KR102323381B1 - 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법 - Google Patents

Abstract

스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법이 제공된다. 상기 방법은: 상기 게임판, 상기 게임판에 배치된 상기 제1 스피로, 상기 제2 스피로, 상기 복수의 제3 스피로 및 상기 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에 제공하는 제1 단계로서, 상기 제1 사용자 그룹은 적어도 두 명의 사용자를 포함하고, 상기 제2 사용자 그룹은 적어도 두 명의 사용자를 포함하는, 제1 단계; 상기 제1 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제1 조작 모델을 결정하고, 상기 제2 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제2 조작 모델을 결정하는 제2 단계; 상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 각도 설정 모델과 제2 각도 설정 모델을 각각 구축하는 제3 단계로서, 상기 제1 각도 설정 모델은 상기 제1 사용자 그룹의 시작 신호에 기초하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습되고, 상기 제2 각도 설정 모델은 상기 제2 사용자 그룹의 시작 신호에 기초하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습되는, 제3 단계; 및 상기 제1 각도 설정 모델, 상기 제2 각도 설정 모델, 상기 제1 조작 모델 및 상기 제2 조작 모델을 통해 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 제4 단계를 포함한다.

Description

스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법{Sphero tipcat game device and tipcat game method using the same}

스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법에 관한 것으로, 전통 놀이에 해당하는 자치기 게임을 통해 인공지능(AI) 기반의 기계 학습과 코딩에 대한 프로그래밍 교육을 쉽고 효율적으로 제공하여, 학생들의 적극적인 수업 참여를 유도하며, 학생들이 재미있게 AI 기반의 기계 학습과 코딩의 원리를 이해할 수 있도록 지원하는 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법에 관한 것이다.

코딩 교육은 크게 컴퓨터 프로그램 코딩, 스마트폰 앱 코딩, 전자부품을 이용한 하드웨어 코딩으로 나눌 수 있다. 이 중에서 하드웨어 코딩은 전자회로, 메카트로닉스, 소프트웨어를 모두 다루는 가장 높은 수준의 코딩 과목이다. 현재 하드웨어 코딩에서 가장 많이 사용되는 도구는 아두이노 보드이다. 아두이노 보드는 2005년 이탈리아의 한 디자인학교에서 하드웨어에 익숙하지 않은 학생들이 자신의 디자인 작품을 손쉽게 제어할 수 있도록 개발된 비전공자용 프로그래밍 보드인데 일반인들과 학생들이 사용할 수 있을 만큼 사용이 쉽고, 관련된 전자부품이 많이 제작되면서 현재 국내 코딩 교육에서도 가장 많이 사용되고 있다.

교육부의 초, 중등 코딩 교육 의무화 방침에 따라 코딩 교육이 많은 관심을 받고 있으며, 다양한 방식으로 학생들을 위한 코딩 교육이 연구, 개발되고 있다. 또한, 4차 산업의 도래와 함께 인공지능 기반의 기계 학습에 대한 관심도 증가되고 있는 상황으로, 초, 중등 교육에서도 이러한 인공지능(AI) 기반의 기계 학습에 대한 교육이 많은 관심을 받고 있으며, 이의 필요성이 대두되고 있다.

다만, 코딩 교육과 AI 기반의 기계 학습의 프로그래밍 교육의 경우, 난해한 프로그래밍 언어와 복잡한 논리 관계로 학습 수준이 다소 어려운 편에 속하며, 공교육 현장에서 학생들에게 쉽고, 효율적으로 전달되기 어려운 문제가 있다.

