KR102416890B1 - Learning kit for coding and ai education - Google Patents

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KR102416890B1
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김용신
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(주)브레인에이아이
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Abstract

The present invention relates to a learning kit for coding and artificial intelligence education. More specifically, the learning kit for education includes: any one driving device selected from the group including drones, self-driving model cars, robots, and classifiers; and an educational board including a microcontroller (MCU) which controls the driving device by a code written in a user terminal writing a code for controlling an operation of the driving device using artificial intelligence by using a programming language for coding and artificial intelligence education. According to the learning kit for coding and artificial intelligence education proposed in the present invention, by including the driving device and the educational board, a learner directly assembles the driving device according to a project and writes code using a programming language, and experiences the actual control of the driving device through the educational board according to the written code. Accordingly, the learner can learn the principles of product development and feel a sense of accomplishment by directly applying coding and artificial intelligence.

Description

코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트{LEARNING KIT FOR CODING AND AI EDUCATION}LEARNING KIT FOR CODING AND AI EDUCATION

본 발명은 교육용 학습 키트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트에 관한 것이다.The present invention relates to a learning kit for education, and more particularly, to a learning kit for coding and artificial intelligence education.

일반적으로 코딩은 컴퓨터 프로그램을 수행하는 절차에 관한 명령어 모음에 해당하는 코드를 입력하는 행위를 말한다. 이러한 코딩은 프로그램을 구상하고 문제해결을 위한 절차와 과정에 관한 알고리즘을 작성하는 것을 포함하는 의미로 사용되며, 컴퓨터 프로그래밍이라고도 한다.In general, coding refers to the act of inputting a code corresponding to a set of instructions related to a procedure for executing a computer program. Coding is used in the meaning of designing a program and writing an algorithm for procedures and processes for problem solving, also called computer programming.

종래의 코딩교육은 컴퓨터 프로그래밍을 전문으로 하는 사용자를 대상으로 하였으나, 디지털 지식 정보화시대를 맞아 초등학교에서부터 문제해결 능력을 배양하기 위한 교과 과정으로 활용되고 있다.Conventional coding education was aimed at users who specialize in computer programming, but in the era of digital knowledge and information, it is being used as a curriculum for cultivating problem-solving abilities from elementary school.

특히, 제4차 산업혁명은 2016년 다보스에서 열린 세계경제포럼에서 제안된 이후 인류 역사 최대의 혁명으로 예측되며 국제적으로 초미의 관심사이다. 또한, 4차 산업을 구성하게 되는 스마트폰, 자동차, 가전제품 등 현재 우리의 삶과 관련 있는 거의 대부분 영역에 이미 SW가 있으며, 사람, 사물 등 모든 것이 서로 연결 가능한 사물인터넷(IoT) 기반의 미래 초연결 시대에는 SW의 중요성이 더욱 커지고 있다.In particular, the 4th industrial revolution is predicted to be the biggest revolution in human history since it was proposed at the World Economic Forum held in Davos in 2016, and is of international interest. In addition, SW is already present in almost all areas related to our lives, such as smartphones, automobiles, and home appliances, which constitute the 4th industry, and the future based on the Internet of Things (IoT), where everything such as people and things can be connected to each other In the hyper-connected era, the importance of SW is growing.

이에 대해 세계적으로 미래 제4차 산업을 주도하기 위해 영국은 2014년부터 코딩교육을 시작하고 있으며, 미국은 오바마 대통령의 “computer science for all”의 주창으로 코딩교육에 전력하고 있으며, 일본 핀란드 등 각국에 경쟁적으로 코딩교육을 정규교육에 포함하는 추세이다. 우리나라도 지난 2015년 ‘소프트웨어 중심사회를 위한 인재양성 추진 계획’을 통해 2018년부터 단계적으로 초등학교에서부터 대학교까지 소프트웨어교육을 강화할 계획이다.In response, the UK has started coding education in 2014 to lead the future 4th industry globally, and the US is focusing on coding education under President Obama’s advocate for “computer science for all”, and countries such as Japan, Finland, etc. There is a trend to competitively include coding education in regular education. Korea also plans to strengthen software education from elementary schools to universities in stages from 2018 through the ‘plan to foster talents for a software-oriented society’ in 2015.

