최근에는 극한 분야에서 수상로봇, 수중로봇, 공중로봇과 같은 해양로봇의 필요성이 제기되고 있음에도 불구하고, 그 기반은 매우 부족하다. 다행히도, 로봇교육에 대한 요구가 증가하고 있으므로, 해양로봇키트의 개발 및 보급을 통하여 연구개발 기반을 마련하고 미래 인재를 양성하는 것이 바람직하다. 그러나, 기존에는 공중 이동 및 장애물회피가 가능한 풍선기반의 해양로봇키트가 없다. 이 문제를 해결하기 위해서, 적외선 센서를 이용하여 장애물회피가 가능한 풍선기반 자율 공중로봇키트가 개발되었다. 시험평가 결과는 실제 적용 가능성과 추가 연구의 필요성을 보여준다.
이 연구의 목적은 창의력 향상을 목표로 문제중심학습(PBL)에 기초하여 체계적이고 효과적인 로봇교육 프로그램을 개발하는 것이며, 또한, 개발된 로봇교육 프로그램이 학생들의 창의력 향상에 효과적인가를 분석하는 것이다. 이 연구에서는 과학고등학교에서 활용할 수 있는 로봇교육 프로그램 22차시를 개발하여 적용하였다. 적용 결과로 8개 팀이 자기 주도적으로 창의적 로봇을 제작할 능력을 갖추게 되었다. 또한, 로봇교육 프로그램의 적용 결과에 따른 창의력 향상 정도를 성별, 학업성취도에 따라 분석을 하였다. TTCT 창의력 검사 결과 창의력 향상에 유의한 효과가 있음이 나타났으며 특히, 창의력 하위 요소인 독창성의 향상에 큰 효과가 있음을 밝힐 수 있었다. 이 연구의 적용에서 성별간의 창의력 향상에 유의한 차이는 없는 것으로 나타났으며, 학업성취도에 따른 창의력 향상의 차이는 존재하는 것으로 나타났다. 특히, 학업성취도가 ‘하’영역 학생의 창의력 향상이 두드러지게 나타났다. 또한, 이 로봇교육 프로그램은 공과대학 소개 프로그램으로도 활용될 수 있을 것이다.
기존의 교육용 로봇은 산업용 로봇을 사용하거나 토이 로봇을 사용하여 텍스트 기반으로 프로그램 하는 방식을 많이 사용하고 있으며 학습자들은 텍스트 기반 언어 문법으로 인해 로보틱스 학문에 대한 어려움을 겪는 경우가 많았다. 개발된 교육용 로봇은 카메라 및 컬러 트래킹 기능과 탈착 가능한 다양한 센서와 엑츄에이터 모듈, 오픈 하드웨어 지원 및 그래픽 언어기반으로 프로그램 방식을 가지고 있다. 본 연구에서는 최근 초중학교 소프트웨어 교육의 일환으로 사용되어지어 지고 있는 그래픽 모듈 조립방식의 스크래치를 기반으로 한 프로그램 방식을 사용하는 교육용 로봇을 개발하고 이를 현장 교육에 도입하는 새로운 교육 방식에 대해 언급하기로 한다. 또한 개발된 교육용 로봇을 대상으로 한 커리큘럼의 일례가 제시되었으며 실제 초등학교 학습에 적용한 결과 기존 교육에 비해 학생들의 창의성을 살린 교육의 수월성이 좋은 것으로 파악되었으며 이는 제시된 접근 방법이 타당하고 효율적이라는 것을 보여준다.
소프트웨어 교육이 가지는 교육적 효과와 사회적 변화로 미루어 볼 때 일반 학생, 장애 학생 구분 없이 소프트웨어 교육에 대한 평등한 기회가 필요하다. 그러나 현재 일반 학생을 대상으로 한 소프트웨어 교육 관련 연구는 활발하게 이뤄지고 있으나, 장애 학생을 대상으로 한 소프트웨어 교육 관련 연구는 미비하다. 이에 본 연구에서는 발달 장애 학생을 대상으로 한 로봇 활용 소프트웨어 교육 프로그램을 개발하였다. 발달 장애 학생을 대상으로 한 로봇 활용 소프트웨어 교육 프로그램 개발은 모두를 위한 소프트웨어 교육 기회 확대라는 측면에서 의미가 있다. 또한 과제 집중력이 낮고 단기 기억력이 부족하며 사회성이 다소 떨어지는 특성을 가진 발달 장애 학생들에게 로봇을 활용한 소프트웨어 교육 프로그램은 교구를 활용한다는 점에서 동기 유발이 용이하며, 발달 장애 학생들의 학업 성취도 개선 및 자기 관리 능력 신장 뿐 아니라 자아 효능감, 자신감 등 정의적인 부분에서도 유의미한 변화가 있을 것이다.
The purpose of this research is to analyze teacher's lesson language pattern based on robot class. For this research as an analytical tool AF (Advanced Flanders) was utilized. Actually ClassReport ver 1.0 computer program was used in the process of input data. From the results of the Flanders index, The major instruction sequences were 4-8-3 in elementary school and 4-8 in middle school. The teacher's remarks in robot class in the elementary school rank 'instruction', 'question'. And In the middle school rank 'instruction' and 'positive advice' are very high ratio, but 'indication' is low ratio. The teacher constantly teach and ask question ratio in the middle school was higher than elementary school. But a tendency for non-indication was low ratio in the middle school than elementary school. These results could provide effective cues and information on how to to improve instruction.
