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IOT
IOT 꿀벌꿀벌 드론드론
제 제작하 작하기 기
IOTIOT 꿀벌꿀벌 드론드론
제 제작하 작하기 기
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IOT
IOT 꿀벌꿀벌 드론드론
제 제작하 작하기 기
IOTIOT 꿀벌꿀벌 드론드론
제 제작하 작하기 기
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2017 STEAM 아웃리치 프로그램
‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
차시구성총괄표
‘꿀벌’, IoT첨단기술로 다시 돌아오다(총 12차시) 초등 3~4학년
(4차시) 초등 5~6학년
(4차시) 중학교
(4차시) (시간)차시
프로그램명
차시
프로그램명
차시
프로그램명 꿀벌이 좋아하는
먹이 꿀벌이 좋아하는
보금자리 꿀벌 드론
제작하기 (40분)1 꿀벌이 좋아하는 먹이 1
(40분) 꿀벌이 좋아하는
보금자리 1
(45분) 꿀벌 드론 설계하기 (40분)2 IoT 꿀벌통 체험 2
(40분) 코딩으로 애니메이션
만들기 2
(45분) IoT 꿀벌 드론 제작하기 (40분)1 꿀벌이 좋아하는 먹이 1
(40분) 꿀벌이 좋아하는
보금자리 1
(45분) 꿀벌 드론 디자인하기 (40분)2 레이저컷을 활용한
꿀벌 사육통 만들기 2
(40분) SW를 활용한
꿀벌집 만들기 2
(45분) 꿀벌 드론 3D프린팅하기 유형 기관 방문형(4차시)
학교 방문형(2차시) 기관 방문형(4차시)
학교 방문형(2차시) 기관 방문형(4차시)
STEAM 아웃리치 교실 주의사항
수업을 할 때 항상 지켜야 할 사항입니다
1. 수업 전에는 교재를 보며 전체 수업과정을 알아봅니다.
2. 주변을 깨끗이 하고 컴퓨터 사용을 시작합니다.
3. 수업 중에는 선생님의 지시사항을 차례대로 따르며 수업에 참여합니다.
4. 전자 부품을 다룰 때에는 공구와 전원 사용에 주의를 기울입니다.
5. 수업을 마친 후에는 컴퓨터 전원을 종료하고 주변 정리를 합니다.
생각열기
꿀과 꽃가루를 채집하러 나간 일벌이 돌아오지 않아 벌집에 남아있는 여왕벌과 애벌레가 죽는 이른바 군집 붕괴 현상(CCD:Colony Collapse Disorder)이 전 세계적으로 발생하고 있습니다. 다음의 동영상을 시청 하며 꿀벌이 사라지는 이유와 꿀벌이 사라졌을 때 우리에게 미치는 영향은 무엇일지 생각해 봅시다.
1차시 꿀벌 드론 설계하기
[그림 1] [우리들의 감성채널, 손난로] 꿀벌이 사라진다
★ 동영상을 통하여 알 수 있었던 내용을 정리하여 적어 봅시다.
[표 1] 꿀벌이 사라지는 이유와 그에 따른 문제점 꿀벌이 사라지는 이유
꿀벌이 사라졌을 때 발생할 문제점
그 밖의 생각들
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‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
생각펼치기
다음의 동영상은 꽃가루 수정을 돕는 꿀벌 드론에 대한 이야기를 담고 있습니다. 시청하면서 다음의 내용을 생각해 봅시다.
★ 동영상에 소개된 꿀벌 드론은 어떠한 방법으로 꽃가루 수정을 돕는지 정리하여 적어 봅시다.
[그림 2] 꿀벌 대신 꽃가루를 수정하는 꿀벌 드론
★ 꽃가루를 수정하는 기능 외에 다른 기능을 하는 꿀벌 드론을 상상할 수 있을까요? 자유롭게 생각하고 적어 봅시다.
활동하기
I. 준비하기
인터넷이 가능한 환경, 컴퓨터 또는 스마트 폰
II. 꿀벌 드론 설계하기 1. 선행기술 조사하기
인터넷으로 드론과 관련된 활용분야를 검색하고, 이에 적용된 기술을 조사하여 적어 봅시다.
[그림 3] 드론 기술 마인드맵
2. 적용기술 선정하기
1) 조사한 내용 중에서 내가 상상한 꿀벌 드론에 적용할 수 있는 기술을 선정합시다.
2) 이 밖에 내가 상상한 꿀벌 드론에 적용하고 싶은 기술을 생각해 봅시다.
