정보통신 가능하게 할 ‘디지털絲’

LG이노텍 안산R&D캠퍼스

프로그램 명

주 제

프로그램 소 개

프로그램의 목 표

한국생산기술연구원 재직 연구원과의 만남을 통해 연구원의 사회적 기능과 역할에 대해 이해하고 정보통신을 가능하게 할 디지털 실(섬유) 개발이 우리 미래 사회에 미칠 영향에 대해 고민해 볼 수 있도록 과정을 실험과 연계하여 구성

1. 추운 겨울에 장갑을 벗지 않고도 스마트폰을 이용할 수 있는 장갑을 만들어 본다.

2. 과학 기술의 생활 속 이용 과정을 통해 한국생산기술연구원의 기능과 역할에 대해 이해할 수 있다.

준비물

스트리퍼, 노트북(또는 PC), 스마트폰

만능기판(브래드보드), 건전지, 집게전선, 플라스틱 케이스, 전지끼우개, LED,저항, 전선, 트랜지스터, 전도성 실, 일반실, 흑연, 클립, 종이, 못, 지우개, 털장갑, 바늘, 전도성 실, 가위, 필기구

STEAM 연계 관련 교과 및 주요내용

과정요소 (STEAM 학습준거)

교사용

학생용

정보통신을 가능하게 할 디지털 絲

한국생산기술연구원의 기능과 역할, 최근 연구과제로 진행하고 있는 디지털 섬유 개발에 대한 이해를 통해 디지털 실(섬유) 개발이 우리 미래사회에 미칠 영향에 대해 기술할 수 있다.

·초5-1 : 과학 / 2단원 전기회로 / 전기회로와 회로도

·초5-1 : 국어(글쓰기) / 3단원 생각과 판단 / 생각을 글로 표현 국어(글쓰기) / 2단원 정보와 이해 / 생각을 글로 표현

·초5-1 : 실과 / 3단원 바느질하기 / 바느질의 기초

·중1 : 기술, 가정 / 2단원 미래의 기술 / 미래기술의 전망과 영향

·중2 : 기술, 가정 / 단원1 의복마련과 관리 / 옷의 간단한 수선

·중3 : 기술, 가정 / 단원3 전기와 전자 기술 / 전기회로

·중3 : 과학 / 단원 5 전기 / 전기회로와 회로도

상황제시

창의적 설계

감성적 체험

·한국생산기술연구원의 전문연구원 강연을 통한 동기유발 및 간접 직업체험

·자신과 주변의 경험을 상기시켜 스마트 장갑의 필요성과 편리함 인식

·

·전도성실을 활용한 스마트 장갑 만들기

·디지털 실(섬유) 개발이 우리 미래사회에 미칠 영향 기술

·

·전도성실을 활용한 스마트 장갑 만들기

·디지털 실(섬유) 개발이 우리 미래사회에 미칠 영향 기술 회로도를 활용한 테스터기 만들기

·계획 수립 및 실행하는 과정을 통해 팀원 간 신뢰 및 서로에 대한 배려 체험

차시 단계 소주제 주요 내용 관련 교과

경기TP/

60분

직업의 세계

도입 ·문제인식을 위한 탐색 - 강연자 소개

학습활동

·한국생산기술연구원에서 하는 일 - 한국생산기술연구원 소개의 - 사례소개

마무리 ·질의 응답

진로 1 사회

장소/시간

문제제기사고확산 글쓰기

학습활동

국어

설계 및 실행

2

3

경기TP/

120분

경기TP/

60분

디지털 絲

마무리 학습활동

도입 ·회로도 익히기

·정보통신 가능하게 할‘디지털 絲’

활동1) 전기가 통하는 실 - 테스터기 만들기 활동2) 스마트 장갑 만들기 활동3) 전기전도성 실(섬유)의

생활 속 활용과 영향

·발표 및 정리

·우리 미래 사회에 미칠 영향 - 논술(글쓰기)

도입 ·한국생산기술연구원

실과 과학

목 차

소 주 제

정보통신 가능하게 할 ‘디지털絲’

우리 미래 사회에 미칠 영향

1 차 시

2 3

직업의 세계 1

페이지

강연을 모두 듣고 제목을 붙여주세요~

일 자 년 월 일 날 씨

한국생산기술연구원에 대해 알고 있는 것을 써보세요.