수업시간의 적절한 분배와 활용은 효과적인 수업의 필수 조건이며 기본 조건이라 할 수 있다. 하지만 지금까지 수행된 UCR(User Created Robot)활용수업 관련 연구 중에서는 수업시간에 관한 연구를 찾아보기 어렵다. 이에 따라 본 연구에서는 효과적인 UCR활용수업 수행을 위하여 UCR활용수업의 실제학습시간과 소실된 수업시간을 분석하였다. 이를 위해 초등학교 3,4학년 통합학급 학생 3인을 대상으로 집중 관찰을 실시하였고 UCR활용수업 전 후에 교사를 대상으로 인터뷰를 실시하였다. 연구 결과, UCR활용 수업은 일반수업에 비해 실제학습시간이 적게 나타났다. 또한 UCR활용수업에서 소실된 수업시간의 대부분은 로봇매체를 준비하거나 정리하는 시간으로 활용되었고, 일부는 학생들의 수업무관 행동 및 비집중 하거나 외부의 영향으로 수업시간이 소실된 것으로 나타났다.
원격 로봇보조학습은 신체적·지적·문화적·환경적으로 취약한 학생들에게 교육의 기회를 제공할 수 있으며, 농산어촌 고교학점제의 어학관련 과목의 온라인교육과정을 대체하거나 세계시민교육을 위한 국제교류학습에 활용할 수 있으나, 현재까지 수용모델 연구는 예비교사를 대상으로만 이루어졌으며 사후사용의도 요인은 고려하지 않았다. 따라서 본 논문은 초등교사를 대상으로 원격 로봇보조학습에 대하여 사용의도와 사후 사용의도에 영향을 주는 기초 요인을 알아보았다. 연구 결과, 원격 로봇보조학습에 대하여 초등교사들은 성별에 의해 각 요인이 유의미한 차이가 없었으며, 경력이 많은초등교사들이 FC, PAD, PS, SP에서 더 긍정적으로 유의미한 결과가 나왔다. 또 수용의도에 영향을 주는 요인으로 PU, ATT, PENJ, SI, Ttrust 모두 매우 유의미 있게 나왔다. 이와 같은 원격 로봇보조학습에 대한 초등 교사들의 수용의도를 바탕으로 교육정보 정책 수립을 할 수 있을 것이다.
본 연구는 초 중등학교 정규교과에서 로봇활용교육의 효과를 고찰하기 위한 것으로 2001년부터 2013년까지 국내학술지를 대상으로 체계적 문헌고찰 연구방법을 수행하였다. 문헌고찰을 위한 데이터베이스는 KISS, DBpia, E-article의 세 종류를 활용하였으며 '로봇 & 교육'과 '로봇활용교육'의 두 옵션으로 검색을 실시하였다. 최초 검색된 논문은 481편이었으나 프로토콜에 따라 모니터링하고 추출을 진행한 결과 최종 50편이 선정되었다. 로봇활용교육의 연구 주제는 창의성, 문제해결능력이 가장 많았으며 연구방법으로는 이질집단사전사후설계와 t검증이 높은 빈도를 차지하였다. 교육적 효과측면에서 교과흥미도, 학습몰입도, 학습태도, 학습동기, 창의성, 문제해결능력 향상이 확인되었다. 하지만 일부 연구에서는 유의미 하지 않은 연구결과도 보고되었다. 문헌분석 결과를 기초로 로봇활용교육에 고려되어져야 할 점을 제시하였다.
본 논문은 초등학교 정규교과에서 로봇활용수업의 효과 분석을 위해 교과별 목표 달성에 적합한 로봇 및 PC연동 어플리케이션을 개발하고 수업적용을 통해 학습자의 반응을 살펴보았다. 연구결과 사후 이미지 프로파일의 대부분의 항목에서 로봇에 대한 긍정적인 응답이 나타났으며 특히, '이론적-실천적', '비협동적-협동적' 두 항목에서 유의미한 차이가 발견되었다(p<.05). 또한 학습자가 그린 사후 이미지 분석 결과 사전에 비해 구체적인 학습상황과 연계된 로봇 이미지가 형성된 것으로 나타났다. “로봇활용수업”에 대한 학습자 인식을 살펴보기 위한 면담결과 로봇의 직 간접 체험 모두 긍정적인 학습참여를 유도하고 실제적 학습경험을 제공하였다고 나타내었다. 또한 로봇활용수업을 통해 모둠 구성원과 자연스러운 협력활동이 관찰되었고 학생들도 동료와 협력활동에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. 이와 같은 결과는 로봇활용 교육이 새로운 학습 패러다임으로서의 가능성을 보여준다고 볼 수 있다.
International journal of advanced smart convergence
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제8권2호
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pp.155-161
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2019
We introduces a mobile robot that can navigate on a power transmission line arranged in bundled conductors. The designs of the proposed robot are performed for navigation on bundled conductors, and the navigation method for bundled conductors and obstacle avoidance are presented. The robot consists of 13 degrees of freedom (DOF) with a symmetrical structure for the left and right parts, including the four wheel joints. The navigation method is designed using a combination of three motion primitives such as linear motion of counterbalancing box, linear motion of robot arm, and rotational motion of wheel part. To examine the performance of the proposed robot, navigation simulations are conducted using $ADAMS^{TM}$. The robot navigations were simulated on obstacle environments that consisted of two- and four-conductor bundles. Based on the simulation results, the performance of the proposed robot was reviewed through the analysis of the trajectories of end-effectors. We confirmed that the proposed robot was capable of achieving optimal navigation on bundled conductors that included obstacles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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