따라서, 4차 산업의 핵심 기술인 인공지능과 코딩을 교육하기 위한 교육 도구의 개발이 요구되고 있다.Therefore, the development of educational tools for educating artificial intelligence and coding, which are core technologies of the 4th industry, is required.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 구동 장치 및 교육용 보드를 포함함으로써, 학습자가 프로젝트에 따라 구동 장치의 조립과 프로그래밍 언어를 이용한 코드 작성을 직접 수행하고, 작성한 코드에 따라 교육용 보드를 통해 구동 장치가 실제 제어되는 경험을 함으로써, 코딩 및 인공지능을 직접 적용하여 제품이 개발되는 원리를 학습하고 성취감을 느낄 수 있는, 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the previously proposed methods, and by including a driving device and an educational board, the learner directly assembles the driving device according to the project and writes a code using a programming language, and , Provide a learning kit for coding and artificial intelligence education that allows you to learn the principles of product development by directly applying coding and artificial intelligence and feel a sense of accomplishment by experiencing the actual control of the driving device through the educational board according to the code you have written to do that for that purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트는,A learning kit for coding and artificial intelligence education according to the features of the present invention for achieving the above object,

교육용 학습 키트로서,An educational learning kit comprising:

드론, 자율주행 모형 차, 로봇 및 분류기를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 구동 장치; 및any one driving device selected from the group including a drone, an autonomous driving model car, a robot, and a classifier; and

코딩 및 인공지능 교육을 위한 프로그래밍 언어를 이용해, 인공지능을 이용해 상기 구동 장치의 동작을 제어하기 위한 코드를 작성하는 사용자 단말기에서 작성된 코드에 의해 상기 구동 장치를 제어하는 마이크로 컨트롤러(MCU: Micro Controller Unit)를 포함하는 교육용 보드를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.A microcontroller (MCU: Micro Controller Unit) that controls the driving device by a code written in a user terminal that writes a code for controlling the operation of the driving device using artificial intelligence using a programming language for coding and artificial intelligence education ) is characterized in its configuration to include an educational board that includes.

바람직하게는, 상기 구동 장치는,Preferably, the driving device comprises:

복수의 부품으로 구성되며, 상기 부품의 조립에 의해 완성되어 상기 코드에 의해 동작하는 DIY 형태일 수 있다.It is composed of a plurality of parts, and may be a DIY type that is completed by assembling the parts and operated by the code.

더욱 바람직하게는, 상기 구동 장치는,More preferably, the driving device,

상기 사용자 단말기로부터 요청받은 요청 정보에 따라, 3D 프린터 또는 레이저 커팅기로 출력된 부품으로 구성될 수 있다.According to the request information requested from the user terminal, it may be composed of parts output by a 3D printer or a laser cutter.

바람직하게는, 상기 교육용 보드는,Preferably, the educational board,

코드가 입력되고 상기 코드에 의한 제어 신호를 상기 구동 장치에 전달하며, 코딩 및 인공지능 교육용으로 개발된 교육용 제어 보드; 및an education control board to which a code is input and a control signal according to the code is transmitted to the driving device, and developed for coding and artificial intelligence education; and

상기 교육용 제어 보드와 연결되며, 상기 구동 장치의 제어를 위한 기능을 확장하는 교육용 확장 보드를 포함할 수 있다.It may include an educational expansion board that is connected to the education control board and expands a function for controlling the driving device.

더욱 바람직하게는, 상기 교육용 확장 보드는,More preferably, the educational expansion board,

모터를 이용한 프로젝트 개발을 위한 모터 구동 중심의 확장 보드로서, 복수의 모터 포트, 스위치 및 버튼 포트, 센서 및 액추에이터 연동을 위한 3핀 포트를 포함할 수 있다.As a motor-driven expansion board for project development using a motor, it may include a plurality of motor ports, switch and button ports, and 3-pin ports for interworking with sensors and actuators.

바람직하게는, 상기 프로그래밍 언어는,Preferably, the programming language comprises:

블록 코딩 및 텍스트 코딩을 지원할 수 있다.Block coding and text coding may be supported.

바람직하게는,Preferably,

상기 교육용 보드와 상기 구동 장치를 연결하기 위한 적어도 하나 이상의 연결 케이블; 및at least one connecting cable for connecting the educational board and the driving device; and

상기 교육용 보드에 연결되어 상기 구동 장치의 구동을 위한 기능을 강화하는 추가 모듈을 더 포함할 수 있다.It may further include an additional module connected to the educational board to enhance a function for driving the driving device.

더욱 바람직하게는, 상기 추가 모듈은,More preferably, the additional module comprises:

카메라 모듈, 통신 모듈, 센서 및 액추에이터를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.It may be at least one selected from the group including a camera module, a communication module, a sensor, and an actuator.