한국 등록특허 제10-1817206호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 전통 놀이에 해당하는 자치기 게임을 통해 인공지능(AI) 기반의 기계 학습과 코딩에 대한 프로그래밍 교육을 쉽고 효율적으로 제공하여, 학생들의 적극적인 수업 참여를 유도하며, 학생들이 재미있게 AI 기반의 기계 학습과 코딩의 원리를 이해할 수 있도록 지원하는 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법은 일 방향을 따라 연장된 스피로 진입로, 상기 스피로 진입로 상부에 위치하여 점수공을 상기 스피로 진입로로 하강시키도록 구성되는 점수공 하강부, 상기 스피로 진입로의 일단과 연결되는 점수판, 시작 신호를 생성하는 시작 버튼을 포함하는 게임판으로, 상기 점수판은 상기 스피로 진입로와의 거리에 따라 상이한 점수가 책정되는 복수의 점수 영역을 포함하며, 상기 스피로 진입로는 상기 점수공이 상기 점수판으로 진입하게 되는 진입각이 조절되도록 구성되는, 게임판; 상기 스피로 진입로를 통해 이동하여 상기 점수공 하강부에서 하강하는 점수공과 부딪혀 상기 점수공을 상기 점수판으로 이동시키기 위해 제어되는 제1 스피로; 상기 제1 스피로와 부딪혀 상기 점수판으로 이동한 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키기 위해 제어되는 제2 스피로; 상기 제1 스피로와 부딪혀 상기 점수판으로 이동한 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키기 위해 제어되는 복수의 제3 스피로; 상기 제1 스피로, 상기 제2 스피로 및 상기 제3 스피로 중 적어도 하나를 제어하기 위한 조작 프로그램, 상기 시작 신호에 대응하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습된 각도 설정 모델을 구축하기 위한 학습 모델 구축 프로그램 및 게임 방법 영상을 포함하는 데이터 저장부; 상기 조작 프로그램, 상기 게임 방법 영상 및 상기 학습 모델 구축 프로그램을 출력하는 디스플레이; 및 상기 조작 프로그램, 상기 데이터 저장부 및 상기 디스플레이를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 제어부를 포함하는 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법으로, 상기 방법은: 상기 게임판, 상기 게임판에 배치된 상기 제1 스피로, 상기 제2 스피로, 상기 복수의 제3 스피로 및 상기 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에 제공하는 제1 단계로서, 상기 제1 사용자 그룹은 적어도 두 명의 사용자를 포함하고, 상기 제2 사용자 그룹은 적어도 두 명의 사용자를 포함하는, 제1 단계; 상기 제1 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제1 조작 모델을 결정하고, 상기 제2 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제2 조작 모델을 결정하는 제2 단계; 상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 각도 설정 모델과 제2 각도 설정 모델을 각각 구축하는 제3 단계로서, 상기 제1 각도 설정 모델은 상기 제1 사용자 그룹의 시작 신호에 기초하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습되고, 상기 제2 각도 설정 모델은 상기 제2 사용자 그룹의 시작 신호에 기초하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습되는, 제3 단계; 및 상기 제1 각도 설정 모델, 상기 제2 각도 설정 모델, 상기 제1 조작 모델 및 상기 제2 조작 모델을 통해 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 제4 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 제4 단계는, 상기 제1 사용자 그룹이 상기 제1 각도 설정 모델을 통해 진입각을 설정하고 상기 제1 스피로를 조작하여 상기 점수공을 설정된 진입각을 따라 상기 점수판으로 이동시키고, 상기 제2 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키며, 상기 제2 사용자 그룹이 상기 복수의 제3 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키는 제a 단계로서, 상기 제a 단계는 일정 시간 동안 수행되며 종료 시간에 상기 점수공이 위치한 점수 영역에 해당하는 점수가 상기 제1 사용자 그룹에 부여되는 제a 단계; 및 상기 제2 사용자 그룹이 상기 제2 각도 설정 모델을 통해 진입각을 설정하고 상기 제1 스피로를 조작하여 상기 점수공을 설정된 진입각을 따라 상기 점수판으로 이동시키고, 상기 제2 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키며, 상기 제1 사용자 그룹이 상기 복수의 제3 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키는 제b 단계로서, 상기 제b 단계는 일정 시간 동안 수행되며 종료 시간에 상기 점수공이 위치한 점수 영역에 해당하는 점수가 상기 제2 사용자 그룹에 부여되는 제b 단계를 포함하고, 상기 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법은, 상기 3단계 및 상기 4단계를 정해진 횟수만큼 반복 수행하여 최종적으로 획득된 점수를 비교하여 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹 중 점수가 높은 그룹을 결정하는 제5 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법은 전통 놀이에 해당하는 자치기 게임을 통해 인공지능(AI) 기반의 기계 학습과 코딩에 대한 프로그래밍 교육을 쉽고 효율적으로 제공하여, 학생들의 적극적인 수업 참여를 유도할 수 있다. 이에 따라, 학생들이 재미있게 AI 기반의 기계 학습과 코딩의 원리를 이해하는 것이 지원될 수 있으며, 학습 효율이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법은 스피로의 조작에 인공지능 기계 학습의 원리를 적용하고 이를 사용자들이 직접 수행하도록 하여, 사용자들이 인공지능 기계 학습의 원리를 더욱 쉽게 이해하는 것을 지원할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치의 게임판을 예시적으로 나타낸다.
도 3은 스피로를 전 방향으로 이동시킬 수 있는 스피로 조작 프로그램의 예시적인 화면을 도시한다.
도 4는 사용자의 동작, 모션을 인식하여 스피로를 이동하는 예시적인 화면을 도시한다.
도 5는 공격팀의 명령 입력 사용자가 제2 스피로 조작을 위한 조작 모델의 학습을 위해 제2 스피로 조종 사용자에게 제시하는 예시적인 이미지를 나타낸다.
도 6은 각도 설정 모델을 구축하는 과정을 예시적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임 방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임 방법의 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 단계의 세부 단계를 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임이 진행되는 상황을 예시적으로 나타낸다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 인지할 수 있다. 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치의 게임판을 예시적으로 나타낸다. 도 3은 스피로를 전 방향으로 이동시킬 수 있는 스피로 조작 프로그램의 예시적인 화면을 도시한다. 도 4는 사용자의 동작, 모션을 인식하여 스피로를 이동하는 예시적인 화면을 도시한다. 도 5는 공격팀의 명령 입력 사용자가 제2 스피로 조작을 위한 조작 모델의 학습을 위해 제2 스피로 조종 사용자에게 제시하는 예시적인 이미지를 나타낸다. 도 6은 각도 설정 모델을 구축하는 과정을 예시적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치(10)는 자치기 게임 장치로서, 인공지능 기계 학습을 통해 스피로의 이동을 제어, 상대방과 자치기 게임을 진행하는 것을 제공하도록 구성될 수 있다.

