치가 계산되어 나타납니다.

5) 꼭짓점(흰 색 사각형) 클릭

- 클릭+드래그하여 꼭짓점의 위치를 재배치하여 오브젝트를 변형시킬 수 있습니다.

- 꼭짓점 이동 및 오브젝트 변형 시 수치가 계산되어 나타납니다.

스케치한 예술작품을 TinkerCad를 활용해 3D모델로 구현합니다.

(예시) 추억과 관련된 물건 3D모델링하기

3D모델링 결과물 확인하기

TinkerCad로 작업된 결과물들을 확인하며 4가지 시점을 바탕으로 스케치로 표현했던 의 도가 잘 드러났는지 확인합니다.

완성된 3D모델을 내보내기를 통해 stl파일로 저장합니다.

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중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

2D 프린터가 활자나 그림을 인쇄하듯이 입력한 도면을 바탕으로 3차원 입체 물품을 만들어 내는 기계로, 2D 프린터는 앞뒤(x축)와 좌우(y축)으로만 운동하 지만 3D 프린터는 여기에 상하(z축) 운동을 더하여 입력한 3D 도면을 바탕으 로 입체 물품을 만들어낸다.

3D프린터로 3D모델 출력하기

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3D 프린터의 기본 상식 익히기

3D프린터란 무엇일까요?

3D프린터를 활용한 제품의 생산과정을 알아봅시다.

3D 프린터 제품생산 프로세스

① 컴퓨터 3D설계 프로그램(CAD) 등을 통해 3차원 물체를 디자인 합니다.

② 3D 컴퓨터에 보내진 디자인 데이터 구현 위한 재료, 물질을 선택합니다.

- 합성수지, 고무, 금속분말 등 최대 15가지

③ 가루, 액체, 실의 형태인 재료를 한 겹 한 겹 층층이 쌓아 완성합니다.

- 프린터 헤드로 분사, 레이저나 자외선을 쏴 가열, 응고하는 방법 등 10여가지 기술 존재

④ 물체를 완성합니다.

- 보통 제작까지 1시간~하루 소요, 크기는 가로·세로 각각 1m가 최대

3D 프린터로 3D 모델링 작업 출력해보기

하 이 비 젼 시 스 템

‘큐비콘’

stl형식으로 저장한 3D모델링 파일을 불러와 3D 프린터로 출력해봅시다.

출력하는 과정에서 소재가 사용되어지고 형태가 만들어지는 과정을 관찰해봅시다.

3D프린팅 출력 후 다듬기

완성된 출력물의 거친 부분들을 다듬어줍니다.

수업내용 정리

완성된 예술작품을 보며, 치매환자들을 위해 어떻게 활용할 수 있을지 의견을 나누어봅 시다.

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중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램 가상현실로 만드는 치매극복 콘텐츠

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기억 되살리는 VR 치매치료

https://www.youtube.com/watch?v=mfGaylqe3MI&feature=youtu.be

가상현실(VR)을 활용한 기술이 의료계에서도 주목받고 있습니다. 영국의 한 업체는 치매환자의 치료에 VR을 접목했습니다. 거동이 불편한 치매 환자들에게 바닷가와 같 이 경험하기 힘든 환경을 보여줍니다. 또 한 업체는 치매 노인들이 시간 여행을 통해 잊혀진 기억을 되살릴 수 있도록 엘리자베스 2세 여왕의 대관식을 재구성하여 제공했 습니다.

가상현실의 과학기술 탐색하기 가상현실의 정의

- 가상현실(VR)은 가상의 환경이나 사람들이 실제로 그 상황에 들어와 있는 것처럼 느끼 고, 상호작용을 할 수 있게 만들어주는 인터페이스를 의미합니다.

가상현실의 입체영상의 원리

- 우리의 양쪽 두 눈은 약 6.5cm 정도 떨어져 있어 물체를 볼 때 각 눈과 물체 사이의 각도가 다릅니다. 이를 ‘양안시차’라고 합니다. 각 눈이 인지한 서로 다른 두 정보를 뇌 가 종합적으로 해석하면서 물체를 3차원으로 인식하는 것입니다.

