KR102326509B1 - Ai 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법 - Google Patents

Ai 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102326509B1
KR102326509B1 KR1020210080790A KR20210080790A KR102326509B1 KR 102326509 B1 KR102326509 B1 KR 102326509B1 KR 1020210080790 A KR1020210080790 A KR 1020210080790A KR 20210080790 A KR20210080790 A KR 20210080790A KR 102326509 B1 KR102326509 B1 KR 102326509B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turtlebot
user group
command
marbles
game
Prior art date
Application number
KR1020210080790A
Other languages
English (en)
Inventor
강태준
정규헌
임우열
이주영
Original Assignee
경상남도 (교육청)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경상남도 (교육청) filed Critical 경상남도 (교육청)
Priority to KR1020210080790A priority Critical patent/KR102326509B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102326509B1 publication Critical patent/KR102326509B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F7/00—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks
    • A63F7/0023—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks played on a table from all sides, e.g. marble games
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F3/00—Board games; Raffle games
    • A63F3/04—Geographical or like games ; Educational games
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F7/00—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks
    • A63F7/0058—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks electric
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F7/00—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks
    • A63F7/0076—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks the playing bodies having the function of playing pieces, imitating a board game
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F7/00—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks
    • A63F7/22—Accessories; Details
    • A63F7/24—Devices controlled by the player to project or roll-off the playing bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F7/00—Indoor games using small moving playing bodies, e.g. balls, discs or blocks
    • A63F7/22—Accessories; Details
    • A63F7/24—Devices controlled by the player to project or roll-off the playing bodies
    • A63F7/26—Devices controlled by the player to project or roll-off the playing bodies electric or magnetic
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F9/00—Games not otherwise provided for
    • A63F9/24—Electric games; Games using electronic circuits not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00—Machine learning
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/22—Games, e.g. card games
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F9/00—Games not otherwise provided for
    • A63F9/24—Electric games; Games using electronic circuits not otherwise provided for
    • A63F2009/2401—Detail of input, input devices
    • A63F2009/243—Detail of input, input devices with other kinds of input
    • A63F2009/2435—Detail of input, input devices with other kinds of input using a video camera

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 게임판과 상기 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공하는 제1 단계로서, 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹은 적어도 한명의 사용자를 포함하고, 상기 게임판의 복수의 구슬은 상기 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 구슬 및 상기 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 구슬을 포함하고, 상기 복수의 터틀봇은 상기 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 터틀봇 및 상기 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 터틀봇을 포함하는, 제1 단계; 상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 터틀봇 명령 모델과 제2 터틀봇 명령 모델을 각각 구축하는 제2 단계로서, 상기 제1 터틀봇 명령 모델은 상기 카메라에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 상기 제1 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습되고, 상기 제2 터틀봇 명령 모델은 상기 카메라에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 상기 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습되는, 제2 단계; 상기 제1 사용자 그룹이 상기 구축된 제1 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제1 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제1 터틀봇을 이동시키는 제3 단계; 상기 제2 사용자 그룹이 상기 구축된 제2 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제2 터틀봇을 이동시키는 제4 단계; 및 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 반복 수행하여 상기 기준 라인 내부의 제1 구슬 또는 제2 구슬이 상기 기준 라인 외부로 모두 이탈된 경우, 게임을 종료하는 제5 단계를 포함한다.