적용기술
활용분야
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‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
3. 꿀벌 드론의 역할, 기능을 고려하여 설계도를 작성하고, 발표를 통하여 친구들과 다양한 생각을 공유 합시다.
생각다지기
드론이라는 첨단 기술을 적용하여 꿀벌이 사라지는 문제점을 해결하려는 노력을 살펴보았습니다. 이 밖에 꿀벌이 사라지는 것을 막기 위해서 할 수 있는 노력들을 생각해 보고 정리하여 적어 봅시다.
꿀벌 드론 이름 꿀벌 드론의 역할
꿀벌 드론의 주요 기능
설계도
[표 2] 꿀벌 드론 설계
생각열기
다음의 동영상을 통하여 사물인터넷이란 무엇인지, 우리의 생활에 어떠한 영향을 미치고 있는지 생각해 봅시다.
2차시 IoT 꿀벌 드론 제작하기
[그림 4] 사물 인터넷이란 무엇인가?
[그림 5] 꿀벌 떼죽음은 살충제 독성 때문, 사이언스타임즈, 2017. 6.30
생각펼치기
오른쪽의 기사는 살충제의 독성 때문에 꿀벌이 폐사한다는 내용을 싣고 있습니다. 이동성이 좋은 드론에 기능을 추가하여 이러한 문제점을 해결 할 수는 없을까요? 각자의 생각을 적어 봅시다.
★ 동영상을 통하여 알 수 있었던 사물인터넷 관련 정보를 요약하여 적어 봅시다.
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‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
활동하기
I. 준비하기
인터넷이 가능한 환경, 컴퓨터, 아두이노 드론 보드(블루투스 포함), 프로펠러, 모터, 드론 가드, 배터리, 유해물질 감지센서, 전선
II. IoT 꿀벌 드론 제작하기
유해물질을 감지하는 센서를 아두이노 드론 보드에 장착합니다. 꿀벌에게 해로운 살충제와 같은 유해물질 의 양을 스마트폰에서 확인할 수 있도록 제작합니다.
1. 기능 구현하기
1) 아두이노 드론 보드에 유해물질 감지센서를 연결합니다.
[그림 6] 아두이노 드론 보드 [그림 7] 유해물질 감지센서 연결
[그림 8] 아두이노 프로그래밍
2) 유해물질 감지센서에서 측정된 값을 블루투스를 통하여 스마트폰으로 전송하도록 프로그래밍을 합니다.
2. 블루투스 앱을 통하여 유해물질의 양 확인하기
1) 안드로이드 스마트폰의 Play Store에서 을 설치합니다.
2) 앱을 실행하여 유해물질의 양을 확인합니다.
3. 드론 완성하기
1) 모터, 배터리, 가드, 프로펠러, 볼트, 프레임을 준비합니다.
2) 볼트를 이용하여 메인보드와 프레임을 고정합니다.
3) 청적색선의 모터는 왼쪽 위와 오른쪽 아래에, 흑백색선의 모터는 오른쪽 위와 왼쪽 아래에 설치합니다.
4) 모터 위에 가드를 끼워 넣습니다.
5) 프로펠러의 A, B를 구분하여 A는 왼쪽 위와 오른쪽 아래의 모터에, B는 오른쪽 위와 왼쪽 아래의 모터 에 끼워 넣습니다.
6) 보드 아래의 배터리 홀더에 배터리를 장착합니다.
[그림 11] 드론 모터 연결 [그림 12] 완성된 아두이노 드론 [그림 9] HM BLE Terminal 앱 [그림 10] HM BLE Terminal 앱을 통한
유해물질의 양 확인
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‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
생각다지기
드론을 조종하면서 어떠한 생각이 들었나요? 개선하고 싶은 점은 무엇인가요?
꿀벌 드론에 추가하고 싶은 IoT기술을 생각하고 적어 봅시다.
5. 완성된 드론 비행하기
1) 아두이노 드론의 전원을 켜고 스마트폰의 컵드론 조종 앱에서 컵드론을 검색합니다.
2) 바닥이 평평하고 장애물이 없는 넓은 장소에서 천천히 비행을 시작합니다.
[그림 13] 컵드론 조종 앱
4. 드론 조종 앱 설치하기
1) 안드로이드 스마트폰의 Play Store에서 을 설치합니다.
2) 앱을 실행하여 사용방법을 숙지합니다.