본 발명에서 제안하고 있는 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트에 따르면, 구동 장치 및 교육용 보드를 포함함으로써, 학습자가 프로젝트에 따라 구동 장치의 조립과 프로그래밍 언어를 이용한 코드 작성을 직접 수행하고, 작성한 코드에 따라 교육용 보드를 통해 구동 장치가 실제 제어되는 경험을 함으로써, 코딩 및 인공지능을 직접 적용하여 제품이 개발되는 원리를 학습하고 성취감을 느낄 수 있다.According to the learning kit for coding and artificial intelligence education proposed in the present invention, by including the driving device and the educational board, the learner directly assembles the driving device according to the project and writes the code using the programming language according to the written code By experiencing the actual control of the driving device through the educational board, you can learn the principles of product development by directly applying coding and artificial intelligence and feel a sense of accomplishment.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트를 예를 들어 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트에서, 교육용 보드의 세부적인 구성을 예를 들어 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트에서, 교육용 확장 보드의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트에 따른, 구동 장치의 작동 모습을 예를 들어 도시한 도면.1 is a diagram showing the configuration of a learning kit for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing, for example, a learning kit for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing, for example, a detailed configuration of an educational board in a learning kit for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a detailed configuration of an educational expansion board in a learning kit for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention.
5 to 8 are diagrams showing, for example, the operation of the driving device according to the learning kit for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' with another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element interposed therebetween. include In addition, "including" a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)는, 구동 장치(110) 및 교육용 보드(120)를 포함하여 구성될 수 있으며, 연결 케이블(130) 및 추가 모듈(140)을 더 포함하여 구성될 수 있다.1 is a diagram showing the configuration of a learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention. 1, the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention may be configured to include a driving device 110 and an educational board 120, and a connection cable ( 130) and the additional module 140 may be further included.

여기서, 학습자는 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)와 사용자 단말기(200)를 이용해 코딩 및 인공지능 학습을 할 수 있는데, 사용자 단말기(200)에서 프로그래밍 언어를 이용해 작성된 코드에 따라 구동 장치(110)가 제어되도록 하여, 학습자가 프로젝트에 따라 직접 코드를 작성하고, 그 코드에 의해 구동 장치(110)가 실제 제어되는 경험을 함으로써, 코딩 및 인공지능이 직접 적용되어 실용적으로 구현될 수 있음을 학습하고, 이에 따른 성취감을 느낄 수 있다.Here, the learner can learn coding and artificial intelligence using the learning kit 100 and the user terminal 200 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention. By allowing the driving device 110 to be controlled according to the written code, the learner writes the code directly according to the project, and experiences that the driving device 110 is actually controlled by the code, coding and artificial intelligence are directly applied You can learn that it can be practically implemented, and feel a sense of achievement accordingly.

이때, 프로그래밍 언어는, 블록 코딩 및 텍스트 코딩을 지원할 수 있다. 여기서, 블록 코딩은 스크래치 등이 있을 수 있으며, 텍스트 코딩은 전문적인 인공지능 알고리즘 등을 작성할 수 있는 파이선(Python) 등이 있을 수 있다.In this case, the programming language may support block coding and text coding. Here, block coding may include scratch, and text coding may include Python, which can write professional artificial intelligence algorithms, and the like.

사용자 단말기(200)는 단말기 자체에 설치된 프로그래밍 언어를 사용할 수 있으나, 프로그래밍 언어를 클라우드 방식으로 제공하는 클라우드 서버에 네트워크를 통해 접속해, 클라우드 서버에서 제공하는 프로그래밍 언어로 코드를 작성할 수도 있다.The user terminal 200 may use a programming language installed in the terminal itself, but may also connect to a cloud server that provides the programming language in a cloud manner through a network and write a code in the programming language provided by the cloud server.

실시예에 따라서, 프로그래밍 언어는, 학습자가 쉽게 인공지능의 개념을 파악하고 실제 코딩에 활용할 수 있도록, CNN(Convolutional neural network), RNN(Recurrent Neural Network), 랜덤 포레스트(Random Forest) 등의 인공지능 알고리즘, 또는 이러한 인공지능 알고리즘으로 구현한 객체 인식(object detection) 모델, 세그멘테이션(segmentation) 모델, 음성 인식 모델, 텍스트 인식 모델, 자연어 처리 모델 등의 인공지능 모델을 라이브러리 형태로 제공할 수도 있다.According to an embodiment, the programming language is artificial intelligence such as a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), and a random forest so that learners can easily grasp the concept of artificial intelligence and use it for actual coding. Algorithms or artificial intelligence models such as object detection models, segmentation models, speech recognition models, text recognition models, and natural language processing models implemented with such artificial intelligence algorithms may be provided in the form of a library.

또한, 클라우드 서버에 여러 프로젝트별로 학습 데이터를 저장한 데이터베이스를 구축하여, 학습자가 별도의 학습 데이터를 수집해서 전처리할 필요 없이, 클라우드 서버의 데이터베이스에서 원하는 프로젝트의 학습 데이터를 획득해, 획득한 학습 데이터로 프로그래밍 언어가 제공하는 인공지능 알고리즘을 학습시키는 코드를 작성해 적용하도록 할 수 있다. 따라서 학습자는 인공지능의 개념을 쉽게 파악하고 이를 실제 프로젝트에 적용해 구동 장치(110)가 동작하는 것까지 확인할 수 있으므로, 재미와 성취감을 얻을 수 있다.In addition, by building a database that stores learning data for each project in the cloud server, learners do not need to collect and pre-process the learning data separately, but acquire the learning data of the desired project from the database of the cloud server, and the acquired learning data You can write and apply the code that learns the artificial intelligence algorithm provided by the programming language. Therefore, the learner can easily grasp the concept of artificial intelligence and apply it to an actual project to check the operation of the driving device 110, thereby providing fun and a sense of achievement.

