본 연구에서는 Hands-on robots을 활용한 발명교육프로그램을 통해 초, 중등 학생들의 발명 및 로봇에 대한 인식 변화를 통해 교육프로그램의 효과를 분석하였다. 연구 결과 학생들이 교육 전에 인식한 로봇과 교육 후에 인식한 로봇에 차이가 많았으며 저학년일수록 그 변화가 두드러졌다. 또한, 발명에 대한 인식도 교육을 받기 전에는 로봇이 포함되지 않았던 것에 비해 교육을 받은 후 학생들이 인식한 발명은 로봇이 다수 포함되어 있었다. 로봇에 대한 태도 및 발명에 대한 태도에도 변화가 있었으며 이는 저학년일수록 두드러지게 나타났다. 이를 통해 초, 중등 학생들에게 발명과 로봇에 대한 인식의 변화를 주는데 Hands-on robots를 활용한 발명교육프로그램이 효과적이라고 분석할 수 있다.
Robots are used in early childhood education as a new instructional media, and educational activities using robots have been increased. So the purpose of this study is to investigate the effect of educational activities using hands-on robots on logic-mathematical knowledge and creative problem-solving ability of young children. The total number of subjects was 43, and they were all five-year-old children. The experimental group and control group did activities with hands-on robots and general free activities, respectively. Results using ANCONA have shown that the activities with hands-on robots positively affected logic-mathematical knowledge and creative problem-solving ability of young children. These meaningful results have shown the possibility of early childhood educational use as the effectiveness of hands-on robots has come out.
This paper deals with researching and designing the fastening parts to be used in order to assemble various Teaching Aids Robots (or Hands-on Robots) with originally incompatible parts supplied by different manufacturers. The suggested fastening parts provide the compatibility among Teaching Aids Robots even though the educational robot customers use incompatible parts from different companies. The designed fastening parts are classified into four set groups such as frame set, sliding-bar set, connector set, and set of chuck and rivet/bolt. Each set of the fastening parts reflects the needs collected from the users, and then some portion of new idea has been added to implement the needs. In this paper, the examples of the Teaching Aids Robots which are assembled with both commercial parts and the designed parts are presented in order to evaluate the compatibility and usability of the suggested fastening parts. As a result, both compatibility and usability of the fastening parts suggested in this paper were proved. The designed fastening parts have been distributed to more than 100 elementary schools nationwide.
지식경제부에서는 학교교육의 다양성 확대를 지원하고 체계적인 로봇교육 방안을 마련하고자, 초등학교 68개교를 대상으로 교구로봇과 교사 연수 등 교사의 로봇활용 지원체제를 구축한 후 교구로봇 시범교육사업을 실시하였다. 따라서 본 논문에서는 초등 방과후학교의 교구로봇 시범교육사업에 대한 현황을 분석하여, 향후 교구로봇 확대사업에 대한 기초 자료 분석결과를 제공하고자 한다. 이를 위하여 시범교육사업 대상학교의 교육 개설 현황, 교구 및 교재 이용, 교 강사 현황과 학생만족도 등을 조사하였다. 그 결과 대부분의 초등학교에서 학생들의 창의력 향상, 로봇에 대한 관심 증대 등의 효과가 있는 것으로 나타났으며, 적극적으로 수업에 참여하고 높은 집중 정도를 나타내는 것으로 분석되었다. 하지만 교재, 교구에 대한 개선 요구사항이 많은 것으로 나타나 학생들의 수준에 맞는 적절한 교재와 학생들의 다양한 활동을 이끌어 낼 수 있는 교구의 구성이 뒷받침 되어야 할 것으로 보인다.
로봇을 통한 창의성과 문제해결력 신장에 대한 기대뿐만 아니라 영재교육 등의 다양한 요구에 의해 사교육 및 방과후학교 로봇교실은 매우 활성화되어 있다. 그러나 로봇교육은 인지적 영역뿐만 아니라 정의적 영역에 대한 효과도 매우 크게 기대되는데, 경제적 형편이 어려운 아동에게는 로봇키트 등의 가격 부담으로 균등한 기회조차 주워지지 못하는 실정이다. 이에 본 연구에서는 서울시의 u-러닝 사업의 일환으로 저소득층 아동들을 대상으로 통제집단과 실험 집단으로 나누어 무상으로 1년간 로봇교육을 실시하여, 정의적 영역과 인지적 영역 그리고 창의성의 유창성 부분에서 어떠한 변화가 일어나는지에 대한 관찰연구를 실시하고 있다. 이에 본 연구에서는 서울시의 u-러닝 사업의 일환으로 저소득층 아동들을 대상으로 통제집단과 실험집단으로 나누어 무상으로 1년간 로봇교육을 실시하여, 정의적 영역과 인지적 영역 그리고 창의성의 유창성 부분에서 어떠한 변화가 일어나는지에 대한 사전사후 비교연구를 실시하고 있다. 현재까지 관찰로 아이들의 태도가 변화하는 성공사례들이 나타나고 있어, IT와 접목된 로봇교육을 통하여 저소득층 아동의 창의적이고 자발적인 태도를 육성하기 위한 가능성이 보여진다.