(알고 있는 점)

강연자 정보

소 속 성 명

하는 일

한국생산기술연구원에서 하는 일이 무엇인가요? 간략하게 설명해 보세요.

한국생산기술연구원에서 일을 하게 된다면 무엇을 하고 싶나요?

들어가 볼까요?

날씨가 추워지면 외출 시 손은 주머니나 장갑 속으로 들어가기 마련입니다. 어쩔 수 없이 전화나 연락을 해야 할 때 추운 날 손을 주머니나 장갑 속에서 꺼내기 힘들었던 적이 있었을 겁니다. 추운 겨울에도 스마트폰을 사용할 수 있는 장갑이 있다면 편리하지 않을까요?

정보통신 ^{을 가능하게 할} 디 지 털

활동 목표

1. 추운 겨울에 장갑을 벗지 않고도 스마트폰을 이용할 수 있는 장갑을 만들어 본다.

2. 과학 기술의 생활 속 이용 과정을 통해 한국생산기술연구원의 기능과 역할에 대해 이해할 수 있다.

알아 보아요

1. 전기가 다니는 길 (전기회로)

물이 물길을 따라 흐르는 것처럼, 전기도 길을 만들어 주면 그 길을 따라 흐르게 되는데 이렇게 전기가 흐르는 것을‘전류’라 하고, 전기가 흐를 수 있게 연결한 것을‘전기 회로’라고 한다.

전기 회로를 꾸미려면, 전원 장치(전지 등), 출력 장치(전구, 전동기 등), 연결 장치(전선, 스위치 등)가 필요하다. 전기 회로는 전원 장치에서 출발한 전류가 출력 장치를 거쳐 다시 전원 장치로 돌아올 수 있도록 중간에 끊어짐 없이 길을 만들어 주어야 하는데, 이와 같이 통로가 끊어지지 않은 회로를‘닫힌 회로’라 하고, 스위치 등에 의해 통로가 끊긴 회로 를‘열린 회로’라고 한다. 전류가 흐르려면 전기 회로는 당연히 닫혀 있어야겠지!

2. 전기 회로란?

전기 회로에 쓰이는 장치를 간단한 기호로 그려 표시한 것을 전기 회로도라고 한다.

전기회로 전기회로도

3. 도체, 부도체

주변의 여러 가지 물질들은 그 성질에 따라 전류가 흐르고 흐르지 않는 성질이 있다.

이때, 전기가 통하는 물질을 도체라고 하고 전기가 통하지 않는 물질을 부도체라고 한다.

4. 전기회로를 꾸미기 전 재료에 대해 알아볼까요.?

만능기판(브레드 보드)

<앞면> <뒷면>

전자회로의 시제품을 만드는데 사용하는 재사용할 수 있는 무납땜 장치이다.

발광 다이오드(LED)

긴 다리 : +극 / 짧은 다리 : -극 (극성주의)

트랜지스터

B : 베이스 C : 컬렉터 D : 이미터 전류나 전압의 흐름을 조절하여 증폭, 스위치 역할을 함. 발의 수는 3개로 이 때문에

‘세 발 달린 마술사’라는 별명을 가짐. (극성주의)

저 항

전류의 흐름을 방해하는 작용 단위 : Ω(옴)

(극성주의)

전 지

STEAM활동 1『전기가 통하는 실 - 테스터기 만들기』

준비물 : 전도성 실, LED, 저항, 건전지,

전지끼우개, 전선, 만능기판, 플라스틱 케이스, 트랜지스터 1815, 집게 전선

조별 준비물 : 스트립퍼, 일반 실, 종이, 클립, 연필심(샤프심)등

직접 해보기

잠깐!!