헤드마운트디스플레이(HMD) HMD를 착용하고 보면 위의 그림이 입체영상 하나로 보임

Cospaces를 활용하여 가상현실 콘텐츠 만들기

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Cospaces 사용 방법 배우기

Cospaces 시작하기 (https://cospaces.io/edu/) 접속

Cospaces 프로그램

- 웹을 기반으로 한 가상현실 제작 도구로서 인터넷만 연결되어 있으면 간편하게 PC에 서 작업할 수 있습니다. 작업한 내용을 스마트 디바이스나 헤드셋으로 감상하고 체험 할 수 있습니다.

- 배경 설정 후 사물을 배치하면 몇 분만에도 실감나는 가상현실 공간을 만들 수 있습니 다. 글과 그림, 그래프 등으로 2차원적으로 표현하던 방식에서 벗어나 3차원 가상현실 세계에서 세 방향으로 입체 표현을 할 수 있게 해줍니다.

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중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

환경

- 사막, 바다, 숲속 등의 배경 구성 - 아래 ‘360 사진을 업로드 하세요’를 클릭하면 직접 찍은 360도 사진을 배경으로 넣을 수 있다.

분위기 - 전체적인 화면의 날씨를 조정할 수

있으며, 크게 3가지로 분류된다.

코드

- 코드에서 코블럭스 클릭 후 자신이 원하는 설정에 맞게 선택하여 애니 메이션 제작이 가능하다.

아이템메뉴

- 말과 대사 삽입, 놀기나 앉기, 박수 치기 등의 다양한 동작, 그 외의 여 러 가지의 입력이 가능하다.

Cospaces 주요 메뉴

Tip! Cospaces는 부분 무료이며 제공되는 오브젝트와 환경이 설정 가능하며 간단한 코딩 을 통해 말하고 움직이는 방법을 활용 할 수 있습니다.

Cospaces 프로그램을 활용하여 제작하기

Cospaces로 기본적인 환경을 구성하고 TinkerCad에서 만든 3D모델을 불러와 활용할 수 있습다. 3D조각을 가상현실에서 보는 것으로 끝내는 것이 아니라 대화나 오브젝트를 활 용하여 해당 치매극복에 도움을 줄 수 있는 작품을 만들어봅시다.

례를 이야기해보고 가상현실 공간을 구성해봅시다.

유년시절 할머니의 가게에서 턴테이블을 재생시키고 가족들과 다함께 춤을 추었던 기억

유년시절 공원에서 아이스크림을 떨어뜨려 슬퍼하고 있던 중 강아지 세 마리가

다가와 나를 위로해 준 경험

가상현실(VR) 작품 완성하기

수정하고 보완할 점을 반영하며 작품을 완성합니다.

HMD를 사용해 가상현실 공간 재생하기

구글 카드보드지를 사용하여 감상합니다. 핸드폰으로 360 VR영상을 재생시킨 뒤 HMD 안에 넣고 시청할 수 있습니다.

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중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

제작한 작품을 HMD(Head Mounted Display)를 활용하여 가상현실 공간에서 볼 수 있도 록 작업하기

① google play / app store에서 Cospaces 앱 다운받기

② Cospaces 앱에 들어가 로그인하여 자신 의 스페이스 보기

③ ‘놀기’ 버튼 클릭하여 동작 실행시키기 ④ VR 아이콘 클릭하여 장면 실행시키기 (HMD로 체험하기)

- HMD에서 작동여부를 확인하고 최종적으로 수정 보완하여 작업을 마무리합니다.

정리

완성된 작품이 치매 환자와 가족들을 돕고자하는 목적에 부합한가요?

완성된 가상현실 콘텐츠를 모둠끼리 공유하며 수정하거나 추가적으로 제작할 부분이 없 는지 이야기해봅시다.

생각 다지기

미래의 기술처럼 느껴졌던 3D모델링 기술을 활용하여 치매극복을 위한 3D프린팅 작품과 가상현실 콘텐츠를 구성해 보았습니다. 이제 모둠별로 예술작품이 치매환 자들에게 어떻게 도움을 줄 수 있을지 정리하여 발표해봅시다.

치매극복 예술작품 부스 준비하기

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https://www.youtube.com/watch?v=mfGaylqe3MI&feature=youtu.be

교실이나 강당에 체험 부스를 만들어 완성된 3D 예술작품과 VR콘텐츠를 효과적으로 소개해봅시다.