한편, 사용자 단말기(200)는 코딩 및 인공지능 교육을 위한 프로그래밍 언어를 이용해 구동 장치(110)의 동작을 제어하기 위한 코드를 작성하기 위한 장치일 수 있다. 사용자 단말기(200)는 학습자가 사용할 수 있는 각종 전자장치로 구현될 수 있다.Meanwhile, the user terminal 200 may be a device for writing a code for controlling the operation of the driving device 110 using a programming language for coding and artificial intelligence education. The user terminal 200 may be implemented as various electronic devices that a learner can use.

여기서, 전자장치는 스마트폰, 태블릿(tablet) PC(personal computer), 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑(desktop) PC, 랩탑(laptop) PC, 넷북(netbook) 컴퓨터, 워크스테이션(workstation), 서버(server), PDA(personal digital assistant), 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자사전 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트렌즈, 또는 머리착용형 장치(HMD, head-mounted-device), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로(implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지는 않으며, 전술한 다양한 장치 중 둘 이상의 조합일 수 있다.Here, the electronic device is a smart phone, a tablet PC (personal computer), a mobile phone, a video phone, an e-book reader, a desktop PC, a laptop PC, a netbook computer, a workstation ), a server, a personal digital assistant (PDA), a media box, a game console, an electronic dictionary, or a wearable device may include at least one of, and the wearable device is an accessory type (eg, a watch, a ring, Bracelets, anklets, necklaces, eyeglasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMDs), fabrics or integral garments (such as electronic garments), body-mounted (such as skin pads or tattoo), or an implantable circuit.In various embodiments, the electronic device is not limited to the aforementioned devices, but may be a combination of two or more of the aforementioned various devices. have.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)를 예를 들어 도시한 도면이다. 이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)의 각 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.2 is a diagram illustrating, for example, a learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, each configuration of the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

구동 장치(110)는, 드론, 자율주행 모형 차, 로봇 및 분류기를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 즉, 구동 장치(110)는 학습자가 사용자 단말기(200)에서 작성한 코드에 따라 하는 동작을 확인할 수 있는 장치로서, 드론, 자율주행차 등 제품의 프로토타입 개발 경험을 제공해, 학습자가 코드의 실행을 확인해 성취감을 느낄 수 있도록 하는 구성일 수 있다.The driving device 110 may be any one selected from the group including a drone, an autonomous driving model car, a robot, and a classifier. That is, the driving device 110 is a device that allows the learner to check the operation according to the code written in the user terminal 200, and provides prototype development experience for products such as drones and autonomous vehicles, so that the learner can execute the code. It may be a configuration that allows you to check and feel a sense of accomplishment.

보다 구체적으로, 구동 장치(110)는, 복수의 부품으로 구성되며, 부품의 조립에 의해 완성되어 코드에 의해 동작하는 DIY 형태일 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 부품과 조립을 위한 나사, 드라이버 등을 포함할 수 있으며, 부품의 조립으로 드론, 자율주행 모형 차, 로봇, 분류기 등을 학습자가 직접 조립하도록 하여, 학습자가 지나치게 많은 시간을 투자하지 않고도 쉽게 구동 장치(110)를 제작할 수 있고, 이를 통해 재미 및 성취감을 느끼게 하면서도, 인공지능 코드의 작성에 집중하도록 할 수 있다.More specifically, the driving device 110 is composed of a plurality of parts, is completed by assembling the parts, may be a DIY type operated by a code. That is, as shown in Fig. 2, it may include a plurality of parts and screws, drivers, etc. for assembling, and by assembling the parts, the learner directly assembles a drone, an autonomous driving model car, a robot, a classifier, etc. The learner can easily manufacture the driving device 110 without investing too much time, and through this, it is possible to focus on writing the artificial intelligence code while giving a sense of fun and achievement.

한편, 구동 장치(110)는, 사용자 단말기(200)로부터 요청받은 요청 정보에 따라, 3D 프린터, 레이저 커팅기 등으로 출력된 부품으로 구성할 수 있다. 즉, 학습자나 코딩 학습 지도자가 사용자 단말기(200)를 이용해 요청한 바에 따라, 3D 프린팅으로 출력된 부품이나, 레이저 커팅기로 제작된 부품으로 구동 장치(110)를 구성함으로써, 학습자나 코딩 학습 지도자의 프로젝트에 최적화된 구동 장치(110)를 구성 및 제공할 수 있다.On the other hand, the driving device 110, according to the requested information requested from the user terminal 200, may be composed of parts output by a 3D printer, laser cutting machine, or the like. That is, as a learner or a coding learning leader requests using the user terminal 200, by configuring the driving device 110 with parts output by 3D printing or parts made by a laser cutting machine, the learner or coding learning leader's project It is possible to configure and provide a driving device 110 optimized for

