프로그램 요약본

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LG이노텍 안산R&D캠퍼스

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프로그램 요약본

프로그램 명

주 제

프로그램 소 개

프로그램의 목 표

준비물

PPT

STEAM 연계 관련 교과 및 주요내용

과정요소 (STEAM 학습준거)

상황제시

창의적 설계 교사용

학생용

바다이해하기 『해저지형 탐사』

초음파센서를 활용한 해저지형 탐사로봇 만들기 과정을 통해 한국해양과학기술원의 기능과 역할에 대해 이해하기

재직 중에 있는 연구원과의 만남을 통해 한국해양과학기술원이 하는 일에 대해 경험하고, 마인드스톰 EV3를 활용해 탐사로봇을 조립하고 프로그래밍하여 다른 조 친구들이 만든 해저 지형 모형을 탐사해 그래프로 표시해 보는 과정을 통해 해저 탐사 방법에 대해 알고 기술원 탐방을 통해 그 기능과 역할에 대해 이해할 수 있도록 구성

·한국해양과학기술원의 기능과 역할에 대해 이해한다.

·초음파센서의 원리를 이해하고, 초음파센서를 활용한 해저지형 탐사로봇을 조립·프로그래밍 할 수 있다.

·1차원 초음파센서 원리 이해를 통해 3차원 영상을 보여주는 초음파센서의 원리를 이해한다.

마인드스톰 EV3, 컴퓨터(또는 노트북), 지형 모형용 상자, 자

·과학과 : 중학교 과학, 수권의 구성과 순환

·고등학교 과학, 정보통신과 신소재, 센서

·기술과 : 중학교·고등학교 기술과 가정, 정보와 통신기술

·수학과 : 중학교 수학, 함수·1차방정식·점선면

·사회과 : 고등학교 한국지리, 지형환경과 생태계

·정보과 : 중학교 정보, 문제해결과 절차

·자동차 후면 초음파센서와 해저 지형 탐사용 초음파센서

·해저지형 탐사로봇 만들기 미션 제시

·로봇제작

·로봇프로그래밍

·로봇 테스트 및 디버깅

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·바다를 얻고자 한다!

한국해양과학기술원

·자동차 후면 초음파센서와 해저 지형 탐사용 초음파센서

·해저지형 탐사로봇 만들기 미션 제시

·로봇제작

·로봇프로그래밍

·로봇 테스트 및 디버깅

·탐사 로봇 실행 및 데이터 수집

·팀별 결과 발표

·KORDIUM 탐방 60분

10분

50분

20분

40분

60분

직업의 세계

초음파센서

로봇디자인

로봇 프로그래밍

지형탐사

현장탐방

탐방감성적체험창의적설계상황제시

1

2

3

4

과학 사회 기술

기술 과학 수학 정보

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목 차

소 주 제 페이지

차 시

2 3 4

1 직업의 세계 초음파센서 로봇디자인 로봇 프로그래밍 지형탐사

현장탐방

1

3

5

7

9

15

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강연을 모두 듣고 제목을 붙여주세요~

일 자 년 월 일 날 씨

연구원을 만나기 전 한국해양과학기술에 궁금한 점 한 가지를 써보세요.

(궁금한 점)

한국해양과학기술에 궁금한 점을 해결할 수 있는 방법에는 무엇이 있을까요?

3가지 이상 방법을 찾아 써보세요.

해결방법 1)

해결방법 2)

해결방법 3)

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강연자 정보

소 속 성 명

하는 일

(주 업무)

한국해양과학기술원에서 하는 일 세 가지 이상을 써보세요.

한국해양과학기술원의 연구원이 된다면 무엇을 하고 싶나요?

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해저지형 탐사로봇 만들기

들어가 볼까요?

자동차가 후진할 때 보이지 않는 장애물에 충돌하는 것을 방지하기 위해 초음파센서가 부착되어 있다.