자치기는 길고 짧은 두 개의 막대를 이용한 전통 놀이에 해당한다. 전통 적인 자치기 놀이 방법은 땅에 구멍을 내고 구멍 안에 짧은 막대를 비스듬히 세우고, 구멍 밖으로 나온 짧은 막대를 긴 막대로 내리쳐 짧은 막대를 공중으로 띄운 다음, 공중에 있는 짧은 막대를 다시 긴 막대로 쳐서 짧은 막대가 날아간 지점까지의 거리를 재어 점수를 합산하게 된다. 본 발명에서는 길고 짧은 두 개의 막대를 이용하는 것이 아니라, 사용자의 동작 또는 조작 방향에 따라 굴러가는 복수의 스피로와 스피로보다 작은 직경의 점수공(예를 들어, 탁구공)을 이용하여 자치기 게임을 진행한다. 스피로는 사용자의 동작 또는 조작에 따라 위치가 이동되는 앱 컨트롤 로봇에 해당한다. 스피로는 공과 같은 구형으로 구성되며 전 방향의 이동이 자유로울 수 있다. 본 발명에서, 스피로는 긴 막대, 점수공은 짧은 막대의 역할을 하며, 스피로를 통해 점수공이 먼 위치로 이동하는 것을 제어할 수 있다. 또한, 본 발명은 공격팀, 수비팀의 상호 대결 방식으로 게임이 구성되어 사용자들의 더욱 적극적인 참여를 유도하였다.

구체적으로 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치(10)는 게임판(100), 제1 스피로(110), 제2 스피로(120), 복수의 제3 스피로(130), 데이터 저장부(140), 디스플레이(150) 및 제어부(160)를 포함한다.

게임판(100)은 자치기 게임이 수행되는 주요 구성에 해당하며, 게임 장치(10)의 다른 구성들이 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 게임판(100)은 점수판(101), 스피로 진입로(102), 점수공 하강부(103) 및 시작 버튼(104)을 포함한다.

스피로 진입로(102)는 일 방향을 따라 연장된 형태이며, 스피로 진입로(102)의 일단과 점수판(101)은 연결될 수 있다. 점수판(101)은 스피로 진입로(102)와의 거리에 따라 상이한 점수가 책정되는 복수의 점수 영역을 포함한다. 여기서, 점수 영역은 스피로 진입로(102)로부터 멀어질수록 더 높은 점수를 가지도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 점수 영역은 스피로 진입로(102)와 인접한 1점 영역, 스피로 진입로(102)와 가장 멀리 위치한 3점 영역, 1점 영역과 3점 영역 사이의 2점 영역을 포함할 수 있다.

점수공 하강부(103)는 스피로 진입로(102) 상부에 위치하여 점수공을 시작 신호에 대응하여 스피로 진입로(102)로 하강시키도록 구성될 수 있다. 점수공 하강부(103)는 전통 자치기 놀이의 짧은 막대를 공중으로 띄우는 역할을 한다. 시작 버튼(105)는 버튼 형태로 구성되며, 사용자가 시작 버튼(105)을 누르는 동작에 대응하여 시작 신호를 생성하여 점수공 하강부(103)에 전달할 수 있다.

시작 신호에 대응하여, 점수공 하강부(103)는 점수공의 잠금이 해제되며, 점수공은 스피로 진입로(102)로 하강될 수 있게 된다. 스피로 진입로(102)를 통해 제1 스피로(110)가 진입될 수 있으며, 제1 스피로(110)는 시작 신호에 대응하여 스피로 진입로(102)로 하강되는 점수공과 부딪혀서 점수공을 점수판(101)으로 이동시킬 수 있다.

시작 버튼(105)을 누른 후 일정 시간(예를 들어, 1분 30초) 동안 공격팀의 공격이 진행될 수 있다. 여기서, 제1 스피로(110)는 공격팀이 제어하게 되는 스피로에 해당하며, 공격팀의 사용자는 제1 스피로(110)를 제어하여 시작 신호에 대응하여 제1 스피로(110)로 스피로 진입로(102)로 하강되는 점수공과 부딪혀서 점수공을 점수판(101)으로 이동시킬 수 있다.