1. 바늘, 전선 등 뾰족한 물체에 찔리지 않도록 주의한다.

2. 극성이 있는 부품 및 트랜지스터의 다리는 그 위치가 바뀌지 않도록 한다.

3. 실험 후에는 주변을 잘 정돈한다.

① 아래 회로도를 참조하여 전자회로를 완성하세요.

<실체 그림>

<회로도>

A. C1815 트랜지스터의 다리 3개를 각각 만능기판의 해당 구멍에 끼웁니다.

(평평한 면을 기준으로 오른쪽부터 베이스, 콜렉터, 이미터입니다.)

베이스(B) - (c, 15) 컬렉터(C) - (c, 16) 이미터(E) - (c, 17)

B. 저항을 만능기판에 연결합니다.

(a, 5) (a, 15)

C. LED를 만능기판에 연결합니다.

(극성에 유의)

긴다리(+) - (h, 17) 짧은다리(-) - (h, 16)

D. 각각의 전선을 만능기판에 연결합니다.

전선1 - (d, 16), (g, 16) 전선2 - (i, 17), 만능기판의 +선 전선3 - (d, 17), 만능기판의 -선 전선4 - (e, 5), 집게 전선

전선5 - 만능기판의 +선, 집게 전선

E. 전지를 전지끼우개에 끼우고 만능 기판에 연결합니다.

붉은 전선(+극) - 만능기판의 +선 검은 전선(-극) - 만능기판의 -선

② 완성된 회로를 플라스틱 통에 넣어 정리한 후, 전선을 이용해 LED에 불이 들어오는지 확인해보세요.

③ 아래 여러 가지 물질 중 전기가 통하는 물질(도체)과 통하지 않는 물질(부도체)을 예상 해 보고 직접 테스터기를 이용해 확인해봅니다.

나의 예상이 맞았나요?

일반 실, 종이, 클립, 연필심(샤프심), 손, 그 외의 내가 해보고 싶은 물체

구 분 나의 예상 실험 결과

전기가 통하는 물질

도체

전기가 통하지 않는 물질

부도체

④ 나의 예상과 다른 결과 나왔다면 왜 그럴까요?

⑤ 친구와 손을 잡고도 회로를 잡아보세요. 어떻게 되나요? 왜 그럴까요?

⑥ 도체 물질에 따라 LED의 밝기가 달라지는 이유는 무엇일까요?

⑦ 전도성실을 회로(테스터기)에 연결해 봅니다. 어떻게 되나요?

알아 보아요

1. 스마트폰 터치 방식

① 감압식 터치방식

초기 일부 스마트폰에서 사용되던 방식으로 화면에 눌리는 압력을 감지하여 작동 되는 방법으로 최근 스마트폰에는 거의 사용하지 않는다. 단, 겨울에 장갑을 끼고도 터치가 가능하죠 ^^

② 정전식 터치방식

사람의 몸에 있는 정전기를 이용해서 터치를 하는 방식이다.

정전식의 화면은 전도성이 높은 유리로 구성되어 있으며 유리 모서리에 부착되어 있는 센서를 통해 유리 표면에 전류가 흐르는 상태를 만들어 낸다. 우리 몸에도 전자가 흐르고 화면에 손을 대면 전자의 위치를 센서가 감지해 작동하게 되며 비교적 쉽게 반응을 하기 때문에 편리하다. 이 방식은 정전반응을 일으키는 물질이면 모두 터치가 가능하다. 손 외에도 귤껍질 및 정전식 펜으로도 반응을 일으킬 수 있다.

단, 일반 섬유로 제작된 장갑을 끼면 반응하지 않는다.

③ 그 외에도 전자 유도식 터치방식등이 있다.

2. 디지털 絲 (전도성 실)

디지털 의류를 만드는 실에 대한 연구도 속도를 내고 있다. 한국생산기술연구원에서는 세계최초로 데이터통신이 되는 디지털 실을 개발했다. 구리선 3~7가닥을 플라스틱 으로 코팅된 원형 틀 안에 넣고, 일반실을 입혀 만든다.