바다의 지형 조사도 자동차의 초음파센서와 똑같은 방법으로 이루어진다. 배나 작은 잠수정에 초음파센서를 설치해 초음파를 발생시키고 반사파를 감지해 해저 지형을 탐사해나간다.

출처 : www.noaa.gov

센서에서 초음파를 발생시키고, 발생한 초음파는 주변 공간으로 퍼져나가다가 장애물 표면에서 다시 반사된다. 센서는 반사되어 돌아오는 초음파를 감지해 초음파가 반사 되어 되돌아오기까지 걸린 시간과 초음파 속도로 장애물까지의 거리를 계산하게 된다.

초음파센서의 원리

거리 = 초음파가 반사되어 돌아오는데 걸린 시간 × 초음파 속도 ÷ 2

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활동 목표

1. 초음파센서의 원리를 이해하고, 초음파센서를 활용한 해저 지형 탐사 로봇을 조립·프로 그래밍 할 수 있다.

2. 1차원 초음파센서의 원리 이해를 통해 3차원 영상을 보여주는 초음파센서의 원리를 이해한다.

우리의 문제

다른 팀에서 만든 미지의 지형 모형을 탐사하는 로봇을 조립하고 프로그래밍하여 지형 모형을 탐사해 본다 지형 모형과 가장 유사한 그래프를 얻어낸 팀이 승리한다.

일 자 장 소 팀 명

팀 원

년 월 일 날 씨

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STEAM 활동『해저탐사로봇 만들기』

준비물 : 레고 마인드스톰 EV3 Coreset, 컴퓨터(또는 노트북), 지형 모형용 상자, 자(50cm) 또는 줄자, 개인 활동지

실험 전 주의 사항 :

로봇은 충격에 약합니다. 바닥에 떨어지지 않도록 주의합니다.

< 실험하기 > 로봇 조립하기

① EV3 프로그램을 실행한 후 로비에서“로봇에듀케이터”

“조립설명서” “드라이빙 베이스” “열기”를 차례대로 선택한다.

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② 페이지를 넘기면서 EV3 드라이빙 베이스를 조립한다.

③ EV3 남은 부품을 활용해 각 팀별로 초음파센서를 로봇에 적절히 부착한다.

(단, 초음파센서는 4번 포트에 연결한다.)

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① 로비에서 “파일” “새 프로젝트” “프로그램” “열기”를 차례대로 선택한다.

< 실험하기 > 로봇 프로그래밍

② 프로그래밍 팔레트에서 “고급” “데이터로깅” 블록을 시작 위치로 드래그 한다.

데이터로깅 블록의 속성을 “초음파센서” “거리(cm)”로 선택한다.

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③ 프로그래밍 팔레트에서 “동작” “조향모드 주행” 블록을

오른쪽 위치로 드래그 한다. 블록의 속성을 “초음파센서” “거리(cm)”로 선택한다.

데이터로깅 블록

시간을“10초”로 설정한다.

④ 프로그래밍 팔레트에서“고급” “데이터로깅”블록을 조향모드주행 블록 오른쪽 위치로 드래그 한다.

블록의 속성을 “정지”로 설정한다.

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< 실험하기 > 프로그래밍 다운로드 및 실행

① 컴퓨터와 EV3 브릭을 USB 케이블로 연결한 후, 완성된 다운로드한다.

프로그램을 EV3 블릭으로

② 지형 탐사 로봇을 지형 모형이 놓여 진 책상으로 가져간 후, 데이터를 수집한다.

프로그램을 실행시켜

※ 팀별 해저지형 모형을 만들고 다른 팀이 만든 해저 지형 모형을 탐사하세요.

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< 실험하기 > 데이터 불러오기

① 수집한 데이터를 EV3 프로그램으로 불러온다. 먼저 캔버스 위 선택한다.

“+” “새 실험”을

② EV3 프로그램 메뉴의 “도구” “데이터 로그 파일 관리자”를 차례로 선택한다.

③ 데이터 로그 파일 관리자에서 데이터 파일을 선택한 후“가져오기”를 데이터를 불러온다.