제1 스피로(110)와 부딪혀서 점수판(101)으로 이동된 점수공은 제2 스피로(120) 및 복수의 제3 스피로(130)에 의해 위치가 변경될 수 있다. 여기서, 제2 스피로(120)는 제1 스피로(110)와 부딪혀 점수판(101)으로 이동한 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키기 위해 제어될 수 있다. 예를 들어, 3점 영역에 점수공이 위치되도록 제2 스피로(120)는 제어될 수 있다. 제2 스피로(120)는 제1 스피로(110)와 같은 공격팀에서 제어하게 되는 스피로일 수 있다.

복수의 제3 스피로(130)는 제1 스피로(110)와 부딪혀 점수판(101)으로 이동한 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키기 위해 제어될 수 있다. 제3 스피로(130)는 수비팀에서 제어하게 되는 스피로에 해당한다. 예를 들어, 1점 영역에 점수공이 위치되도록 제3 스피로(130)는 제어될 수 있다. 종료 시간에 점수공이 위치한 점수 영역에 해당하는 점수가 공격팀에 부여되게 된다.

이러한, 제1 스피로(110), 제2 스피로(120) 및 제3 스피로(130)는 조작 프로그램을 통해 제어될 수 있다. 데이터 저장부(140)는 제1 스피로(110), 제2 스피로(120) 및 제3 스피로(130) 중 적어도 하나를 제어하기 위한 조작 프로그램을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 조작 프로그램은 스피로가 전 방향으로 이동시킬 수 있는 조작 인터페이스를 제공할 수 있으며, 각 사용자는 대응하는 스피로의 조작을 조작 프로그램을 통해 수행할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 조작 프로그램은 사용자의 동작, 모션에 따라 스피로의 이동이 제어되는 모션 인식 인터페이스를 더 제공할 수 있다. 조작 프로그램은 노트북, 태블릿, 스마트폰과 같은 자이로 센서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 포함될 수 있으며, 컴퓨팅 장치에서 인식되는 사용자의 동작 및 모션 정보에 따라 스피로를 조작시킬 수 있다. 도 4를 참조하면, 사용자는 조작 프로그램이 활성화된 상태에서 컴퓨팅 장치(스마트폰)의 위치를 이동함에 따라 제1 스피로(110)의 앞, 뒤 운동을 제어할 수 있다. 시작 신호에 따라 점수공 하강부(103)에서 스피로 진입로(102)로 떨어지게 되는 점수공에 대응하여, 사용자는 팔을 앞으로 올리는 모션을 취하여 제1 스피로(110)의 앞으로 이동시켜 점수공과 제1 스피로(110)를 부딪히게 할 수 있다.

본 발명에서, 제1 스피로(110), 제2 스피로(120) 및 제3 스피로(130)는 모두 상이한 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 스피로(110)는 상술한 바와 같은 모션 인식 인터페이스를 통해 스피로 진입로(102)의 타단에서 스피로 진입로(102)의 일단으로의 이동이 제어될 수 있다. 제3 스피로(130)는 수비팀의 스피로로서, 전 방향의 이동이 가능한 조작 인터페이스로 이동될 수 있다. 제2 스피로(120)는 전 방향의 이동이 가능한 조작 인터페이스를 이용하되, 기계 학습을 통해 정해진 입력 데이터에 대응하여 조작하는 방식으로 조작이 수행될 수 있다. 즉, 공격팀에 포함된 사용자들은 적어도 제2 스피로(120)의 조작을 맡은 조작 사용자과 상기 조작 사용자에게 명령을 입력하는 명령 사용자를 포함한다. 조작 사용자는 AI 로봇과 같은 역할을 하게 되며, 명령 사용자와 자치기 게임의 시작 전에 제2 스피로(120)를 조작을 위한 조작 모델을 구축하게 된다.