Description

AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법{Turtlebot marble game device based on AI learning and marble game method using the same}
AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법에 관한 것으로, 전통 놀이에 해당하는 구슬 치기 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 AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 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 구슬 치기 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 AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 구슬 치기 게임 방법은 기준 라인 및 상기 기준 라인 내부에 배치된 복수의 구슬을 포함하는 게임판; 상기 게임판의 기준 라인 외부에 배치되는 복수의 터틀봇으로, 상기 터틀봇은 설정된 방향 및 설정된 속도로 직선 이동하도록 구성되는, 복수의 터틀봇; 명령 이미지의 생성을 위한 카메라; 상기 명령 이미지에 기초하여 상기 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습된 터틀봇 명령 모델을 구축하기 위한 학습 모델 구축 프로그램 및 게임 방법 영상을 포함하는 데이터 저장부; 상기 게임 방법 영상 및 학습 모델 구축 프로그램을 표시하는 디스플레이; 및 상기 복수의 터틀봇, 상기 데이터 저장부 및 상기 디스플레이를 제어하는 제어부를 포함하는 AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법으로, 상기 방법은: 상기 게임판과 상기 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공하는 제1 단계로서, 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹은 적어도 한명의 사용자를 포함하고, 상기 게임판의 복수의 구슬은 상기 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 구슬 및 상기 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 구슬을 포함하고, 상기 복수의 터틀봇은 상기 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 터틀봇 및 상기 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 터틀봇을 포함하는, 제1 단계; 상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 터틀봇 명령 모델과 제2 터틀봇 명령 모델을 각각 구축하는 제2 단계로서, 상기 제1 터틀봇 명령 모델은 상기 카메라에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 상기 제1 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습되고, 상기 제2 터틀봇 명령 모델은 상기 카메라에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 상기 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습되는, 제2 단계; 상기 제1 사용자 그룹이 상기 구축된 제1 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제1 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제1 터틀봇을 이동시키는 제3 단계; 상기 제2 사용자 그룹이 상기 구축된 제2 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제2 터틀봇을 이동시키는 제4 단계; 및 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 반복 수행하여 상기 기준 라인 내부의 제1 구슬 또는 제2 구슬이 상기 기준 라인 외부로 모두 이탈된 경우, 게임을 종료하는 제5 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 명령 이미지는 사용자의 손을 인식하여 생성되며, 상기 터틀봇 명령 모델은 상기 명령 이미지 내의 사용자의 손의 종류, 손의 방향 또는 손가락의 개수에 따라 상기 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나가 설정되도록 학습될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법은 전통 놀이에 해당하는 구슬 치기 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치의 게임판과 터틀봇을 예시적으로 나타낸다.
도 3 내지 도 6은 터틀봇 명령 모델을 구축하는 과정을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치를 이용한 게임 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9 및 도 10은 명령 이미지를 학습된 터틀봇 명령 모델에 입력하는 과정을 예시적으로 나타낸다.
도 11 내지 도 13은 명령 이미지를 통해 터틀봇의 방향 및 속도를 조절하여 구슬 치기 게임을 진행하는 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 게임판과 터틀봇을 예시적으로 나타낸다. 도 3 내지 도 6은 터틀봇 명령 모델을 구축하는 과정을 예시적으로 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치(10)는 구슬 치기 게임 장치로서, 인공지능 기계 학습을 통해 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하여 기준라인 내부에 위치한 상대방의 구슬을 기준 라인 밖으로 이동시키는 게임을 제공하도록 구성될 수 있다. 구슬 치기 게임은 사용자의 구슬을 사용자의 손가락 등으로 부딪혀 상대방의 구슬을 기준 라인 밖으로 이탈시키는 전통 놀이에 해당하며, 손가락과 구슬이 부딪히는 방향 및 세기의 게임의 승패를 가르는 중요한 요인에 해당한다. 본 발명에서는 사용자의 손가락이 아닌 방향과 속도를 조절할 수 있는 터틀봇을 통해 구슬 치기 게임을 진행하며, 터틀봇의 방향과 속도의 조절은 인공지능 학습을 통해 수행하게 된다.
구체적으로 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치(10)는 게임판(100), 복수의 터틀봇(110), 카메라(120), 데이터 저장부(130), 디스플레이(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
게임판(100)은 구슬 치기 게임이 수행되는 주요 구성에 해당하며, 게임 장치(10)의 다른 구성들이 배치될 수 있다. 게임판(100)은 기준 라인 및 기준 라인 내부에 배치된 복수의 구슬(101)을 포함한다. 복수의 구슬(101)은 일정한 간격을 두고 기준 라인 내부에 배치될 수 있다.
터틀봇(110)은 게임판의 기준 라인 외부에 배치된다. 터틀봇(110)은 복수일 수 있으며, 복수의 터틀봇은 서로 마주보도록 기준 라인 외부에 배치될 수 있다. 터틀봇(110)은 설정된 방향 및 속도로 직선 이동하도록 구성되는 장치일 수 있다. 터틀봇(110)은 제자리에서 방향이 조절되도록 제자리 회전이 가능할 수 있다. 터틀봇(110)의 회전 방향(오른쪽, 왼쪽)과 회전 정도(각도)를 설정하여 터틀봇(110)의 이동 방향이 결정될 수 있다. 또한, 터틀봇(110)은 설정된 속도로 직선 이동이 가능하며, 터틀봇(110)의 속도는 정지된 터틀봇(110)에 설정되는 파워(출력)에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 터틀봇(110)의 파워를 설정하여 터틀봇(110)의 속도가 조절될 수 있다.