이때, 사용자 단말기로부터 요청 정보를 수신하기 위해, 주문 플랫폼을 운영하는 서버를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)를 이용하는 원활한 프로젝트 수행 및 학습이 가능하도록, 플랫폼을 운영하는 플랫폼 서버, 클라우드 서버, 교육용 학습 키트(100) 및 사용자 단말기(200)로 시스템을 구성 및 운영할 수 있다.In this case, in order to receive the request information from the user terminal, it may include a server operating an order platform. That is, to enable smooth project execution and learning using the coding and artificial intelligence training kit 100 according to an embodiment of the present invention, the platform server, the cloud server, the training kit 100 and the user terminal that operate the platform (200) can configure and operate the system.

교육용 보드(120)는, 코딩 및 인공지능 교육을 위한 프로그래밍 언어를 이용해, 인공지능을 이용해 구동 장치(110)의 동작을 제어하기 위한 코드를 작성하는 사용자 단말기(200)에서 작성된 코드에 의해 구동 장치(110)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 교육용 보드(120)는 교육용 제어 보드(121) 및 교육용 확장 보드(122)를 포함하여 구성될 수 있다.The educational board 120 is driven by a code written in the user terminal 200 that uses a programming language for coding and artificial intelligence education, and writes a code for controlling the operation of the driving device 110 using artificial intelligence. (110) can be controlled. More specifically, the educational board 120 may be configured to include an educational control board 121 and an educational expansion board 122 .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)에서, 교육용 보드(120)의 세부적인 구성을 예를 들어 도시한 도면이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)의 교육용 보드(120)를 구성하는 각 구성요소에 대해 상세히 설명하도록 한다.3 is a diagram illustrating, for example, a detailed configuration of the educational board 120 in the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, each component constituting the educational board 120 of the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3 .

교육용 제어 보드(121)는, 코드가 입력되고 코드에 의한 제어 신호를 구동 장치(110)에 전달하며, 코딩 및 인공지능 교육용으로 개발된 것일 수 있다. 실시예에 따라서, 교육용 제어 보드(121)는 유치원에서 초등학생, 중학생, 고등학생 등, 초보수준에서 고급수준까지 다양한 수준의 코딩학습자가 사용할 수 있는 보드인 마이크로비트일 수 있다. 교육용 제어 보드(121)는, 코드가 입력되는 입력 인터페이스 및 코드에 의한 제어 신호를 구동 장치(110)에 전달하는 제어 인터페이스를 포함하여 구성될 수 있다.Educational control board 121, a code is input and transmits a control signal by the code to the driving device 110, it may be developed for coding and artificial intelligence education. According to an embodiment, the educational control board 121 may be a micro:bit board that can be used by coding learners of various levels from a beginner level to an advanced level, such as kindergarten to elementary school students, middle school students, and high school students. The education control board 121 may include an input interface to which a code is input and a control interface for transmitting a control signal by the code to the driving device 110 .

학습자가 사용자 단말기(200)에서 작성한 코드를 입력 인터페이스를 통해 교육용 제어 보드(121)에 입력하면, 교육용 제어 보드(121)의 제어 인터페이스가 구동 장치(110)에 제어 신호를 인가하여 코드에 따라 구동 장치(110)를 동작시킬 수 있다.When the learner inputs the code written in the user terminal 200 into the educational control board 121 through the input interface, the control interface of the educational control board 121 applies a control signal to the driving device 110 to drive according to the code The device 110 may be operated.

보다 구체적으로, 교육용 제어 보드(121)는, 프로세서, 전원 또는 배터리 연결 포트, 가속도계나 나침반 등의 기본 센서, 사용자 단말기(200) 또는 구동 장치(110)와 연결을 위한 USB 연결 포트 등을 포함하며, 모터, 센서, LED 등의 부품을 연결할 수 있는 적어도 하나 이상의 연결용 핀, 프로그래밍 가능한 버튼, 전원 포트, 상태를 나타내는 복수의 LED, 리셋 버튼 등을 포함하여 구성될 수 있다.More specifically, the educational control board 121 includes a processor, a power or battery connection port, a basic sensor such as an accelerometer or a compass, a user terminal 200 or a USB connection port for connection with the driving device 110, etc. , a motor, a sensor, and at least one pin for connection that can connect parts such as an LED, a programmable button, a power port, a plurality of LEDs indicating a state, a reset button, etc. may be configured.