여기서, 명령 사용자가 입력하는 데이터는 도 5와 같은 복수의 명령 이미지일 수 있으며, 각 명령 이미지에 대응하는 제2 스피로(120)의 이동 방향을 결정한 조작 모델이 공격팀의 사용자들 사이에 구축될 수 있다. 적어도 제2 스피로(120)의 앞, 뒤, 오른쪽, 왼쪽으로의 이동을 위한 복수의 명령 이미지가 명령 사용자로부터 제시되며, 조작 사용자는 각 명령 이미지에 대응하는 이동 방향을 학습하게 된다. 이후, 자치기 게임이 시작된 경우, 명령 사용자는 게임판(100)의 상황에 따라 제2 스피로(120)를 동작시키기 위한 이미지를 제시하게 되며, 조작 사용자는 게임판(100)의 상황을 확인하지 않은 상태로 입력된 이미지에 대응하는 조작 행위를 결정된 조작 모델에 따라 수행하여 제2 스피로(120)를 이동시키게 된다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자치기 게임 장치(10)는 제2 스피로(120)의 조작에 인공지능 기계 학습의 원리를 적용하고 이를 사용자들이 직접 수행하도록 하여, 사용자들이 인공지능 기계 학습의 원리를 더욱 쉽게 이해하는 것을 지원할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 스피로 진입로(102)의 일단과 점수판(101)이 형성하는 각도, 즉, 점수공이 점수판(101)으로 진입하게 되는 진입각은 조절될 수 있다. 점수공을 최종적으로 멀리 위치시키기 위해서는 점수공이 점수판(101)으로 진입하게 되는 초기 진입각이 중요할 수 있다. 수비팀의 초기 위치를 고려하여, 공격팀은 진입각을 적절하게 변경하여 공격을 수행하게 된다. 진입각을 형성하는 스피로 진입로(102)의 일단은 상기 진입각이 변경되도록 구성될 수 있다. 또한, 스피로 진입로(102)의 일단은 시작 신호에 대응하여 사용자가 설정한 각도로 조절되도록 구성될 수 있으며, 이러한 각도 설정은 미리 학습된 각도 설정 모델을 통해 수행될 수 있다.

데이터 저장부(140)는 사용자의 시작 신호에 대응하여 스피로 진입로(102)의 일단의 진입각을 설정하도록 학습된 각도 설정 모델을 구축하기 위한 학습 모델 구축 프로그램을 및 게임 방법 영상을 더 포함할 수 있다.

여기서, 인공 지능 기반 기계 학습은 특정 유형의 패턴을 인식하도록 학습하는 것을 의미하며, 일정 데이터에 대응한 특정 결과를 출력하는 모델이 구축될 수 있다.

도 6을 참조하면, 사용자는 시작 신호(시작하기 버튼의 클릭)에 대응하여 스피로 진입로(102)의 일단의 진입각(방향을 회전)을 설정하는 각도 설정 모델을 학습 모델 구축 프로그램을 통해 구현할 수 있다. 이러한, 학습 모델 구축 프로그램은 블록 코딩 방식으로 코드를 입력하는 프로그램일 수 있으며, 사용자에게 쉬운 작업 환경을 제공할 수 있다. 예를 들어, 학습 모델 구축 프로그램은 엔트리 코딩 프로그램 또는 스크래치 코딩 프로그램 등 일 수 있다.

게임 방법 영상은 자치기 게임 장치를 이용하여 후술하는 게임 방법을 수행하는 과정을 사용자에게 설명하기 위한 영상일 수 있다.

디스플레이(150)는 상기 조작 프로그램, 상기 게임 방법 영상 및 상기 학습 모델 구축 프로그램을 출력하며, 제어부(160)는 스피로를 조작하기 위한 조작 프로그램, 데이터 저장부(140), 디스플레이(150) 및 게임판(100)을 제어하도록 적어도 하나 프로세서로 구성될 수 있다.

제어부(160)는 게임판(100), 데이터 저장부(140), 제1 스피로(110), 제2 스피로(120), 제3 스피로(130) 및 디스플레이(150) 사이의 신호를 송수신하고 동작이 이루어지도록 조절할 수 있다. 제어부(160)는 학습된 각도 설정 모델을 통해 입력되는 게임판(100)의 진입각이 조작되는 것을 제어할 수 있으며, 조작 프로그램을 통해 스피로들이 동작되는 것을 제어할 수 있다.

여기서, 게임판(100), 데이터 저장부(140), 디스플레이(150) 및 제어부(160)는 전적으로 하드웨어이거나, 또는 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 예컨대, 제어부(160)는 하드웨어 및 해당 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어의 조합을 지칭하는 것으로 의도된다. 하드웨어는 CPU(Central Processing Unit) 또는 다른 프로세서(processor)를 포함하는 데이터 처리 기기일 수 있다. 또한, 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어는 실행중인 프로세스, 객체(object), 실행파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program) 등을 지칭할 수 있다. 게임판(100), 제1 스피로(110), 제2 스피로(120), 제3 스피로(130), 데이터 저장부(140), 디스플레이(150) 및 제어부(160)는 분산 컴퓨팅 환경 하에서 서로 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 반드시 물리적으로 구분되는 별개의 구성요소를 지칭하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 데이터 저장부(140), 디스플레이(150) 및 제어부(160)는 하나의 컴퓨팅 장치(예를 들어, 노트북, 태블릿, 스마트폰 등)로 구성되어 각 사용자에게 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임 방법의 순서도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임 방법의 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 단계의 세부 단계를 나타낸 순서도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임이 진행되는 상황을 예시적으로 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임 방법의 설명을 위해 도 1 내지 도 6 및 관련된 설명이 참조될 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자치기 게임 방법은 상기 게임판과 상기 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공하는 제1 단계(S100); 상기 제1 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제1 조작 모델을 결정하고, 상기 제2 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제2 조작 모델을 결정하는 제2 단계(S110); 상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 각도 설정 모델과 제2 각도 설정 모델을 각각 구축하는 제3 단계(S120); 상기 제1 각도 설정 모델, 상기 제2 각도 설정 모델, 상기 제1 조작 모델 및 상기 제2 조작 모델을 통해 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 제4 단계(S130); 및 상기 3단계 및 상기 4단계를 정해진 횟수만큼 반복 수행하고, 최종적으로 획득된 점수를 비교하여 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹 중 점수가 높은 그룹을 결정하는 제5 단계(S140)를 포함한다.