[정기수 박사 / 한국생산기술연구원 인터뷰 : 직물을 만들거나 옷을 만들면 보통 굴곡이 많이 생기는데, 이런 굴곡이 있어도 데이터가 충분히 전송될 수 있도록 만든 실입니다.

또한, 기계적인 마찰을 줄이기 위해서 플라스틱 코팅을 했고, 외부의 전자파들을 차단 하는 효과도 있습니다.]

이 디지털 실을 사용해 옷을 만들면 옷에 부착된 카메라로 찍은 영상을 모니터로 바로 볼 수 있고, 무선 전송도 가능하다. 전송 속도도 빠르다. 초당 80메가비트로 한 시간 반짜리 영화를 약 80초 만에 전송할 수 있다.

[정기수 박사 / 한국생산기술연구원 인터뷰 : 벨기에는 발열이 되는 실, 스위스와 독일은 고분자재료나 은으로 디지털실을 개발했지만 주로 전기가 통하는 용도로 개발했습니다. 한국생산기술연구원의 디지털실은 전기가 통하는 것이 아니라 데 이터를 정확하게 주고받을 수 있는 실이기 때문에 기존 다른 나라보다는 진화된 디지털실을 개발했다고 볼 수 있습니다.]

디지털실은 일반실과 두께가 동일해 일반 섬유기계에서도 의류 제작이 가능하고, 색실을 입히면 다양한 색깔로 옷을 만들 수 있는 것이 장점이다. 현재는 디지털 전투복에 적용하기 위한 연구를 진행하고 있다.

[정기수 박사 / 한국생산기술연구원 인터뷰 : 현재 특수전사령부와 디지털전투복 개발이 진행되고 있고 경찰청과도 개발진행 중입니다. 이들 위주로 보급이 된 후에 일반인들이 쓸 수 있는 상용화제품이 나올 것으로 보고 있습니다.]

기사발췌 류지영 기자, 김민희 기자

STEAM활동2『스마트 장갑 만들기』

준비물 :

테스터기, 스마트실, 바늘, 장갑, 가위, 펜, 스마트 폰

① 장갑을 만들기 전 잘 작동하기 위해 유의해야 할 사항은 어떤 것들이 있을지 생각해 보고 적어 봅니다.

② 장갑에 수놓을 모양을 구상해 보세요.

장갑에 수놓을 위치와 모양을 구상해 보세요.

구상한 위치에 실과 바늘을 이용하여 수를 놓으세요.

③ 테스터기를 이용해 불이 들어오는지 확인해 보세요.

④ 장갑을 끼고 스마트폰을 작동해 보세요.

알아 보아요

전기가 통하는 실(섬유)로 만들 수 있는 것에는 무엇이 있을까요?

우리 미래 사회에 미칠 영향

다음의 글을 읽고 디지털 絲(섬유)의 개발이 우리 미래 사회에 미칠 영향에 대한 생각을 기술해 보세요. (900자)

급속한 IT산업의 발전은 초고속 정보화 시대를 열고 동시에 통신의 새 창을 열어 인류의 생활패턴을 바꾸어 놓았다. 새로운 컴퓨터의 시대가 요구됨에 따라 휴대용 통신기기들을 옷에 넣거나 인체에 직접 착용하는 웨어러블 컴퓨터 시대에 접어들었다.

사용자의 몸에 부착 시키고 다니면서 언제 어디서든지 컴퓨터와 네트워킹을 하여 사용할 수 있는 디지털 의류가 개발 되었다. 의류에 정보를 인지할 수 있는 각종 센서와 정보전달 및 통신기능의 전자모듈 등이 연결되어 있다.

그래서 디지털 의류를 입은 사람이 외부의 디지털 기기와 자유로운 데이터 전송을 주고받을 수 있다.