교육용 확장 보드(122)는, 교육용 제어 보드(121)와 연결되며, 구동 장치(110)의 제어를 위한 기능을 확장할 수 있다. 즉, 프로젝트에 따라서 더 다양한 모터, 센서, 카메라, 통신 모듈, 액추에이터 등을 연결하는 등 기능 확장이 필요할 때, 교육용 확장 보드(122)를 교육용 제어 보드(121)와 연결해 다양한 기능을 확장 구현할 수 있다. 실시예에 따라서, 교육용 제어 보드(121)가 마이크로비트이면, 교육용 확장 보드(122)는 마이크로비트를 위해 제작된 마이크로비트 확장 보드일 수 있다.The education expansion board 122 is connected to the education control board 121 , and may extend a function for controlling the driving device 110 . That is, when function expansion is required, such as connecting more various motors, sensors, cameras, communication modules, actuators, etc. depending on the project, various functions can be extended by connecting the educational expansion board 122 with the educational control board 121. . According to an embodiment, if the education control board 121 is a micro:bit, the education expansion board 122 may be a micro:bit extension board manufactured for the micro:bit.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)에서, 교육용 확장 보드(122)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)의 교육용 확장 보드(122)는, 모터를 이용한 프로젝트 개발을 위한 모터 구동 중심의 확장 보드로서, 복수의 모터 포트, 스위치 및 버튼 포트, 센서 및 액추에이터 연동을 위한 3핀 포트를 포함할 수 있다. 이와 같이, 4개 이상의 모터 포트, 다수의 3핀 포트 등의 여러 가지의 포트를 구비하여, 특히 도 1에 도시된 바와 같은 무인 자동차 모형이나 도 2에 도시된 바와 같은 분류기 등 모터가 필요한 프로젝트의 개발이 용이한 교육용 확장 보드(122)를 구성할 수 있다.4 is a diagram illustrating a detailed configuration of the educational expansion board 122 in the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 4, the educational expansion board 122 of the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention is a motor-driven expansion board for project development using a motor, It may include a plurality of motor ports, switch and button ports, and a 3-pin port for interworking with sensors and actuators. In this way, it is equipped with various ports such as four or more motor ports and a plurality of 3-pin ports, especially for projects that require a motor such as an unmanned car model as shown in FIG. 1 or a classifier as shown in FIG. 2 . An educational expansion board 122 can be easily developed.

연결 케이블(130)은, 교육용 보드(120)와 구동 장치(110)를 연결하기 위한 적어도 하나 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 연결 케이블(130)은 USB 방식으로 연결하는 케이블로서, 복수 개일 수 있다. 연결 케이블(130)은, 교육용 보드(120)와 구동 장치(110)를 연결할 수 있고, 교육용 보드(120)와 사용자 단말기(200)를 연결할 수도 있으며, 다양하게 활용될 수 있다.The connection cable 130 may be at least one for connecting the educational board 120 and the driving device 110 . More specifically, the connection cable 130 is a cable for connecting in a USB method, and may be plural. The connection cable 130 may connect the educational board 120 and the driving device 110 , and may connect the educational board 120 and the user terminal 200 , and may be used in various ways.

추가 모듈(140)은, 교육용 보드(120)에 연결되어 구동 장치(110)의 구동을 위한 기능을 강화할 수 있다. 보다 구체적으로, 추가 모듈(140)은, 카메라 모듈, 통신 모듈, 센서 및 액추에이터를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다. 즉, 각종 센서, LED, 스위치, 액추에이터(서보모터, DC 모터 등), 통신 모듈, 배터리 등 프로젝트의 실행을 위한 각종 부가적인 부품을 추가 모듈(140)로 구성하여, 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)를 구성할 수 있다.The additional module 140 may be connected to the educational board 120 to enhance a function for driving the driving device 110 . More specifically, the additional module 140 may be at least one selected from the group consisting of a camera module, a communication module, a sensor, and an actuator. That is, various additional parts for project execution such as various sensors, LEDs, switches, actuators (servo motors, DC motors, etc.), communication modules, and batteries are configured as an additional module 140 in an embodiment of the present invention. It is possible to configure the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to the

여기서, 추가 모듈(140)은, 학습자 또는 코딩 학습 지도자의 요청 정보에 따라, 학습 프로젝트에 필요한 각종 부품이나 센서 등으로 구성할 수 있으며, 요청 정보나 학습 프로젝트의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다.Here, the additional module 140 may be configured with various parts or sensors required for a learning project according to the requested information of the learner or the coding learning leader, and may be configured in various ways according to the requested information or the type of the learning project. .

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)는, 프로젝트 진행에 필요한 배터리, 설명서 등을 포함하여, 프로젝트 또는 요청 정보에 따라 다양하게 구성될 수 있다.On the other hand, the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention may be configured in various ways according to the project or requested information, including batteries and instructions necessary for project progress.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)에 따른, 구동 장치(110)의 작동 모습을 예를 들어 도시한 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따른 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 자율주행 모형 차 형태의 구동 장치(110)를 조립하고, 교육용 제어 보드(121) 및 교육용 확장 보드(122)를 연결한 교육용 보드(120)를 구동 장치(110)에 탑재하 모터와 전원을 연결하여, 코드에 따라 구동 장치(110)가 자율 주행하도록 하는 프로젝트를 할 수 있다.5 to 8 are diagrams illustrating, for example, the operation of the driving device 110 according to the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 5 and 6, the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education according to an embodiment of the present invention assembles a driving device 110 in the form of an autonomous driving model car, and a control board for education ( 121) and the educational board 120 connected to the educational expansion board 122 are mounted on the driving device 110, the motor and power are connected, and the driving device 110 autonomously drives according to the code. have.