먼저, 게임판 및 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공한다(S100).

게임판(100)은 점수판(101), 스피로 진입로(102), 점수공 하강부(103) 및 시작 버튼(104)을 포함하며, 제1 스피로(110), 제2 스피로(120) 및 복수의 제3 스피로(130)가 게임판(100)에 배치된 상태로 제공될 수 있다. 제1 스피로(110)는 스피로 진입로(102)의 타단에 위치하며, 제2 스피로(120) 및 복수의 제3 스피로(130)는 점수판(101)에 배치될 수 있다. 점수판(101)은 점수공, 제2 스피로(120) 및 제3 스피로(130)의 이동을 방해하기 위한 장애물을 더 포함할 수도 있다. 점수공은 점수공 하강부(103)에 위치된 상태이며, 시작 버튼(104)이 눌러짐에 따라 스피로 진입로(102)로 하강하게 된다. 또한, 스피로 진입로(102)의 일단은 각도가 조절될 수 있도록 준비될 수 있다.

본 게임 방법의 관리자는 상술한 바와 같이, 세팅된 게임판(100)을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공할 수 있다. 게임 방법 영상은 자치기 게임 장치를 이용하여 후술하는 게임 방법을 수행하는 과정을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 설명하기 위한 영상일 수 있다. 제어부(160)는 데이터 저장부(140)에 저장된 게임 방법 영상이 디스플레이(150)를 통해 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공되는 것을 제어할 수 있다.

여기서, 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹은 후술하는 단계에서의 제2 스피로(120)에 대한 조작 모델 결정 및 제2 스피로(120)의 조작을 위해 각각 적어도 두 명의 사용자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹은 바람직하게 각각 3명의 사용자로 구성될 수 있다. 각 사용자 그룹의 3명의 사용자는 공격 시에는 제1 스피로(110)의 조작, 제2 스피로(120)의 조작, 제2 스피로(120)의 조작을 위한 명령을 각각 수행한다. 또한, 각 사용자 그룹의 3명의 사용자는 세 명의 사용자는 수비 시에는 3개의 구성된 제3 스피로(130)를 각각 조작하여 공격팀의 점수 획득을 방해하게 된다.

다음으로, 상기 제1 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제1 조작 모델을 결정하고, 상기 제2 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제2 조작 모델을 결정한다(S110).

제1 사용자 그룹은 공격 시 제2 스피로(120)의 조작을 맡은 조작 사용자과 상기 조작 사용자에게 명령을 입력하는 명령 사용자를 포함하며, 제2 사용자 그룹 또한 공격 시 제2 스피로(120)의 조작을 맡은 조작 사용자과 상기 조작 사용자에게 명령을 입력하는 명령 사용자를 포함한다. 제1 사용자 그룹의 조작 사용자는 AI 로봇과 같은 역할을 하게 되며, 명령 사용자와 자치기 게임의 시작 전에 제2 스피로(120)를 조작을 위한 제1 조작 모델을 결정할 수 있다. 제2 사용자 그룹의 조작 사용자는 AI 로봇과 같은 역할을 하게 되며, 명령 사용자와 자치기 게임의 시작 전에 제2 스피로(120)를 조작을 위한 제2 조작 모델을 결정할 수 있다. 제1 조작 모델과 제2 조작 모델의 결정, 구축은 적어도 제2 스피로(120)의 앞, 뒤, 오른쪽, 왼쪽으로의 이동을 위한 복수의 이미지가 명령 사용자로부터 제시되고, 조작 사용자는 각 이미지에 대응하는 이동 방향을 학습하게 과정을 통해 수행될 수 있다.

학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 각도 설정 모델과 제2 각도 설정 모델을 각각 구축한다(S120).