[그림 15] 보조장치를 이용한 비행연습
[그림 14] 컵드론 조종 앱 사용방법
진로찾기
IoT 보안전문가
10년 뒤 유망직업은? IoT 보안전문가...
서울시는 서울시 산하의 중소기업지원기관인 서울산업진흥원(SBA)과 함께 미래형 신직업군을 소개하는 신직업군 총서를 발간했다고 13일 밝혔다. 유망직업은 9개 분야· 34종으로 구성됐다.
정보기술･소프트웨어 분야에서는 IoT기술 확산에 따른 ‘보안전문가’, ‘VR콘텐츠 개발자’, 사회혁신 을 주도하는 ‘소셜 소프트웨어 개발자’ 등을 유망직업으로 꼽았다.
<이데일리, 2017년 1월 13일>
1. 미래직업으로서 IoT 보안전문가
IoT분야의 발전만큼 해킹기술이 고도화됨에 따라 이에 대응할 수 있는 보안기술의 빠른 대응이 시급합니다.
또한, IoT기술을 적용하고 있는 분야가 증가하고 있는 만큼 보안관련 전문 인력의 요구도 많습니다.
2. IoT 보안전문가의 업무
정보보안전문가의 직업군의 하나로서 IoT분야의 보안업무를 담당합니다. 정보통신 및 IoT기술에 대한 이론 과 실전을 바탕으로 시스템, 솔루션의 개발을 합니다. 운영체제와 네트워크 장비, 정보보안 장비에 대한 운영 및 관리를 하기도 합니다. 현재의 주요 근무처는 기업의 정보침해사고 대응팀, 국가기관의 사이버수사 대입니다. IoT기술이 적용된 개인용 기기의 개발이 증가함에 따라 개발업무의 일부를 담당할 수 있습니다.
3. IoT 보안전문가에게 요구되는 역량
IoT 보안전문가가 되기 위해서 교육용 프로그래밍 언어를 넘어선 전문가용 프로그래밍 언어에 관심을 가져 보는 것이 좋습니다. 이는 악성코드에 대한 분석, 정보보안 프로그램을 개발하기 위해 프로그래밍 능력이 필수이기 때문입니다. 또한, 운영체제(OS)에 대한 이해가 있어야 하고, 사물 간의 네트워크에 대한 공부도 필요할 것입니다. 높은 수준의 연봉이 형성되고 있는 직업인만큼 요구하는 조건이 많습니다. 현재는 대학교 의 정보보안학과나 컴퓨터공학과 출신의 분포가 높은 편이고, 특성화학교 중에서 정보고등학교에 진학 하는 것도 도움이 될 것입니다.
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‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
참고문헌
1. 참고자료
꿀벌, 글 보이치에흐 그라이코브스키, 그림 피오트르 소하, 풀빛 드론이 꿀벌을 대신한다고? 에듀동아, 2017. 3. 15
꿀벌 떼죽음은 살충제 독성 때문, 사이언스타임즈, 2017. 6. 30 꿀벌 길 잃고 여왕 줄고, 저공해 살충제 악영향 드러나
http://www.hani.co.kr/arti/society/environment/526161.html#csidxf821a399c5978f8bd1d741 70b38277f
미래형 신직업군 총서
http://sbasncc.tistory.com/129
2. 동영상자료
[우리들의 감성채널, 손난로] 꿀벌이 사라진다.
https://www.youtube.com/watch?v=ZfLAeXq1gV8 꿀벌 대신 꽃가루를 수정하는 꿀벌 드론
https://www.youtube.com/watch?v=IZfmslm0bEI 사물인터넷이란 무엇인가?
https://www.youtube.com/watch?v=fEXiTp7pjj4
읽을거리 1
군집 붕괴 현상(colony collapse disorder)과 그 영향
꿀과 꽃가루를 채집하러 나간 일벌이 돌아오지 않아 벌집에 남아있던 여왕벌과 애벌레까지 집단 으로 죽는 현상입니다. 2006년 미국 플로리다에서 처음 보고된 이후 세계 각국에서 비슷한 현상이 나타나고 있습니다. 이러한 원인으로 기생충, 바이러스, 농약, 기상 악화, 휴대전화 전파, 살충제 등이 이야기되고 있으나 아직은 정확히 밝혀지지 않았습니다.