또한, 실시예에 따라서는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 분류기 형태의 구동 장치(110)를 조립하고, 교육용 보드(120)와 카메라 모듈(추가 모듈(140))을 연결해 구동 장치(110)에 탑재하여, 카메라 모듈에서 인식한 색상에 따라 물체의 분류를 수행하는 분류기 제작 프로젝트를 할 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기(200)에 구비된 카메라를 활용할 수 있는 형태로도 구현할 수 있다.In addition, according to the embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8 , the classifier-type driving device 110 is assembled, and the educational board 120 and the camera module (additional module 140) are connected to the driving device. By mounting on the 110, it is possible to make a classifier manufacturing project that classifies objects according to the color recognized by the camera module. In this case, as shown in FIG. 8 , it may be implemented in a form that can utilize the camera provided in the user terminal 200 .

이때, 클라우드 서버가 제공하는 학습 데이터 및 인공지능 알고리즘을 이용해, 도 5 및 도 6의 자율주행 모형 차가 주변을 파악하고 주행하도록 코딩하거나, 도 7 및 도 8의 분류기가 색상에 따라 분류를 수행하도록 코딩함으로써, 학습자가 쉽고 재미있게 코딩 및 인공지능을 학습할 수 있다.At this time, by using the learning data and artificial intelligence algorithm provided by the cloud server, the autonomous driving model car of FIGS. 5 and 6 is coded to identify its surroundings and driven, or the classifier of FIGS. 7 and 8 performs classification according to color. By coding, learners can learn coding and artificial intelligence in an easy and fun way.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100)에 따르면, 구동 장치(110) 및 교육용 보드(120)를 포함함으로써, 학습자가 프로젝트에 따라 구동 장치(110)의 조립과 프로그래밍 언어를 이용한 코드 작성을 직접 수행하고, 작성한 코드에 따라 교육용 보드(120)를 통해 구동 장치(110)가 실제 제어되는 경험을 함으로써, 코딩 및 인공지능을 직접 적용하여 제품이 개발되는 원리를 학습하고 성취감을 느낄 수 있다.As described above, according to the learning kit 100 for coding and artificial intelligence education proposed in the present invention, by including the driving device 110 and the educational board 120, the learner can use the driving device 110 according to the project. The principle of product development by directly applying coding and artificial intelligence by directly performing assembly and code writing using a programming language, and experiencing the actual control of the driving device 110 through the educational board 120 according to the written code You can learn and feel a sense of accomplishment.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Various modifications and applications of the present invention described above are possible by those skilled in the art to which the present invention pertains, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.

100: 본 발명의 특징에 따른 교육용 학습 키트
110: 구동 장치
120: 교육용 보드
121: 교육용 제어 보드
122: 교육용 확장 보드
130: 연결 케이블
140: 추가 모듈
200: 사용자 단말기100: Educational learning kit according to the features of the present invention
110: drive device
120: educational board
121: educational control board
122: educational expansion board
130: connecting cable
140: additional module
200: user terminal

Claims (8)