본 단계(S120)에서, 제1 사용자 그룹은 공격 시 스피로 진입로(102)의 일단의 진입각을 설정하기 위한 제1 각도 설정 모델을 구축하고, 제2 사용자 그룹은 공격 시 스피로 진입로(102)의 일단의 진입각을 설정하기 위한 제2 각도 설정 모델을 구축한다. 상기 제1 각도 설정 모델은 시작 신호에 대응하여 제1 사용자 그룹이 설정한 각도로 스피로 진입로(102)의 일단의 진입각을 변경하도록 학습되고, 상기 제2 각도 설정 모델은 시작 신호에 대응하여 제2 사용자 그룹이 설정한 각도로 스피로 진입로(102)의 일단의 진입각을 변경하도록 학습된다. 각 사용자 그룹 별로 대응하는 진입각을 설정하기 위한 각도 설정 모델을 각각 구축하게 되며, 설정된 각도 설정 모델을 통해 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임이 수행된다.

다음으로, 상기 제1 각도 설정 모델, 상기 제2 각도 설정 모델, 상기 제1 조작 모델 및 상기 제2 조작 모델을 통해 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이의 자치기 게임을 진행한다(S130).

본 단계(S130)에서, 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹은 각각 1번의 공격과 1번의 수비를 수행하게 된다. 도 8을 참조하면, 본 단계(S130)는 제1 사용자 그룹의 공격 및 제2 사용자 그룹의 수비 단계(S132)와 제2 사용자 그룹의 공격 및 제1 사용자 그룹의 수비 단계(S134)를 포함한다.

제1 사용자 그룹의 공격 단계 및 제2 사용자 그룹의 수비 단계(S132)에서, 상기 제1 사용자 그룹은 상기 제1 각도 설정 모델을 통해 진입각을 설정하고 상기 제1 스피로를 조작하여 상기 점수공을 설정된 진입각을 따라 상기 점수판으로 이동시키고, 상기 제2 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키며, 상기 제2 사용자 그룹은 상기 복수의 제3 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시킬 수 있다.

제2 사용자 그룹의 공격 및 제1 사용자 그룹의 수비 단계(S134)에서, 상기 제2 사용자 그룹은 상기 제2 각도 설정 모델을 통해 진입각을 설정하고 상기 제1 스피로를 조작하여 상기 점수공을 설정된 진입각을 따라 상기 점수판으로 이동시키고, 상기 제2 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키며, 상기 제1 사용자 그룹은 상기 복수의 제3 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시킬 수 있다.

여기서, 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹은 공격 시 결정된 제1 조작 모델과 제2 조작 모델을 통해 제2 스피로(120)를 움직이게 된다. 각 사용자 그룹의 명령 사용자는 게임판(100)의 상황에 따라 제2 스피로(120)를 동작시키기 위한 이미지를 제시하게 되며, 각 사용자 그룹의 조작 사용자는 게임판(100)의 상황을 확인하지 않은 상태로 입력된 이미지에 대응하는 조작 행위를 결정된 조작 모델에 따라 수행하여 제2 스피로(120)를 이동시켜 공격을 진행하게 된다.

도 9에 도시된 바와 같은, 점수판(101) 내부에서 점수공을 이동시키기 위한 자치기 게임이 진행되게 된다. 제1 사용자 그룹의 공격 단계 및 제2 사용자 그룹의 수비 단계(S132)는 일정 시간 동안 수행되며 종료 시간에 상기 점수공이 위치한 점수 영역에 해당하는 점수가 상기 제1 사용자 그룹에 부여된다. 제1 사용자 그룹의 공격 및 제2 사용자 그룹의 수비 단계(S132)는 일정 시간 동안 수행되며 종료 시간에 상기 점수공이 위치한 점수 영역에 해당하는 점수가 상기 제2 사용자 그룹에 부여될 수 있다.

다음으로, 진입각을 조절하는 단계와 조절된 진입각으로 자치기 게임을 수행하는 단계가 반복 수행될 수 있다(S140).

즉, 정해진 횟수(세트)만큼 상술한 단계들을 반복 수행하여 최종적으로 획득된 점수를 비교하여 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹 중 점수가 높은 그룹을 승리한 팀으로 결정할 수 있다. 승리한 사용자 그룹에게는 리워드가 제공되어 사용자의 적극적인 참여를 독려할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 AI 학습 기반의 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법은 전통 놀이에 해당하는 자치기 게임을 통해 인공지능(AI) 기반의 기계 학습과 코딩에 대한 프로그래밍 교육을 쉽고 효율적으로 제공하여, 학생들의 적극적인 수업 참여를 유도할 수 있다. 이에 따라, 학생들이 재미있게 AI 기반의 기계 학습과 코딩의 원리를 이해하는 것이 지원될 수 있으며, 학습 효율이 더욱 향상될 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만 본 발명은 이러한 실시예들 또는 도면에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 게임 장치
100: 게임판
110: 제1 스피로
120: 제2 스피로
130: 제3 스피로
140: 데이터 저장부
150: 디스플레이
160: 제어부