선택해

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④ “분석” 도구 등을 활용해 데이터 그래프를 확인한다.

① 로봇이 탐사한 결과를 확인하고 그래프를 그려보자.

< 실험결과정리>

시간(s) 거리

(cm)

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② 위 그래프를 바탕으로 실제 지형 모형을 유추해 그려보자.

③ 위 그래프에서 지형의 가장 높은 곳까지 높이는 얼마인가?

실제 자로 측정해 비교해보고 오차를 적어보자.

▷ 그래프 상 지형의 높이 : ( ) cm ▷ 실제 자로 측정한 지형의 높이 : ( ) cm ▷ 오차 : ( ) cm

알아보아요

로봇이 수집한 데이터를 통해 그린 그래프 상의 높이와 실제 자로 측정한 높이 차이가 발생하는 이유를 두 가지 이상 적어보자.

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오른쪽 사진은 20주 된 태아의 3D 초음파 사진이다. 우리 지형 탐사 로봇을 활용해 이와 같은 입체적인 정보를 표시할 수 있는 방법을 생각해보고 적어보자.

출처 : Wikipedia

실제 해저 지형 탐사 시에 고려해야 할 점에는 어떤 것들이 있을지 생각해보고 적어보자.

해저지형 탐사가 우리 생활에 미치는 영향에 대해 생각해보고 적어보자.

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바다의 개척자 해저로봇 우리 기술로 개발

해저 탐사로봇‘Crabster CR200’

: 한국해양과학기술원의 전봉환 박사팀과 국내 5개 대학이 협력해서 만든 크랩스터 CR200은 0.6톤 중량의 6개의 다리와 30개의 관절을 가진 원격조정 로봇이다. 잠수부가 견디기 힘든 초속 1.5미터 이상 강한 조류에서도 견딜 수 있는 단단한 몸통을 가지고 있어 인간에게 위험한 환경에서 해저를 탐사할 수 있도록 개발되었다.

해저자원 채광로봇‘미내로’

: 심해저 광물자원 및 망간단과 채광을 위해서 개발된 로봇으로 길이 6m, 폭5m, 높이 4m이며, 중량은 공기 중 약 28톤, 수중에서는 9톤으로 기계시스템, 유압시스템, 전기·전자시스템, 실시간 운용시스템으로 구성되어 있다.

※ 해저자원 채광로봇 미내로, 광물을 뜻하는‘Mineral'에‘ Robot’을 합성한 이름으로 우리나라 자체 개발로봇이다.

ⓒ해양수산부

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KORDIUM

바다의 희망 한국해양과학기술원

·‘한국국해양과학기술원’호의 항해일지 : 1973년 설립 아래 지속적으로 발전해온 한국해양과학기술원의 성장사

·KORDIUM Gallery : 해양을 주제로하는 신진 미술 작가의 작품전시

바다로 떠나는 여행

·해양시료도서관 : 바다의 압력, 해양자원, 해양생물, 기술의 사업화를 확인할 수 있는 시료 전시

·KIOST 이모저모 : 한국해양과학기술원의 다양한 연구성과와 행사모습을 허공터치 스크린을 이용하여 영상과 사진으로 감상하는 체험물

·심해 디오라마 : 심해의 어두운 환경과 독특한 외모의 생물을 재현한 심해 모형 디오라마

과학으로 지키는 바다

·이야기로 그린 바다, 숫자로 보는 바다, 또하나의 영토, 바다

재미있는 바다이야기

·바다의 소리 : 바다에서 들을 수 있는 다양한소리를 애니메이션과 함께 감상하는 체험전시물

생명의 요람, 자원의 보고

·

·우리땅, 독도 열어보기 : 우리나라 독도의 자연환경과 생태를 알아보는 디지털 북

·

·우리땅, 독도 열어보기 : 우리나라 독도의 자연환경과 생태를 알아보는 디지털 북 해양예보시스템

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

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4

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7

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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.

설문에 응해주셔서 대단히 감사합니다!!

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...)

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