꿀벌은 꿀, 로열젤리, 프로폴리스 등 우리 몸에 유익한 건강식품을 제공하는 것 뿐 만 아니라 식량 생산의 기반이 됩니다. 전 세계 식량작물 중 63%가 꿀벌의 수분에 의해 열매를 맺으며 사과와 블루 베리는 꿀벌 의존도가 90%에 이르고, 아몬드는 꿀벌 없이 농사 자체가 불가능하다고 합니다. 꿀벌 이 사라진다면 4년 이내에 인류도 멸망한다는 아인슈타인의 가설이 있을 만큼 꿀벌은 우리에게 중요한 존재입니다.
꿀벌을 살리기 위한 각국의 노력
2014년 6월, 미국은 ‘꽃가루 매개자 건강 태스크 포스’를 구성하고 약 5000만 달러를 관련 연구에 사용하겠다고 밝혔습니다. 2015년 11월, 유럽 의회는 급감하는 꿀벌을 살리기 위한 대책으로 농지 에 ‘회복지대’를 만들라는 결의를 통과시켰습니다. 인텔은 델과 함께 꿀벌 연구에 IoT기술을 접목 하여 꿀벌의 등에 센서를 달아 꿀벌의 일상에 대한 정보를 수집합니다. 이 정보는 무료로 클라우드 서비스되어 전 세계 과학자들이 연구할 수 있도록 개방하고 있습니다.
[그림 16] whole Foods Market의 꿀벌 관련 가상 실험
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‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
읽을거리 2
꿀벌의 역할을 하는 드론
폴란드 바르샤바 공대는 4년간 연구한 ‘B-드로이드’를 2015년에 선보였습니다. 이 드론은 꽃가루를 얻을 꽃과 옮길 꽃의 위치를 미리 지정해주면 붓처럼 생긴 노란 털로 꽃을 건드려 꽃가루를 얻은 뒤 다른 꽃으로 이동합니다. 이 과정에서 꽃가루가 옮겨지는 것입니다.
2017년 2월에 논문을 발표한 일본 AIST의 에이지로 미야코 박사 연구팀은 실제 벌의 털에 꽃가루가 묻는 점에 착안하여 드론의 몸통 부분에 말의 털을 입힌 뒤 털끝에 이온 액체 젤을 코팅해 수분을 빨아들여 흡착되는 효과를 유도하는 실험 내용을 공개했습니다.
[그림 17] 세계 꿀벌의 날 [그림 18] 마이크로 센서를 부착한 벌
[그림 19] B-드로이드, 바르샤바 공대 [그림 20] 인공 꽃가루 매개자 드론, AIST
읽을거리 3
사물인터넷(Internet of Things)
사물에 센서를 부착해 실시간으로 각종 정보를 주고받는 기술이나 환경을 말합니다. 인터넷, 블루 투스나 근거리무선통신(NFC)의 네트워크가 이들의 자율적인 소통을 돕는 기술이 됩니다.
사물 인터넷 환경이 만들어지기 위해서는 사물과 주변 환경으로부터 정보를 얻는 '센싱 기술', 사물 과 인터넷을 연결하는 '유무선 통신과 네트워크 기술', 각종 서비스와 원하는 형태로 정보를 처리 하고 융합하는 '서비스 인터페이스 기술', 해킹이나 정보 유출을 방지하는 '보안 기술'이 필요합니다.
아두이노(Arduino)
아두이노는 2005년 이탈리아의 마시모 반지에 의해 일반인과 학생들이 피지컬 컴퓨팅을 쉽게 접합 수 있도록 개발되었습니다. 마이크로 컨트롤러인 하드웨어와 스케치라고 불리는 통합개발환경 (IDE) 소프트웨어를 포함합니다.
투스나 근거리무선통신(NFC)의 네트워크가 이들의 자율 적인 소통을 돕는 기술이 됩니다.
사물 인터넷 환경이 만들어지기 위해서는 사물과 주변 환경 으로부터 정보를 얻는 '센싱 기술', 사물과 인터넷을 연결 하는 '유무선 통신과 네트워크 기술', 각종 서비스와 원하 는 형태로 정보를 처리하고 융합하는 '서비스 인터페이스 기술', 해킹이나 정보 유출을 방지하는 '보안 기술'이 필요
합니다. [그림 21] IoT 활용 분야
[그림 22] 아두이노의 여러 가지 모델 [그림 23] 아두이노 통합개발환경(IDE)
설계도뿐만 아니라 다양한 프로젝트를 공개하여 누구나 사용할 수 있는 오픈소스이기 때문에 저렴 한 개발비용이 큰 장점입니다. 이러한 이유로 아두이노는 여러 분야에서 각광받고 있습니다.
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‘꿀벌’, IoT첨단기술로다시돌아오다