Claims (2)

1. 일 방향을 따라 연장된 스피로 진입로, 상기 스피로 진입로 상부에 위치하여 점수공을 상기 스피로 진입로로 하강시키도록 구성되는 점수공 하강부, 상기 스피로 진입로의 일단과 연결되는 점수판, 시작 신호를 생성하는 시작 버튼을 포함하는 게임판으로, 상기 점수판은 상기 스피로 진입로와의 거리에 따라 상이한 점수가 책정되는 복수의 점수 영역을 포함하며, 상기 스피로 진입로는 상기 점수공이 상기 점수판으로 진입하게 되는 진입각이 조절되도록 구성되는, 게임판;
   상기 스피로 진입로를 통해 이동하여 상기 점수공 하강부에서 하강하는 점수공과 부딪혀 상기 점수공을 상기 점수판으로 이동시키기 위해 제어되는 제1 스피로;
   상기 제1 스피로와 부딪혀 상기 점수판으로 이동한 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키기 위해 제어되는 제2 스피로;
   상기 제1 스피로와 부딪혀 상기 점수판으로 이동한 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키기 위해 제어되는 복수의 제3 스피로;
   상기 제1 스피로, 상기 제2 스피로 및 상기 제3 스피로 중 적어도 하나를 제어하기 위한 조작 프로그램, 상기 시작 신호에 대응하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습된 각도 설정 모델을 구축하기 위한 학습 모델 구축 프로그램 및 게임 방법 영상을 포함하는 데이터 저장부;
   상기 조작 프로그램, 상기 게임 방법 영상 및 상기 학습 모델 구축 프로그램을 출력하는 디스플레이; 및
   상기 조작 프로그램, 상기 데이터 저장부 및 상기 디스플레이를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 제어부를 포함하는 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법으로, 상기 방법은:
   상기 게임판, 상기 게임판에 배치된 상기 제1 스피로, 상기 제2 스피로, 상기 복수의 제3 스피로 및 상기 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에 제공하는 제1 단계로서, 상기 제1 사용자 그룹은 적어도 두 명의 사용자를 포함하고, 상기 제2 사용자 그룹은 적어도 두 명의 사용자를 포함하는, 제1 단계;
   상기 제1 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제1 조작 모델을 결정하고, 상기 제2 사용자 그룹의 사용자들 사이에 모델 학습을 수행하여 상기 제2 스피로의 조작을 위한 제2 조작 모델을 결정하는 제2 단계;
   상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 각도 설정 모델과 제2 각도 설정 모델을 각각 구축하는 제3 단계로서, 상기 제1 각도 설정 모델은 상기 제1 사용자 그룹의 시작 신호에 기초하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습되고, 상기 제2 각도 설정 모델은 상기 제2 사용자 그룹의 시작 신호에 기초하여 상기 스피로 진입로의 진입각을 설정하도록 학습되는, 제3 단계; 및
   상기 제1 각도 설정 모델, 상기 제2 각도 설정 모델, 상기 제1 조작 모델 및 상기 제2 조작 모델을 통해 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 제4 단계를 포함하는, 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹 사이에 자치기 게임을 수행하는 제4 단계는,
   상기 제1 사용자 그룹이 상기 제1 각도 설정 모델을 통해 진입각을 설정하고 상기 제1 스피로를 조작하여 상기 점수공을 설정된 진입각을 따라 상기 점수판으로 이동시키고, 상기 제2 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키며, 상기 제2 사용자 그룹이 상기 복수의 제3 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키는 제a 단계로서, 상기 제a 단계는 일정 시간 동안 수행되며 종료 시간에 상기 점수공이 위치한 점수 영역에 해당하는 점수가 상기 제1 사용자 그룹에 부여되는 제a 단계; 및
   상기 제2 사용자 그룹이 상기 제2 각도 설정 모델을 통해 진입각을 설정하고 상기 제1 스피로를 조작하여 상기 점수공을 설정된 진입각을 따라 상기 점수판으로 이동시키고, 상기 제2 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 높은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키며, 상기 제1 사용자 그룹이 상기 복수의 제3 스피로를 통해 상기 점수공을 다른 영역 대비 더 낮은 점수가 책정된 점수 영역으로 이동시키는 제b 단계로서, 상기 제b 단계는 일정 시간 동안 수행되며 종료 시간에 상기 점수공이 위치한 점수 영역에 해당하는 점수가 상기 제2 사용자 그룹에 부여되는 제b 단계를 포함하고,
   상기 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법은, 상기 제 3단계 및 상기 제 4단계를 정해진 횟수만큼 반복 수행하여 최종적으로 획득된 점수를 비교하여 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹 중 점수가 높은 그룹을 결정하는 제5 단계를 더 포함하는, 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법.

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