카메라(120)는 복수의 터틀봇(110)에 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하기 위한 명령 이미지를 생성한다. 명령 이미지는 사용자의 손을 인식하여 생성되며, 사용자의 손의 종류, 손의 방향 또는 손가락의 개수에 따라 터틀봇(110)의 방향 및 속도 중 적어도 하나가 설정될 수 있다. 예를 들어, 오른손, 왼손 또는 손이 가리키는 방향(오른쪽, 왼쪽)에 따라 터틀봇(110)의 방향이 변경될 수 있으며, 손이 가리키는 방향 또는 손가락의 개수에 따라 터틀봇(110)의 속도가 변경될 수 있다.
데이터 저장부(130)는 이러한 명령 이미지에 기초하여 터틀봇(110)의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습된 터틀봇 명령 모델을 구축하기 위한 학습 모델 구축 프로그램을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 저장부(130)는 전적으로 하드웨어이거나, 또는 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다.
여기서, 인공 지능 기반 기계 학습은 특정 유형의 패턴을 인식하도록 학습하는 것을 의미한다. 즉, 사용자는 이전에 표시되지 않은 새로운 데이터를 추론하고 해당 데이터에 대한 예측 모델을 학습 모델 구축 프로그램을 통해 구축할 수 있다. 학습 모델 구축 프로그램은 입력된 이미지를 기초로 터틀봇(110)의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하는 터틀봇 명령 모델을 구축하는 작업 환경을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 왼쪽으로 10도만큼 터틀봇의 방향을 전환시키기 위한 적어도 하나의 명령 이미지가 입력되며, 이에 대응한 터틀봇의 동작이 설정되게 된다. 예시적으로, 10개의 명령 이미지가 터틀봇의 동작을 위해 입력될 수 있다. 도 5를 참조하면, 사용자는 터틀봇의 방향 설정 또는 속도 설정과 관련된 복수의 클래스를 지정할 수 있으며, 지정된 클래스에 대응하는 명령 이미지를 입력하고 터틀봇의 동작을 설정할 수 있다. 학습을 위한 입력 데이터(명령 이미지)와 터틀봇의 동작이 설정된 이후 이에 대한 학습을 수행하게 된다. 도 6은 학습된 터틀봇 명령 모델을 테스트, 디버깅하는 예시적으로 화면으로, 현재 인식되는 명령 이미지(사용자의 손 모양)에 대응하는 터틀봇의 동작이 출력되는 것을 확인할 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 구슬 치기 게임 장치를 이용하여 후술하는 게임 방법을 수행하는 과정을 사용자에게 설명하기 위한 영상일 수 있다.
디스플레이(140)는 상기 게임 방법 영상 및 상기 학습 모델 구축 프로그램을 출력하도록 구성된다.
제어부(150)는 복수의 터틀봇(110), 데이터 저장부(130), 카메라(120), 디스플레이(140)를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서로 구성될 수 있다. 제어부(150)는 데이터 저장부(130), 카메라(120), 디스플레이(140) 사이의 신호를 송수신하고 동작이 이루어지도록 조절할 수 있다. 여기서, 카메라(120), 데이터 저장부(130), 디스플레이(140) 및 제어부(150)는 전적으로 하드웨어이거나, 또는 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 예컨대, 제어부(150)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. 카메라(120), 데이터 저장부(130), 디스플레이(140) 및 제어부(150)는 분산 컴퓨팅 환경 하에서 서로 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 반드시 물리적으로 구분되는 별개의 구성요소를 지칭하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 카메라(120), 데이터 저장부(130), 디스플레이(140) 및 제어부(150)는 하나의 컴퓨팅 장치(예를 들어, 노트북, 태블릿, 스마트폰 등)로 구성되어 각 사용자에게 제공될 수 있다. 제어부(150)는 학습된 터틀봇 명령 모델을 통해 입력되는 명령 이미지에 따라 복수의 터틀봇(110)이 동작하는 것을 제어할 수 있다.