역할 나누기: 작품 소개 안내판 만들기, 작품 소개자, 가상현실 체험 도우미 등의 역할을 나누어 정합니다.

3D예술작품을 소개하는 안내판 만들기

- 작품의 이름, 구성, 치매극복 방안 등의 내용을 간결하게

정리합니다.

- (예시) 할머니의 유년시절

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중 학 교 자 유 학 기 제 프 로 그 램

3D프린팅 모델을 적절하게 전시하기

- 3D프린팅한 모델을 치매 극복의 의미와 효과를 살릴 수 있도록 구성, 배치하여 전시합 니다.

- (예시) 할머니의 유년시절 추억상자 만들기

할머니의 유년시절과 관련한 3D작품을 추억상자로 구성하였다.

작품을 설명하기 위한 소개 글 쓰기

- 작품을 감상하는 학생들에게 작품의 구성과 의미를 효과적으로 설명할 소개 글을 써봅 시다.

- (예시)

할머니의 유년시절은 할머니의 어린 시절에 있었던 사건을 재구성하여 그 때의 추억을 떠올리게 하는 콘텐츠입니다. 먼저 3D프린터를 활용해 할머니의 추억 속에 있던 추억의 물건들을 다시 만들었습니다. 감상해보시죠.

이 3D모델을 활용하여 할머니의 유년시절을 코스페이시스로 구현해 보았습니다. HMD 를 착용해보시죠. 가게에서 신나게 춤추는 가족이 보이시죠? 할머니는 어린 시절 가게에 서 턴테이블을 재생시키고 가족들과 다함께 춤을 춘 것이 기억에 남는다고 하셨습니다.

저희는 보신바와 같이 할머니의 추억을 떠올리게 하시며 기억훈련을 통해 치매를 극복 하는데 도움이 되는 기대 효과가 있습니다. 참여해 주셔서 감사합니다. 조금 더 둘러보 실 분은 둘러보시길 바랍니다.

치매극복 예술작품 전시회

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치매극복 예술작품 전시회

각 부스에 전시된 작품을 감상하기

- 전체 모둠을 반으로 나눠 한 쪽 모둠이 먼저 소개하고 나머지 모둠이 감상하는 방법으 로 번갈아 가면서 하거나, 두 학급이 함께 참여하여한 학급 학생들이 작품을 소개하고 다른 학급 학생들이 감상하도록 하는 방법으로 번갈아 진행할 수도 있습니다.

- 시간이 부족할 경우 그룹을 정하고 그룹끼리 발표하고 평가합니다.

- 발표가 끝나면 학급 게시판이나 전시대를 이용하여 전시하고 서로의 아이디어를 구체 적으로 공유합니다.

평가하기

- 동료 평가지를 사용하여 발표 시 평가해봅시다.

- 각 모둠의 우수한 점, 개선해야할 점 등에 대해 나눠봅시다.

활동 소감 발표하기

이번 활동을 통하여 새롭게 배운 점, 느낀 점에 대해 발표해봅시다.

3D 프린팅이나 VR 콘텐츠를 활용하여 치매로 인해 어려움을 당하는 환자나 가족을 위 해 내가 도울 수 있는 또 다른 방법에는 무엇이 있을지 생각해봅시다.

미래의 과학기술을 활용한 예술활동을 통해 인류와 사회에 공헌할 수 있는 일들에 대해 이야기해봅시다.

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진로탐색

주제 직업명 관련 직업 및 진출 분야

가상현실과 3D프린터로

치매예방 예술작품 창작하기

치매 환자 지원 및 치료

치매노인보호사

치매 및 정신장애 도우미 작업치료사

임상심리사 물리치료사

의사(정신건강의학과, 신경과, 신경외과)

3D모델 기술

게임기획자 3D그래픽디자이너 3D인테리어디자이너 3D패션디자이너 컴퓨터그래픽디자이너 캐드원

특수효과기술자

3D프린터 기술

3D프린터 전문가 3D프린터 재료개발자 3D프린터 설계 디자이너 3D 음식 프린터 요리사 3D프린터 저작권분쟁조정가

가상현실 기술

가상현실 기획자 가상현실 디자이너 가상현실 게임 디자이너 가상현실 개발자

가상현실 게임 개발자 가상현실 아카데미

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