학습자가 프로젝트에 따라 프로그래밍 언어를 사용해 직접 코드를 작성하고, 작성된 코드에 의해 구동 장치(110)가 실제 제어되는 경험을 할 수 있는, 교육용 학습 키트(100)로서,
드론, 자율주행 모형 차, 로봇 및 분류기를 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 구동 장치(110);
코딩 및 인공지능 교육을 위한 프로그래밍 언어를 이용해, 인공지능을 이용해 상기 구동 장치(110)의 동작을 제어하기 위한 코드를 작성하는 사용자 단말기(200)에서 작성된 코드에 의해 상기 구동 장치(110)를 제어하는 마이크로 컨트롤러(MCU: Micro Controller Unit)를 포함하는 교육용 보드(120);
상기 교육용 보드(120)와 상기 구동 장치(110)를 연결하기 위한 적어도 하나 이상의 연결 케이블(130); 및
상기 교육용 보드(120)에 연결되어 상기 구동 장치(110)의 구동을 위한 기능을 강화하며, 카메라 모듈, 통신 모듈, 센서 및 액추에이터를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 추가 모듈(140)을 포함하며,
상기 구동 장치(110)는,
복수의 부품으로 구성되며, 상기 부품의 조립에 의해 완성되어 상기 코드에 의해 동작하는 DIY 형태이고, 상기 사용자 단말기(200)로부터 요청받은 요청 정보에 따라, 3D 프린터 또는 레이저 커팅기로 출력된 부품으로 구성되며,
상기 교육용 보드(120)는,
코드가 입력되고 상기 코드에 의한 제어 신호를 상기 구동 장치(110)에 전달하며, 코딩 및 인공지능 교육용으로 개발된 마이크로비트로, 코드가 입력되는 입력 인터페이스 및 코드에 의한 제어 신호를 상기 구동 장치(110)에 전달하는 제어 인터페이스를 포함하여 구성되며, 프로세서, 전원 또는 배터리 연결 포트, 가속도계나 나침반의 기본 센서, 상기 사용자 단말기(200) 또는 구동 장치(110)와 연결을 위한 USB 연결 포트를 포함하며, 모터, 센서 및 LED의 부품을 연결할 수 있는 적어도 하나 이상의 연결용 핀, 프로그래밍 가능한 버튼, 전원 포트, 상태를 나타내는 복수의 LED, 및 리셋 버튼을 포함하여 구성되는 교육용 제어 보드(121); 및
상기 교육용 제어 보드(121)와 연결되며, 상기 구동 장치(110)의 제어를 위한 기능을 확장하는 교육용 확장 보드(122)를 포함하고,
상기 교육용 확장 보드(122)는,
마이크로비트를 위해 제작된 마이크로비트 확장 보드이며, 모터를 이용한 프로젝트 개발을 위한 모터 구동 중심의 확장 보드로서, 4개 이상의 모터 포트, 스위치 및 버튼 포트, 센서 및 액추에이터 연동을 위한 3핀 포트를 포함하며,
상기 프로그래밍 언어는,
스크래치를 포함하는 블록 코딩 언어 및 파이선(Python)을 포함하는 텍스트 코딩 언어를 지원하며, CNN(Convolutional neural network), RNN(Recurrent Neural Network) 및 랜덤 포레스트(Random Forest)를 포함하는 인공지능 알고리즘, 또는 상기 인공지능 알고리즘으로 구현한 객체 인식(object detection) 모델, 세그멘테이션(segmentation) 모델, 음성 인식 모델, 텍스트 인식 모델 및 자연어 처리 모델을 포함하는 인공지능 모델을 라이브러리 형태로 제공하며,
클라우드 서버에 프로젝트별로 학습 데이터를 저장한 데이터베이스를 구축하고, 상기 학습 데이터로 상기 프로그래밍 언어가 제공하는 인공지능 알고리즘을 학습시키는 코드를 작성해 적용하도록 상기 학습 데이터를 상기 사용자 단말기(200)에 제공하는 것을 특징으로 하는, 코딩 및 인공지능 교육용 학습 키트(100).As a learning kit 100 for education, a learner can directly write a code using a programming language according to a project, and experience that the driving device 110 is actually controlled by the written code,
any one driving device 110 selected from the group including a drone, an autonomous driving model car, a robot, and a classifier;
Using a programming language for coding and artificial intelligence education, the driving device 110 is controlled by a code written in the user terminal 200 that writes a code for controlling the operation of the driving device 110 using artificial intelligence. Educational board 120 including a microcontroller (MCU: Micro Controller Unit);
at least one connection cable 130 for connecting the educational board 120 and the driving device 110; and
It is connected to the educational board 120 to enhance the function for driving the driving device 110, and includes at least one additional module 140 selected from the group consisting of a camera module, a communication module, a sensor and an actuator, ,
The driving device 110,
It is composed of a plurality of parts, is a DIY form that is completed by assembling the parts and operates by the code, and is composed of parts output by a 3D printer or a laser cutter according to the requested information requested from the user terminal 200 becomes,
The educational board 120,
A code is input and a control signal according to the code is transmitted to the driving device 110, and a microbit developed for coding and artificial intelligence education. ) is configured to include a control interface to transmit to, a processor, power or battery connection port, a basic sensor of an accelerometer or compass, and a USB connection port for connection with the user terminal 200 or the driving device 110, Educational control board 121 configured to include at least one pin for connection, a programmable button, a power port, a plurality of LEDs indicating a state, and a reset button that can connect parts of a motor, a sensor, and an LED; and
It is connected to the education control board 121 and includes an educational expansion board 122 that expands a function for controlling the driving device 110,
The educational expansion board 122,
It is a micro:bit expansion board made for micro:bit. It is a motor-driven expansion board for project development using a motor. It includes 4 or more motor ports, switch and button ports, and 3-pin ports for interworking with sensors and actuators. ,
The programming language is
It supports block coding languages including Scratch and text coding languages including Python, and artificial intelligence algorithms including Convolutional Neural Network (CNN), Recurrent Neural Network (RNN) and Random Forest, or Provides an artificial intelligence model including an object detection model, a segmentation model, a speech recognition model, a text recognition model, and a natural language processing model implemented with the artificial intelligence algorithm in the form of a library,
Building a database storing learning data for each project in a cloud server, and providing the learning data to the user terminal 200 to write and apply a code for learning an artificial intelligence algorithm provided by the programming language with the learning data A learning kit (100) for coding and artificial intelligence education, characterized. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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