이하, 본 발명의 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 방법의 순서도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 장치를 이용한 게임 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 9 및 도 10은 명령 이미지를 학습된 터틀봇 명령 모델에 입력하는 과정을 예시적으로 나타낸다. 도 11 내지 도 13은 명령 이미지를 통해 터틀봇의 방향 및 속도를 조절하여 구슬 치기 게임을 진행하는 상황을 예시적으로 나타낸다. 본 실시예에 따른 구슬 치기 게임 방법의 설명을 위해 도 1 내지 도 6 및 관련된 설명이 참조될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게임 방법은 상기 게임판과 상기 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공하는 제1 단계(S100); 상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 터틀봇 명령 모델과 제2 터틀봇 명령 모델을 각각 구축하는 제2 단계(S110); 상기 제1 사용자 그룹이 상기 구축된 제1 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제1 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제1 터틀봇을 이동시키는 제3 단계(S120); 상기 제2 사용자 그룹이 상기 구축된 제2 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제2 터틀봇을 이동시키는 제4 단계(S130); 및 상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 반복 수행하여 상기 기준 라인 내부의 제1 구슬 또는 제2 구슬이 상기 기준 라인 외부로 모두 이탈된 경우, 게임을 종료하는 제5 단계(S140)를 포함한다.
먼저, 게임판 및 게임 방법 영상을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공한다(S100).
게임판(100)은 기준 라인 및 상기 기준 라인 내부에 배치된 복수의 구슬을 포함하고, 기준 라인 외부에 배치되는 복수의 터틀봇(110)을 포함한다. 본 게임 방법의 관리자는 상술한 바와 같이, 세팅된 게임판(100)을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공할 수 있다. 게임 방법 영상은 구슬 치기 게임 장치를 이용하여 후술하는 게임 방법을 수행하는 과정을 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 설명하기 위한 영상일 수 있다. 제어부(150)는 데이터 저장부(130)에 저장된 게임 방법 영상이 디스플레이(140)를 통해 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹에게 제공되는 것을 제어할 수 있다.
본 게임 방법은 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹이 대결하는 방식으로 수행된다. 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹은 적어도 한명의 사용자를 포함하고, 상기 게임판의 복수의 구슬(101)은 상기 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 구슬(101-1) 및 상기 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 구슬(101-2)을 포함하고, 상기 복수의 터틀봇(110)은 상기 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 터틀봇(110-1) 및 상기 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 터틀봇(110-2)을 포함할 수 있다. 도 8을 참조하면, 제1 사용자 그룹(블루팀)과 제2 사용자 그룹(레드팀)은 각각 두 명의 사용자를 포함하며, 게임판 내부에는 제1 구슬(블루, 101-1)과 제2 구슬(레드, 101-2)가 배치된 것을 알 수 있다. 또한, 제1 사용자 그룹에 대응하는 2개의 제1 터틀봇(110-1)이 게임판 외부에 배치되고, 제2 사용자 그룹에 대응하는 2개의 제2 터틀봇(110-2)이 게임판 외부에 배치된 것을 알 수 있다. 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹의 각각 제1 터틀봇(110-1)과 제2 터틀봇(110-2)을 제어하여 상대방의 구슬을 게임판 외부로 이탈시키는 구슬 치기 게임을 수행하게 된다.
다음으로, 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 터틀봇 명령 모델과 제2 터틀봇 명령 모델을 각각 구축한다(S110).
본 단계(S110)에서, 제1 사용자 그룹은 제1 터틀봇(110-1)을 제어하기 위한 제1 터틀봇 명령 모델을 구축하고, 제2 사용자 그룹은 제2 터틀봇(110-2)을 제어하기 위한 제2 터틀봇 명령 모델을 구축한다. 상기 제1 터틀봇 명령 모델은 카메라(120)에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 제1 터틀봇(110-1)의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습되고, 상기 제2 터틀봇 명령 모델은 카메라(120)에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 상기 제2 터틀봇(110-2)의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습된다. 즉, 각 사용자 그룹 별로 대응하는 터틀봇을 제어하기 위한 명령 모델을 각각 구축하게 되며, 설정된 명령 모델을 통해 제1 사용자 그룹과 제2 사용자 그룹 사이에 구슬 치기 게임이 수행된다.
즉, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제1 터틀봇을 이동시키는 제3 단계(S120); 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제2 터틀봇을 이동시키는 제4 단계(S130)가 수행된다.
상기 제1 사용자 그룹이 상기 구축된 제1 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제1 터틀봇(110-1)의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제1 터틀봇(110-1)을 이동시키게 된다. 도 9는 제1 터틀봇(110-1)의 방향을 설정하는 명령을 입력하는 예시적인 화면이고, 도 10은 제1 터틀봇(110-1)의 파워(속도)를 설정하는 명령을 입력하는 예시적인 화면에 해당한다. 도 9 및 도 10에 따른 명령 이미지에 따라 도 11의 위치에 있던 제1 터틀봇(110-1)은 도 12와 같이 방향을 전환할 수 있으며, 도 13과 같이 설정된 속도에 따라 직선 이동하여 기준 라인 내부의 구슬과 부딪히게 된다.