사람의 삶을 풍요롭게 만들어 주는 다양한 서비스가 제공된다. 예를들면 환자가 어디에 있더라도 맥박과 위치정보를 확인 할 수 있다. 이 시스템은 디지털 의류에 맥박을 감지하는 무선통신 모듈을 부착하고 환자의 활동을 구속하지 않으면서 필요한 맥박 신호를 원격으로 측정하여 관리하는 첨단 의료서비스 기술이다.

현재 카카오톡으로 여러명이 동시에 문자메세지를 주고 받을 수 있는데, 디지털 의류를 입으면 전화통화를 직접하지 않아도 동시에 여러명과 통화 가 가능하다. 우리의 영웅 아이언맨3 슈트를 생각해 보자, 강력한 외계인 과 괴물들을 쳐부수는 슈트 또한 디지털 의류인 것이다. 슈트를 입으면 평 범함 사람이 힘이 강한 인간 로봇이 되어 하늘을 날아 다니면서 미사일 공 격에서도 살아남아 이 지구를 지키던 영화 속 아이언맨이 현실에서 디지털 의류가 되는 것이다. 이제 우리 미래 세상에는 누구나 아이언맨이 될 수 있 으며, 사랑하는 가족과 친구들을 본인들이 지킬 수 있게 된다. 미래의 일상 생활에 꼭 필요한 디지털 의류 즉, 섬유기술 개발이 절실히 필요하다.

슈트를 입으면 평범함 사람이 힘이 강한 인간 로봇이 되어 하늘을 날아 다니 면서 미사일 공격에서도 살아남아 이 지구를 지키던 영화 속 아이언맨이 현실 에서 디지털 의류가 되는 것이다. 이제 우리 미래 세상에는 누구나 아이언맨이 될 수 있으며, 사랑하는 가족과 친구들을 본인들이 지킬 수 있게 된다. 미래의 일상생활에 꼭 필요한 디지털 의류 즉, 섬유기술 개발이 절실히 필요하다.

디지털 絲(섬유)의 개발이 우리 미래 사회에 미칠 영향 (900자)

꿈길창작터

경기테크노파크 만족도 조사

해당 항목에 체크해주시기 바랍니다.

참여 프로그램

연 령 대

성 별

농어촌연구원 한양대학교 한국산업기술시험원 한국생산기술연구원 한국전기연구원 한국해양과학기술원 LG이노텍 경기테크노파크 10세~11세 12세~13세 14세~16세 17세~19세

남 자 여 자

번호 문 항 _그렇다^{매우 그렇다 보통 그렇지}_않다 ^전혀_않다 ^그렇지

1

2

3

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5

6

7

8

나는 이번 프로그램 통해 기관의 역할과 사회적 기능에 대해 이해할 수 있었다.

나는 이번 프로그램을 통해 꿈(진로) 설정 시 유용한 정보를 얻을 수 있었다.

선생님께서 수업을 쉽고 재미있게 가르쳐 주셨다.

(시설, 환경) 강의 시설 및 기자재들이 수업을 진행하는데 적합했다.

나는 수업이 흥미롭고 재미있었다.

나는 학교에서 경험하지 못했던 경험을 할 수 있었다.

향후 STEAM 아웃리치 프로그램에 다시 참가하고 싶다.

나는 프로그램(강좌) 참가를 통해 한국과학창의재단과 경기테크노파크 이미지가 더 좋아졌다.

통계법 33조 (비밀의 보호)

② 통계의 작성을 위하여 수집된 개인이나 법인 또는 단체 등의 비밀에 속하는 자료는 통계작성 이외의 목적으로 사용되어서는 아니 된다.

프로그램의 전반적인 만족도는?

다음에 하고 싶은 프로그램은?

가장 좋았던 점은?

프로그램을 준비하신 선생님께 드리고 싶은 말은?

매우만족 만족 보통 불만 매우불만

(예 - 맛있는 밥, 프로그램, ○○○선생님 등 생활전반)

(예 - 감사의 표현, 하고 싶은 말, 느낀 점, 아쉬웠던 점 등...)