제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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pp.477-482
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1994
As the need for switchover to FA and for rationalization increases in the industrial world, educational courses in schools are more and more taking up the subjects of electronic machines, mechatronics and systems, etc., subjects which are a fusion of the previous subjects of electricity, electronics and machines. At our junior college, a control engineering course was inaugurated in 1974 prior to any other schools that offered such courses. As automation progressed, the use of industrial robots spread rapidly. The year of 1980 is regarded as the first year that the use of industrial robots become widespread. Responding to the current requests, a one-year research course was added to the control engineering course in 1983. Moreover, a robot engineering course was newly established in 1984, in which mechatronics and industrial robotics were instructed intensively in high efficiency. As a teaching aid, an air robot system which was based particularly on the FMS model and possessed pattern recognition capabilities was completed in 1982. This system has been used since then as the nucleus for hands-on training with robots and systems. As more and more intelligent machines and artificial intelligence become widespread in industry, these subjects are taking on greater importance and greater sophistication in the education offered by this department. Educational institutions are seeking to provide facilities and curricula which will meet the technological needs of this age. Our college is not an institution at the graduate school level, but rather a school which is at the more practical junior college level. An outline of the facilities introduced at our school is presented and the results of utilizing it in industrial robot engineering education is reported.
In many cases, tasks are unpredictable and therefore not doable by special-purpose or pro-programble robots. So master/slave type robot hands which combine human perceptions with conventional robot hands are required as robot end effector. These also can be applied to hazardous worksites such as outer space, deep sea and nuclear power plant. In this study, master/slave type robot fingers with 3 joints each are designed and constructed. To control force accurately, TDT(tension difference type) torque sensors are constructed and attached toeachjoints of slave finger and new force reflecting control algorithm is suggested. Finally, experimental results show that the new control algorithm can be successfully applied.
현재 진행되고 있는 대부분의 로봇 연구는 특정한 목적을 수행함에 있어서 기능적으로 안정적이고 원활한 움직임을 보이는 것과 더불어 사용자가 원하는 정보를 적절하게 전달하는 것에 초점을 맞춰 진행하고 있다. 본 논문에서는 로봇의 작업수행 상태가 아닌 외부로부터 입력 값이 없는 대기상태의 행동패턴을 제시하여 보다 자연스러운 인간-로봇 상호작용을 제시하고자 하였다. 로봇의 대기상태 행동패턴을 디자인함에 있어서 비디오 판독 방법을 선택하였고, 실제 서비스업에 종사하는 10명의 사람들을 비디오로 녹화하여 사람들과 상호작용이 없는 대기상태의 반복적인 행동패턴을 관찰하였다. 각각의 비디오 데이터로부터 총 21개의 반복적 행동을 기록하였고, 비슷한 항목들을 통합하여 최종적으로 11개의 행동패턴을 추출하였다. 추출된 패턴들 가운데 6개의 대표적인 행동들을 EEEX라는 로봇에 적합하도록 인코딩 작업을 하였고, 이것들이 사람들에게 올바르게 인식되는지를 확인하기 위하여 검증실험을 수행하였다. 사람들은 대부분의 로봇 행동패턴을 실험에서 의도한 바와 같이 인식하였으나 로봇의 하드웨어 특성상 몸과 팔의 움직임에서 약간의 혼동 요소가 있었다. 추후 실험을 통해 EEEX를 대형 마트의 입구에 실제로 배치하여 대기 중에 중립행동을 보일 때와 보이지 않을 때의 손님의 관심도 차이를 조사해보고자 한다.
최근 K-12교육에선 교수학습도구로 로봇을 활용하는 연구가 꾸준히 증가하고 있다. 핸즈온 특성을 기반으로 하는 로봇은 과학, 수학 교과학습 뿐만 아니라 STEAM 융합활동에서도 긍정적 교육효과를 제공하며 비판적 사고력, 창의성, 의사소통능력, 협동심 등의 21세기에 필요한 능력 신장에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 연구 성과에 비해 초중등 교육현장에서 로봇의 도구적 활용을 향상시키기 위한 로봇교육과정 연구는 아직 부족한 실정이다. 즉, 학교급/학년별로 도구적 활용을 제고하기 위한 체제적인 교육내용, 교육방법, 그리고 교육평가에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 초등학교와 중학교에서 '로봇'과 관련된 교육과정을 개발하고 운영할 수 있도록 국내외의 로봇교육과정 및 관련 사례를 분석한 후 개정될 컴퓨터과학 교육과정의 하위 영역으로써 로봇영역의 성취 목표를 제시하고, 교수학습 방법과 평가 방법의 고려사항을 제시하였다.
Robot hands capable of grasping or handling various objects are important for service robots to effectively aid humans. In particular, controlling a contact force and providing a compliant motion are essential when the hand is in contact with objects. Many dexterous robot hands equipped with force/torque sensors have been developed to perform force control, but they suffer from the complexity of control and high cost. In this paper, a low-cost robot hand based on SEA (Series Elastic Actuator), which is composed of compression spring, stretch sensor, and wire, is proposed. The grasping force can be estimated by measuring the compression length of spring, which would allow the hand to perform force control. A series of experimentations are carried out to verify the performance of force control of the proposed robot hand, and it is shown that it can successfully control the contact force without any additional force/torque sensors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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