이후, 제1 터틀봇은 다시 원위치로 이동시키고, 이후 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬과 부딪히도록 상기 제2 터틀봇을 이동시키게 된다. 이동된 제2 터틀봇은 다시 원위치로 이동시킨다.
상기 기준 라인 내부의 제1 구슬 또는 제2 구슬이 상기 기준 라인 외부로 모두 이탈될 때까지 제3 단계 및 상기 제4 단계를 반복 수행하게 되며, 상기 기준 라인 내부의 제1 구슬 또는 제2 구슬이 상기 기준 라인 외부로 모두 이탈된 경우, 게임이 종료된다(S140). 제1 구슬이 기준 라인 외부로 모두 이탈된 경우 제2 사용자 그룹이 승리한 것으로 판단하고, 제2 구슬이 기준 라인 외부로 모두 이탈된 경우 제1 사용자 그룹이 승리한 것으로 판단한다. 승리한 사용자 그룹에게는 리워드가 제공되어 사용자의 적극적인 참여를 독려할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법은 전통 놀이에 해당하는 구슬 치기 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: 터틀봇
120: 카메라
130: 데이터 저장부
140: 디스플레이
150: 제어부

Claims (2)

  1. 기준 라인 및 상기 기준 라인 내부에 배치된 복수의 구슬로, 상기 복수의 구슬은 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 구슬 및 상기 제1 사용자 그룹과 상이한 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 구슬을 포함하는, 게임판;
    상기 게임판의 기준 라인 외부에 배치되는 복수의 터틀봇으로, 상기 복수의 터틀봇 각각은 설정된 방향 및 설정된 속도로 직선 이동하도록 구성되고, 상기 복수의 터틀봇은 상기 제1 사용자 그룹에 대응하는 제1 터틀봇 및 상기 제2 사용자 그룹에 대응하는 제2 터틀봇을 포함하며, 상기 제1 터틀봇과 상기 제2 터틀봇은 기준 라인을 사이에 두고 서로 대향되는 제1 위치와 제2 위치에 각각 배치되는, 복수의 터틀봇;
    명령 이미지의 생성을 위한 카메라;
    상기 명령 이미지에 기초하여 상기 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습된 터틀봇 명령 모델을 구축하기 위한 학습 모델 구축 프로그램 및 게임 방법 영상을 포함하는 데이터 저장부;
    상기 게임 방법 영상 및 학습 모델 구축 프로그램을 표시하는 디스플레이; 및
    상기 복수의 터틀봇, 상기 데이터 저장부 및 상기 디스플레이를 제어하는 제어부를 포함하는 AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법으로, 상기 방법은:
    상기 복수의 구슬과 상기 복수의 터틀봇이 배치된 게임판을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하고, 상기 게임 방법 영상을 상기 디스플레이를 통해 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에게 제공하는 제1 단계로서, 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹은 적어도 한명의 사용자를 포함하는, 제1 단계;
    상기 학습 모델 구축 프로그램을 상기 제1 사용자 그룹과 상기 제2 사용자 그룹에 제공하여 제1 터틀봇 명령 모델과 제2 터틀봇 명령 모델을 각각 구축하는 제2 단계로서, 상기 제1 터틀봇 명령 모델은 상기 카메라에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 상기 제1 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습되고, 상기 제2 터틀봇 명령 모델은 상기 카메라에서 생성된 명령 이미지에 기초하여 상기 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하도록 학습되는, 제2 단계;
    상기 제1 사용자 그룹이 상기 구축된 제1 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제1 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬 중 적어도 하나와 부딪히도록 상기 제1 터틀봇을 이동시키고, 복수의 구슬과 부딪힌 제1 터틀봇을 상기 제1 위치로 복귀시키는 제3 단계;
    상기 제2 사용자 그룹이 상기 구축된 제2 터틀봇 명령 모델을 통해 상기 제2 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나를 설정하고, 상기 기준 라인 내부의 복수의 구슬 중 적어도 하나와 부딪히도록 상기 제2 터틀봇을 이동시키고, 복수의 구슬과 부딪힌 제2 터틀봇을 상기 제2 위치로 복귀시키는 제4 단계; 및
    상기 제3 단계 및 상기 제4 단계를 반복 수행하여 상기 기준 라인 내부의 제1 구슬 또는 제2 구슬이 상기 기준 라인 외부로 모두 이탈된 경우, 게임을 종료하는 제5 단계를 포함하는, AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 명령 이미지는 사용자의 손을 인식하여 생성되며,
    상기 터틀봇 명령 모델은 상기 명령 이미지 내의 사용자의 손의 종류, 손의 방향 또는 손가락의 개수에 따라 상기 터틀봇의 방향 및 속도 중 적어도 하나가 설정되도록 학습되는, AI 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법.
KR1020210080790A 2021-06-22 2021-06-22 Ai 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법 KR102326509B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210080790A KR102326509B1 (ko) 2021-06-22 2021-06-22 Ai 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210080790A KR102326509B1 (ko) 2021-06-22 2021-06-22 Ai 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102326509B1 true KR102326509B1 (ko) 2021-11-17

Family

ID=78702672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210080790A KR102326509B1 (ko) 2021-06-22 2021-06-22 Ai 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102326509B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120078939A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 동명대학교산학협력단 프로그래밍이 가능한 교육용 게임 로봇 시스템 및 그를 이용한 로봇 게임방법
KR101817206B1 (ko) 2017-08-16 2018-01-10 주식회사 한국과학 코딩 학습을 위한 회로기판 키트
KR20180060562A (ko) * 2016-11-29 2018-06-07 한국기술교육대학교 산학협력단 알까기 로봇장치 및 그 동작 방법
KR102107846B1 (ko) * 2019-01-29 2020-05-07 성창경 코딩 로봇 작동 제어 유닛과 스마트폰을 이용한 코딩 게임 수행 시스템 및 상기 코딩 로봇 작동 제어 유닛과 스마트폰을 이용한 코딩 게임 수행 시스템의 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120078939A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 동명대학교산학협력단 프로그래밍이 가능한 교육용 게임 로봇 시스템 및 그를 이용한 로봇 게임방법
KR20180060562A (ko) * 2016-11-29 2018-06-07 한국기술교육대학교 산학협력단 알까기 로봇장치 및 그 동작 방법
KR101817206B1 (ko) 2017-08-16 2018-01-10 주식회사 한국과학 코딩 학습을 위한 회로기판 키트
KR102107846B1 (ko) * 2019-01-29 2020-05-07 성창경 코딩 로봇 작동 제어 유닛과 스마트폰을 이용한 코딩 게임 수행 시스템 및 상기 코딩 로봇 작동 제어 유닛과 스마트폰을 이용한 코딩 게임 수행 시스템의 제어 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gardeli et al. ARQuest: A tangible augmented reality approach to developing computational thinking skills
KR101829969B1 (ko) 퍼즐 매칭 게임 진행 방법 및 이를 이용하여 퍼즐 매칭 게임을 진행시키는 게임 시스템
US20070238079A1 (en) Strategic enforcement of long-term memory
WO2018008156A1 (ja) 抽選装置及び抽選方法
KR102334058B1 (ko) 바이러스 확산 방지 게임 장치
Rose et al. Pirate plunder: game-based computational thinking using scratch blocks
KR102326509B1 (ko) Ai 학습 기반의 터틀봇 구슬 치기 게임 장치를 이용한 구슬 치기 게임 방법
JP2021119968A5 (ko)
Plijnaer et al. Truesight battle grid-enhancing the game experience of tabletop role-playing through tangible data visualization
JP2016039876A (ja) システム、サーバ装置、および、プログラム
KR102312614B1 (ko) Ai 학습 기반의 고누 놀이 장치를 이용한 고누 놀이 방법
CN103329175A (zh) 游戏系统及其使用方法
KR102421658B1 (ko) 스마트 건강 관리 게임을 수행하기 위한 스마트 건강 관리 게임 장치
Dolce et al. ARmy: A study of multi-user interaction in spatially augmented games
KR102323381B1 (ko) 스피로 자치기 게임 장치를 이용한 자치기 게임 방법
US20140018167A1 (en) User manipulation of voronoi diagram game mechanics
JP2019181101A5 (ko)
JP2019013439A (ja) ゲームプログラム
KR102003668B1 (ko) 신호 조합 교육용 보드게임 시스템 및 방법
JP7531820B1 (ja) 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム
JP2008073255A (ja) ゲーム装置、ゲーム制御方法、及びゲーム制御プログラム
KR102406347B1 (ko) 큐브를 이용한 게임시스템
JP2016093291A (ja) 遊技機
JP6270789B2 (ja) ゲームプログラム、コンピュータの制御方法およびコンピュータ
KR102421655B1 (ko) 로봇 물류 게임을 수행하기 위한 로봇 물류 게임 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant