KR20020000986A - Method for scientific experiment simulation and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 컴퓨터를 이용한 과학 모의 실험에 관한 것으로, 특히 컴퓨터의 화면에서 과학적인 실험의 도구와 실험 재료의 그래픽 오브젝트를 사용하여 과학 실험 도구 및 실험 재료를 생성하여 모의 실험을 실행하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to scientific simulation using a computer, and more particularly, a method and apparatus for generating a scientific experiment tool and an experimental material using a graphic object of a scientific experiment tool and an experimental material on a screen of a computer, and a method for performing the simulation. It is about.
일반적으로 과학실험은 실험실에서 각종 실험 도구나 실험 재료들을 이용하여 주어진 실험 과제를 수행하는 것이다. 그러나 현실적으로 그렇게 실험을 하기에는 장소적인 문제, 비용의 문제 및 안전에 대한 문제로 인해 소수의 인원만이 실현가능하다.In general, a scientific experiment is to perform a given experimental task using various experimental tools or materials in a laboratory. In reality, however, only a small number of personnel are feasible for such experiments due to locational issues, costs and safety concerns.
이런 문제를 해결하여 누구나 간편하게 과학적인 실험을 해 볼 수 있도록 하기 위해 컴퓨터를 이용한 가상의 과학 실험을 시도하고 있으며, 그 방법은 주로 다음과 같다.In order to solve this problem and to make scientific experiments easier for anyone, we are attempting a virtual science experiment using a computer. The methods are as follows.
1. 모의 실험이 전혀 없고 실험 과정을 사진 자료나 도표와 함께 해설하는 형식으로 진행한다.1. There is no simulation at all, and the experiment process is conducted in the form of commentary with photographic material or chart.
2. 과학 실험에 관련된 혹은 과학 실험을 진행하는 과정을 2차원 혹은 3차원의 애니메이션으로 보여준다.2. A two-dimensional or three-dimensional animation of the science experiment or the process of conducting the science experiment.
3. 실험 과정의 해설과 함께 사용자가 직접 모의 실험하며 조작해보는 방법을 사용한다.3. In addition to the explanation of the experiment process, the user simulates and manipulates the method.
상기 3번의 방법이 컴퓨터를 이용한 과학 모의 실험에 가장 근접하고 효과적인 방법일 것이나, 이 방법도 특정한 실험에 대하여 모의 실험을 준비하는데 그치고 있다. 실험에 사용되는 실험 도구와 실험 재료들에 대한 모델링 된 결과를 그 실험에서만 사용 가능하여, 결국 각 실험에 필요한 도구와 실험 재료들 간에 전혀 연계가 되지 않아 각 실험마다 별도의 모의 실험을 준비하여야 한다.The third method may be the closest and most effective method to scientific simulation using a computer, but this method also prepares a simulation for a specific experiment. Modeled results of the experimental tools and experimental materials used in the experiments can be used only in the experiments, so there is no link between the tools and experimental materials necessary for each experiment, so a separate simulation should be prepared for each experiment. .
따라서 모의 실험을 할 때마다 비슷한 혹은 동일한 실험 도구와 재료가 반복되어 쓰이면서도 그 도구와 재료들을 실험별로 따로 준비해야 하고, 무엇보다도 사용자가 주어진 실험 외에 독창적인 실험을 실시하여 사고 영역을 확대하는데 지장을 주게되어 실험 학습의 목적과는 괴리가 생긴다. 결과적으로 가상의 실험이 현실의 실험의 단점을 보완하지 못하는 문제가 있다.Therefore, every time a simulation is performed, similar or identical experiment tools and materials are used repeatedly, but the tools and materials should be prepared separately for each experiment, and above all, it is difficult for the user to expand the thinking area by performing an original experiment in addition to the given experiment. The difference between the purpose of the experiment and learning. As a result, there is a problem that the virtual experiment does not make up for the shortcomings of the real experiment.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 하나의 실험만을 위해 모델화된 실험 도구나 실험 재료만이 아닌, 다른 실험을 위해서도 재사용이 가능한 모델화된 실험 도구와 실험 재료를 사용하여, 과학적인 가상 실험을 자동으로 생성하고 제어하는 모의 실험 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be solved by the present invention, in order to solve the above problems, using a modeling experimental tools and experimental materials that can be reused for other experiments, as well as experimental tools and experimental materials modeled for only one experiment. To provide a simulation method and apparatus for automatically generating and controlling a scientific virtual experiment.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적인 과제는, 과학적인 가상 실험을 자동으로 생성하고 제어하는 모의 실험 프로그램을 기록한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a computer-readable recording medium that records a simulation program for automatically generating and controlling scientific virtual experiments.
도 1은 본 발명에 따른 모의 과학 실험 방법의 흐름을 도시한 것이다.Figure 1 shows the flow of the simulated scientific experiment method according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 모의 과학 실험 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다.2 is a block diagram showing the configuration of a simulation scientific experiment apparatus according to the present invention.
도 3은 사용자가 모의 실험을 실시하는 화면의 예를 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically illustrates an example of a screen on which a user performs a simulation.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 사용자에 의해 모의 실험이 수행되는 장치의 화면 내에서 모의 실험이 선택되고 수행되는 방법에 있어서,According to the present invention for solving the above technical problem, in the method in which the simulation is selected and performed in the screen of the device on which the simulation is performed by the user,
(a) 모의 실험이 실행될 과정을 각 실험별로 설정하는 단계; (b) 각 실험별로 모의 실험들에 사용되는 실험 도구들의 물리적, 화학적인 속성들을 결정하는 단계; (c) 각 모의 실험별로 실험에 사용되는 실험 재료들의 물리적, 화학적인 속성들을 결정하는 단계; (d) 각 실험별로 실험에 사용되는 것으로 선택된 실험도구들과 실험재료들간의 상호작용을 상기 실험도구들 및 실험 재료들의 속성에 따라 결정하는 단계; (e) 상기 (a) 단계에서 설정된 모의 실험 중 하나를 선택하여 실험에 사용되는 실험 도구와 실험 재료들을 결정하는 단계; 및 (f) 선택된 실험 도구와 실험 재료의 속성, 상기 (d) 단계에서 결정된 상호작용 및 사용자의 조작에 따라모의 실험이 실시되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(a) setting a process for each simulation to be executed; (b) determining the physical and chemical properties of the experimental tools used in the simulations for each experiment; (c) determining the physical and chemical properties of the experimental materials used in the experiment for each simulation; (d) determining interactions between the experimental tools and the experimental materials selected to be used for the experiments according to the properties of the experimental tools and the experimental materials; (e) selecting one of the simulation experiments set in step (a) to determine the experimental tools and experimental materials used for the experiment; And (f) conducting a simulation according to the properties of the selected experimental tool and the experimental material, the interaction determined in step (d), and the user's manipulation.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 물체에 따른 속성들을 추출하고 그 속성들에 따른 각 물체간의 작용들을 일정한 작업 영역에서 자동적으로 모의 실험하는 장치에 있어서,In the device for extracting the properties of the object according to the present invention for solving the other technical problem and automatically simulates the action between the objects according to the properties in a certain working area,
실험에 사용되는 물체들에 대한 물리, 화학적인 속성들을 부여하는 속성부여부; 한 물체를 다른 물체 주위에 위치시킬 경우 각 물체들의 속성에 따라 그 물체들간의 영향을 처리하는 인접효과부; 상기 작업 영역 내에서 어떤 물체가 사용자의 선택에 따라 이동되는 경우 그 물체의 상태를 움직이는 동안 그 물체의 속성에 따라 계속 검사하는 상태점검부; 상기 작업 영역 내에서 사용자의 선택에 따라 한 물체가 다른 물체로 떨어지게 이동되는 상태를 감지하여 각 물체의 속성에 따른 떨어지는 영향을 처리하는 낙하처리부; 상기 작업 영역 내에 사용자의 선택에 따라 위치하게 된 물체의 속성을 판단하여 그 물체가 소정의 주기로 상태가 변해야 하는 물체인 경우 상기 소정의 주기로 물체의 속성의 따라 물체의 상태를 변화시키는 상태조절부; 및 상기 인접효과부, 상태점검부, 낙하처리부 및 상태조절부의 처리가 완료되어 모의 실험이 실시된 것을 확인하고 물체에 대한 처리 상태를 표시하는 완료동작표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Attribution granting physical and chemical properties to the objects used in the experiment; A neighboring effect unit which processes an influence between the objects according to the properties of each object when one object is positioned around another object; A state checking unit continuously inspecting the object according to the property of the object while moving the state of the object when the object is moved in accordance with the user's selection; A drop processing unit which detects a state in which one object is moved to another object according to a user's selection in the working area and processes a falling effect according to the property of each object; A state control unit that determines an attribute of an object positioned according to a user's selection in the work area and changes the state of the object according to the attribute of the object at the predetermined period when the object is an object that needs to change state at a predetermined cycle; And a completion operation display unit for confirming that the simulation is performed by the completion of the processing of the adjacent effect unit, the state checking unit, the drop processing unit, and the state adjusting unit, and displaying the processing state of the object.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 사용자에 의해 모의 실험이 수행되는 장치의 화면 내에서 모의 실험이 선택되고 수행되는 방법을 포함하는 프로그램을 기록한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,In a computer-readable recording medium having recorded a program including a method in which a simulation is selected and performed in a screen of a device on which a simulation is performed by a user according to the present invention for solving the another technical problem. ,
(a) 모의 실험이 실행될 과정을 각 실험별로 설정하는 단계; (b) 각 실험별로 모의 실험들에 사용되는 실험 도구들의 물리적, 화학적인 속성들을 결정하는 단계; (c) 각 모의 실험별로 실험에 사용되는 실험 재료들의 물리적, 화학적인 속성들을 결정하는 단계; (d) 각 실험별로 실험에 사용되는 것으로 선택된 실험도구들과 실험재료들간의 상호작용을 상기 실험도구들 및 실험 재료들의 속성에 따라 결정하는 단계; (e) 상기 (a) 단계에서 설정된 모의 실험 중 하나를 선택하여 실험에 사용되는 실험 도구와 실험 재료들을 결정하는 단계; 및 (f) 선택된 실험 도구와 실험 재료의 속성, 상기 (d) 단계에서 결정된 상호작용 및 사용자의 조작에 따라 모의 실험이 실시되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(a) setting a process for each simulation to be executed; (b) determining the physical and chemical properties of the experimental tools used in the simulations for each experiment; (c) determining the physical and chemical properties of the experimental materials used in the experiment for each simulation; (d) determining interactions between the experimental tools and the experimental materials selected to be used for the experiments according to the properties of the experimental tools and the experimental materials; (e) selecting one of the simulation experiments set in step (a) to determine the experimental tools and experimental materials used for the experiment; And (f) performing simulations according to the properties of the selected experimental tool and the experimental material, the interaction determined in step (d), and the user's manipulation.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 모의 과학 실험 방법의 흐름을 도시한 것이다. 사용자에 의해 모의 실험이 수행되는 장치의 화면 내에서 모의 실험이 선택되고 수행되는 이 방법에서, 모의 실험이 실행될 과정을 각 실험별로 설정하고(100 단계), 각 실험별로 모의 실험들에 사용되는 실험 도구들과 실험 재료들의 물리적, 화학적 속성들을 결정한다(110, 120 단계). 이후 각 실험별로 실험에 사용되는 것으로 선택된 실험도구들과 실험재료들간의 상호작용을 상기 실험도구들 및 실험 재료들의 속성에 따라 결정하고(130 단계), 참조번호 100 단계에서 설정된 모의 실험 중 하나를 선택하여 실험에 사용되는 실험 도구와 실험 재료들을 결정하여(140 단계), 선택된 실험 도구와 실험 재료의 속성, 참조번호 130 단계에서 결정된 상호작용 및사용자의 조작에 따라 모의 실험이 실시된다(150 단계).Figure 1 shows the flow of the simulated scientific experiment method according to the present invention. In this method, in which the simulation is selected and performed on the screen of the device on which the simulation is performed by the user, a process for executing the simulation is set for each experiment (step 100), and the experiment used for the simulations for each experiment The physical and chemical properties of the tools and experimental materials are determined (step 110, 120). Thereafter, the interaction between the experimental tools and the experimental materials selected to be used for each experiment is determined according to the properties of the experimental tools and the experimental materials (step 130), and one of the simulations set in step 100 is performed. By selecting and determining the experimental tool and experimental materials used in the experiment (step 140), the simulation is performed according to the properties of the selected experimental tool and the experimental material, the interaction determined in step 130, and the user's operation (step 150). ).
도 2는 본 발명에 따른 모의 과학 실험 장치의 구성을 블록으로 도시한 것이다. 물체에 따른 속성들을 추출하고 그 속성들에 따른 각 물체간의 작용들을 일정한 작업 영역에서 자동적으로 모의 실험하는 이 장치는, 실험에 사용되는 물체들에 대한 물리, 화학적인 속성들을 부여하는 속성부여부(200), 한 물체를 다른 물체 주위에 위치시킬 경우 각 물체들의 속성에 따라 그 물체들간의 영향을 처리하는 인접효과부(210), 작업 영역 내에서 어떤 물체가 사용자의 선택에 따라 이동되는 경우 그 물체의 상태를 움직이는 동안 그 물체의 속성에 따라 계속 검사하는 상태점검부(220), 사용자의 선택에 따라 한 물체가 다른 물체로 떨어지게 이동되는 상태를 감지하여 각 물체의 속성에 따른 떨어지는 영향을 처리하는 낙하처리부(230), 작업 영역 내에 사용자의 선택에 따라 위치하게 된 물체의 속성을 판단하여 그 물체가 소정의 주기로 상태가 변해야 하는 물체인 경우 그 주기로 물체의 속성의 따라 물체의 상태를 변화시키는 상태조절부(240) 및 인접효과부(210), 상태점검부(220), 낙하처리부(230) 및 상태조절부(240)의 처리가 완료되면 동작이 완료된 것을 확인하고 물체에 대한 처리 상태를 표시하는 완료동작표시부(250)를 포함한다.2 is a block diagram showing the configuration of a simulation scientific experiment apparatus according to the present invention. The device extracts the properties of an object and automatically simulates the actions between each object according to the properties in a certain working area. The device provides a property granting properties that impart physical and chemical properties to the objects used in the experiment. 200), the adjacent effect unit 210 which processes the influence between the objects according to the properties of each object when one object is placed around another object, and when an object is moved according to the user's selection in the working area The state inspection unit 220 continuously inspects the object according to the property of the object while moving the state of the object, and detects a state in which one object is moved away from the other object according to the user's selection, and handles the effect of falling according to the property of each object. The drop processing unit 230 to determine the property of the object located in accordance with the user's selection in the working area to determine the state of the object at a predetermined cycle In the case of the object to be changed, the state control unit 240 and the adjacent effect unit 210, the state check unit 220, the drop processing unit 230 and the state control unit 240 to change the state of the object in accordance with the properties of the object in the cycle And a completion operation display unit 250 for confirming that the operation is completed and displaying a processing state of the object when the processing of C) is completed.
이하에서 도 1의 방법과 도 2의 장치의 구성을 참조하여 본 발명의 일 실시예의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the configuration of the method of FIG. 1 and the apparatus of FIG. 2.
모의 실험에 대한 실험 진행 과정에 대한 시나리오를 준비한다. 이 시나리오에 실험이 진행되는 실험 도구들과 실험 재료들이 언급되며, 그 실험 도구들과 실험재료에 대한 상호 반응, 응답이 정의될 수 있을 것이다(100 단계). 속성부여부(200)에서는 각 실험별로 모의 실험에 사용되는 실험 도구들에 대한 속성을 결정하고 속성들을 부여한다(110 단계). 실험에 사용되는 실험 재료들에 대해서도 마찬가지 과정을 거친다(120 단계).Prepare a scenario of the progress of the experiment for the simulation. In this scenario, the experimental tools and materials for the experiment are mentioned, and the interaction and response of the experimental tools and the materials may be defined (step 100). The attribute granting unit 200 determines attributes of the experimental tools used for the simulation for each experiment and assigns the attributes (step 110). The same goes for the experimental materials used in the experiment (step 120).
이를 위해서 실험 도구 및 실험 재료들을 객체화하여 그에 해당하는 실험에 필요한 물리적, 화학적인 속성을 각 객체에 부여한다. 이를 위해 객체 지향적인 프로그램(objected oriented program) 방법을 사용할 수 있을 것이다. 예를 들면 Java와 같은 프로그래밍 도구를 사용할 수 있을 것이다. 이때에 실험에 사용될 물체에 대한 속성은 모의 실험을 하려는 사용자의 수준에 따라 조정할 수 있을 것이다. 예를 들면 실험을 하려는 사용자가 초등학생이며, 사용하려는 실험 도구가 막대 자석이고, 실험 재료가 쇳가루이면 실험 도구인 자석의 N극과 S극간의 자력선 방향에 따라 쇳가루가 위치하게 되는 속성을 표시할 정도의 속성 부여만으로 충분할 것이다. 그러나 고등학생이 같은 실험 도구와 실혐 재료를 이용해서 실험을 한다면 이보다는 더 상세하게 예를 들면, 자석의 강도를 세게 혹은 약하게 하거나 쇳가루도 금속의 종류별로 나누는 등의 더 상세한 속성을 부여해야 사용자의 수준에 맞출 수 있을 것이다.For this purpose, the experimental tools and materials are embodied and given to each object the physical and chemical properties necessary for the corresponding experiment. You can use the object oriented program method for this. For example, you could use a programming tool such as Java. At this time, the properties of the object to be used in the experiment may be adjusted according to the level of the user to be simulated. For example, if the user who wants to experiment is an elementary school student, the experimental tool to be used is a bar magnet, and the experimental material is fine powder, the powder will be displayed according to the direction of the magnetic line between the N pole and the S pole of the magnet. It will be enough to give the property of. However, if a high school student is experimenting with the same experimental tools and demonstration materials, the level of user should be given in more detail, for example, by hardening or weakening the strength of the magnet, or by dividing the metal powder by the type of metal. Will be able to fit in.
각 실험별로 실험에 사용되는 것으로 선택된 실험도구들과 실험재료들간의 상호작용을 상기 실험도구들 및 실험 재료들의 속성에 따라 결정한다(130 단계). 상기의 자석의 예를 다시 언급하면, 자석을 객체화하고 쇳가루를 객체화한 후에,자석의 물리, 화학적인 속성을 자석의 객체에 부여하고, 쇳가루에 대한 물리, 화학적인 속성을 쇳가루의 객체에 부여한다. 그리고 자석과 쇳가루간의 물리적, 화학적인 상호 작용(쇳가루는 자석의 양극에 달라붙는다는 상호작용)이 자석과 쇳가루가 소정의 거리 이하로 인접하는 경우에 발생한다고 속성을 부여하는 것이다.The interaction between the experimental tools and the test materials selected to be used for each test is determined according to the properties of the test tools and the test materials (step 130). To reiterate the example of the magnet above, after magnetizing the object and objecting the powder, the physical and chemical properties of the magnet are assigned to the object of the magnet, and the physical and chemical properties of the powder are applied to the object of the powder. . In addition, the physical and chemical interaction between the magnet and the powder (the interaction of the powder sticking to the anode of the magnet) occurs when the magnet and the powder are adjacent to each other by a predetermined distance or less.
이에는 실험 도구와 실험 재료가 조합되었을 때에 아무런 실험 결과가 도출되지 않는 경우도 당연히 고려해야 한다. 예를 들면 자석과 나무 막대를 접근시키는 경우에는 아무런 결과도 볼 수 없을 것이다.This should also be taken into account when no experimental results are obtained when the experimental tool and experimental material are combined. For example, if you approach magnets and wooden bars, you will not see any results.
실험 도구들 및 실험 재료들간에 상호 작용을 결정하는 단계(130 단계)는 하나의 물체와 다른 물체가 겹치는 경우, 하나의 물체가 다른 물체의 근처에 위치하는 경우, 하나의 물체가 다른 물체에 지속적으로 영향을 미치는 경우 및 하나의 물체가 사용자에 의해 이동될 때마다 자신 물체의 상태를 계속 검사하는 경우들을 포함하는 것으로 결정하는 것이 바람직하다.Determining the interaction between the experimental tools and the experimental materials (step 130) is that when one object overlaps another, when one object is located near another object, one object persists to the other object. In this case, it is desirable to determine whether to include a case of continuously examining the state of one's object each time one object is moved by the user.
인접효과부(210)는 한 물체를 다른 물체 주위에 위치시킬 경우 각 물체들의 속성에 따라 그 물체들간의 영향을 처리한다.The adjacent effect unit 210 processes the influence between the objects according to the properties of each object when one object is positioned around the other object.
이를 위해 참조번호 130 단계는, 선택된 실험 도구나 실험 재료가 다른 실험 도구나 실험 재료의 근처에 있을 경우에, 한 실험 도구나 실험 재료가 위치한 부분과 경계를 파악하는 단계; 상기 실험 도구나 실험 재료에 근접한 다른 실험 도구나 실험 재료의 위치 부분과 경계를 파악하는 단계; 및 상기 두 위치 부분과 경계에 따라 한 실험 도구나 실험 재료가 다른 실험 도구나 실험 재료와의 거리가 소정의 거리이내인 것을 파악하여 상호 작용이 일어나는 것으로 판단하는 단계를 포함하는것이 바람직하다.To this end, step 130, the step of identifying the portion and the boundary where one experimental tool or experimental material is located, if the selected experimental tool or experimental material is in the vicinity of another experimental tool or experimental material; Identifying a location portion and a boundary of another experimental tool or experimental material in close proximity to the experimental tool or experimental material; And determining that an interaction occurs by grasping an experiment tool or an experiment material from another experiment tool or an experiment material within a predetermined distance according to the two positional portions and boundaries.
이와 같은 경우의 예로는 작업 영역 내에서 자석의 근방에 나침반을 위치하게 한 경우에 자석의 N, S극에 따라 나침반의 바늘의 위치가 바뀌는 것을 들 수 있다. 자석의 객체가 위치한 부분과 자석이라고 인식할 수 있는 경계를 파악하고, 나침반에 대해서도 마찬가지 과정을 거친 후에 자석과 나침반이 자석의 자력의 세기에 따른 소정의 거리 이내에 위치한다면 나침반의 바늘의 위치가 변하게 된다고 판단할 수 있다.An example of such a case is that the position of the needle of the compass is changed according to the N and S poles of the magnet when the compass is positioned near the magnet in the working area. If the magnet and the compass are located within a certain distance according to the strength of the magnetic force of the magnet, the position of the needle of the compass will change if the magnet's object is located and the boundary that can be recognized as a magnet. You can judge that.
낙하처리부(230)는 작업 영역 내에서 사용자의 선택에 따라 한 물체가 다른 물체로 떨어지게 이동되는 상태를 감지하여 각 물체의 속성에 따른 떨어지는 영향을 처리한다.The drop processing unit 230 detects a state in which one object moves to another object according to a user's selection in the working area, and processes the falling effect according to the property of each object.
이를 위해 참조번호 130 단계는, 실험 도구나 실험 재료가 다른 도구나 재료와 겹쳤을 경우에, 한 실험 도구나 실험 재료가 위치한 부분과 경계를 파악하는 단계; 실험 도구나 실험 재료와 겹치는 다른 실험 도구나 실험 재료의 위치 부분과 경계를 파악하는 단계; 및 상기 두 위치 부분과 경계에 따라 실험 도구나 실험 재료가 다른 실험 도구나 실험 재료와 겹치는 정도를 결정하여 상호 작용이 일어나는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.To this end, the reference numeral 130 may include identifying a part and a boundary where one experimental tool or experimental material is located when the experimental tool or experimental material overlaps with another tool or material; Identifying a location portion and boundary of another experimental tool or experimental material that overlaps the experimental tool or experimental material; And determining the extent to which the experimental tool or the experimental material overlaps with the other experimental tool or the experimental material according to the two positional parts and the boundary, and determining that the interaction occurs.
예를 들면, 비커에 물을 담는 경우, 실험 재료인 비커의 객체가 위치한 부분과 비커라고 인식할 수 있는 경계를 파악하고, 물을 공급하는 수도꼭지의 객체가 위치한 부분과 수도꼭지라고 인식할 수 있는 경계를 파악한다. 경계들간의 거리가 멀어서 위치 부분이 겹치지 않는 경우에는 아무 일도 생기지 않겠지만, 거리가 가까워서 위치 부분이 겹친다면, 상호 작용이 일어난다고 판단할 수 있을 것이다. 결과적으로 수도꼭지의 속성인 물 공급이 이루어지고 이 물은 비커에 담기는 상호 작용이 일어난다고 판단할 수 있다.For example, when water is placed in a beaker, the area where the object of the beaker, which is an experimental material, is located and the boundary that can be recognized as a beaker is identified, and the boundary where the object of the faucet supplying water is located and the boundary that can be recognized as a faucet. Figure out. Nothing will happen if the distances between the boundaries don't overlap because the distances are too high, but if the distances are so close that you can judge that the interaction occurs. As a result, the water supply, which is a property of the faucet, is produced and the water can be judged to have interaction with the beaker.
상태점검부(220)는 작업 영역 내에서 어떤 물체가 사용자의 선택에 따라 이동되는 경우 그 물체의 상태를 움직이는 동안 그 물체의 속성에 따라 계속 검사한다.If an object is moved according to a user's selection in the work area, the state checker 220 continuously inspects the object according to the property of the object while moving the state of the object.
이를 위해 참조번호 130 단계는, 선택된 실험 도구나 재료가 다른 물체에 지속적인 영향을 가할 때에, 소정의 시간 간격으로 선택된 실험 도구나 재료가 사용자에 의해 이동될 때마다 다른 물체의 영역에 들어가는 가를 판단하는 것이 바람직하다.To this end, step 130 is to determine whether the selected experimental tool or material enters the area of the other object whenever the selected experimental tool or material is moved by the user at predetermined time intervals when the selected experimental tool or material continuously affects the other object. It is preferable.
예를 들면, 실험을 진행하는 정해 놓고 그 진행 시간을 파악하는 초시계라는 실험 도구를 작업 영역에 위치시킨 경우, 초시계 객체를 다른 실험 객체에 일정 거리이내에 위치시키는 경우 그 실험 객체는 초시계 객체에 부여된 속성에 따라 일정 시간 실험이 진행되거나 혹은 실험 진행 시간을 측정하게 될 것이다. 이를 위해 초시계 객체가 실험을 진행하는 사용자에 의해 이동되는 때에 초시계 객체의 영역이 다른 실험 도구나 실험 재료 객체의 영역에 들어가는 가를 소정의 시간 간격마다 판단하게 된다.For example, if you place an experiment tool called Stopwatch that determines the progress of the experiment and grasps the progress time in the work area, and if the Stopwatch object is located within a certain distance of another experiment object, the experiment object is assigned to the stopwatch object. Depending on the property, the experiment will be run for a certain period of time or the duration of the experiment will be measured. To this end, when the stopwatch object is moved by the user conducting the experiment, it is determined at predetermined time intervals whether the area of the stopwatch object enters the area of another experimental tool or experimental material object.
상태조절부(240)는 작업 영역 내에 사용자의 선택에 따라 위치하게 된 물체의 속성을 판단하여 그 물체가 소정의 주기로 상태가 변해야 하는 물체인 경우 상기 소정의 주기로 물체의 속성의 따라 물체의 상태를 변화시킨다.The condition adjusting unit 240 determines an attribute of an object positioned according to a user's selection in the working area, and when the object is an object whose state needs to change at a predetermined cycle, the state adjusting unit 240 determines the state of the object according to the attribute of the object at the predetermined cycle. Change.
이를 위해 참조번호 130 단계는, 사용자에 의해 이동되는 물체의 속성에 따른 물체의 상태를 소정의 주기마다 판단하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 저울의 접시에 어떤 물체가 놓여지거나 혹은 접시에서 어떤 물체가 옮겨지는 경우, 저울은 자신의 접시에 다른 물체의 객체가 올려지거나 내려지는 것을 일정 주기로 검사하여 자신의 눈금 상태를 변화시켜야 한다.To this end, in step 130, it is preferable to determine the state of the object according to the property of the object moved by the user at predetermined intervals. For example, if an object is placed on the scale's dish or something is moved from the dish, the scale should change its scale by periodically checking whether the object is placed on or off the dish. .
사용자는 참조번호 100 단계에서 설정된 모의 실험 중 하나를 선택하여 실험에 사용되는 실험 도구와 실험 재료들을 결정한다(140 단계). 이 실행 방법의 구체적인 예에 대해서는 후술한다.The user selects one of the simulations set in step 100 to determine an experimental tool and experimental materials used in the experiment (step 140). A specific example of this execution method will be described later.
완료동작표시부(250)는 인접효과부(210), 상태점검부(220), 낙하처리부(230) 및 상태조절부(240)의 처리가 완료되면 모의 시험 동작이 완료된 것을 확인하고 물체에 대한 처리 상태를 표시하여 모의 실험이 실시된 결과를 사용자가 확인하게 한다. 이 모의 실험은 선택된 실험 도구와 실험 재료의 속성, 참조번호 130 단계에서 결정된 상호작용 및 사용자의 조작에 따라 모의 실험이 실시되는 것이다.The completion operation display unit 250 confirms that the simulation test operation is completed when the adjacent effect unit 210, the state check unit 220, the drop processing unit 230 and the state control unit 240 is completed, and processes the object. The status is displayed to allow the user to confirm the results of the simulation. The simulation is performed according to the properties of the selected experimental tool and the experimental material, the interaction determined in step 130, and the user's manipulation.
도 3은 사용자가 모의 실험을 실시하는 화면의 예를 개략적으로 도시한 것이다. 실험 도구와 실험 재료를 나타내는 그래픽 아이콘이 각각 화면의 왼쪽(300)과 오른쪽(310)에 표시되어 있다. 실험에 사용되는 물체들을 객체화하고 속성을 부여한 후, 그 물체를 표시하는 아이콘을 표시한 것이다. 이 실험 도구들이나 실험 재료들은, 마우스와 같은 수단을 사용하여, 대응하는 아이콘을 사용자가 선택해서 드래그하여 작업 영역화면(340)으로 이동시킬 수 있고, 혹은 화면 위의 메뉴에 도구(T)나 재료(M)의 항목을 선택하여 서브 메뉴에서 선택할 수 있게 구현될 수 있다. 실험을 위해 메뉴에서 실험(P) 항목을 선택하여 목적하는 실험 제목을 선택하면, 실험을 진행하는 방법과 그 실험에 필요한 실험도구 및 실험재료의 명칭이 실험노트창(320)에 표시되게 할 수 있다. 표시된 실험도구와 실험재료를 보고 사용자가 실험도구창(300)과 실험재료창(310)에서 직접 필요한 도구나 재료를 선택할 수도 있을 것이고, 혹은 실험노트창(320)에 표시된 실험 도구나 실험 재료의 명칭을 선택하면 그에 해당되는 실험 도구나 실험 재료가 자동적으로 반전되어 사용자가 필요한 물체를 찾기가 쉽도록 할 수도 있을 것이다.3 schematically illustrates an example of a screen on which a user performs a simulation. Graphic icons representing the experimental tool and the experimental material are displayed on the left side 300 and the right side 310 of the screen, respectively. The objects used in the experiment are objectized and given attributes, and then an icon representing the object is displayed. These experimental tools or materials can be moved to the work area screen 340 by the user selecting and dragging the corresponding icon using a means such as a mouse, or a tool (T) or material in the menu on the screen. It can be implemented to be selected from the sub-menu by selecting the item of (M). If you select the experiment title from the menu for the experiment and select the desired experiment title, the experiment note window 320 can display the name of the experiment tool and the material required for the experiment. have. The user may select the necessary tools or materials directly from the experimental tool window 300 and the experimental material window 310 by looking at the displayed experimental tool and the experimental material, or of the experimental tool or experimental material displayed on the experimental note window 320. Selecting a name may automatically invert the corresponding test tool or material, making it easier for users to find the object they need.
실험에 필요한 실험 도구나 실험 재료를 작업영역창(340)에 이동시키고, 실험노트에 표시된 방법에 따라 실험을 진행할 수 있다. 혹은 메뉴를 이용하지 않고 직접 실험도구창(300)이나 실험재료창(310)에서 필요한 아이콘을 선택해서 작업영역창(340)으로 이동시켜 실험을 진행할 수 있을 것이다. 작업영역창(340)에 이동된 물체들에 미리 정의된 물체의 속성과 다른 물체들과의 상호 관계에 따라 실험이 진행된다.An experiment tool or an experiment material required for the experiment may be moved to the work area window 340, and the experiment may be performed according to the method indicated in the experiment note. Alternatively, the experiment may be performed by directly moving to the work area window 340 by selecting a required icon from the experimental tool window 300 or the experimental material window 310 without using a menu. The experiment proceeds according to the properties of the objects that are moved in the work area window 340 and the correlation between other objects.
위에서 설명된 내용을 이용해서 실험 진행의 예를 든다.Use the information above to give examples of experiment progress.
사용자가 실험도구창(300)에서 비커와 수도꼭지의 객체를 나타내는 그래픽 아이콘을 마우스와 같은 포인팅 수단을 이용하여 선택해서 작업영역창(340)에 옮긴다. 처음에 비커와 수도꼭지의 아이콘이 멀리 떨어져 있으면 아무런 상호작용은 생기지 않는 것이 당연하다. 사용자가, 예를 들면 수도꼭지 아이콘을 비커 아이콘에 겹치면 낙하처리부(230)가 두 물체 상호간의 영역이 겹친 것을 판단하고, 두 물체간에 상호 작용이 일어날 것을 판단하고, 완료동작표시부(250)는 두 물체 상호간의상호 작용을 작업영역창(340)에 표시한다. 두 물체간의 상호 작용은 수도꼭지에서 비커로 물이 따라지는 것이 될 수 있다. 이때에 채워지는 물의 양을 조절할 수 있는 별도의 기능이 필요할 것이며, 이와 같은 사용자 인터페이스는 다양한 방법으로 구현될 수 있을 것이다. 예를 들면 사용자가 직접 물의 양을 나타내는 값을 입력할 수도 있을 것이고, 혹은 그래픽 인터페이스를 통해 사용자가 물의 양을 마우스를 이용해서 조절할 수 있도록 준비될 수 있을 것이다.A user selects a graphic icon representing an object of a beaker and a faucet from the experiment tool window 300 by using a pointing means such as a mouse and moves it to the work area window 340. Naturally, if the beaker and faucet icons are far apart at first, no interaction will occur. For example, when the user overlaps the faucet icon on the beaker icon, the drop processing unit 230 determines that an area between two objects overlaps, determines that an interaction occurs between the two objects, and the completion operation display unit 250 determines the two objects. The mutual interaction is displayed on the work area window 340. The interaction between two objects can be the pouring of water from the tap into the beaker. At this time, a separate function for controlling the amount of water to be filled will be needed, and such a user interface may be implemented in various ways. For example, the user may directly enter a value indicating the amount of water, or a graphical interface may be prepared to allow the user to adjust the amount of water using a mouse.
또는 자석과 나침반을 선택하여 실험을 하는 경우에는, 사용자가 자석을 나침반 주위에 위치시키면 나침반의 바늘이 그에 따라 움직일 것이며, 사용자가 자석을 나침반 주위로 움직이면 나침반의 바늘은 그에 따라 계속해서 움직일 것이다. 즉, 사용자의 실험 조작에 따라서도 실험의 결과나 진행 방법은 달라질 수 있는 것이다.Or if you choose to experiment with a magnet and a compass, the user will position the magnet around the compass, and the compass needle will move accordingly. If the user moves the magnet around the compass, the compass needle will continue to move accordingly. In other words, the results or the progress of the experiment may vary depending on the experiment operation of the user.
상기에 설명된 도 1의 각 구성 부분은 ASIC이나 PLD와 같은 프로그래밍 소자를 사용해서 하드웨어적으로 구현할 수 있을 것이며 혹은 개인용 컴퓨터와 같은 범용 컴퓨터의 내부의 RAM이나 하드 디스크와 같은 기억 장치내에서 Java와 같은 프로그래밍 도구를 이용해서 소프트웨어적으로 구현할 수도 있다는 것은 본 발명이 속한 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명할 것이다. 특히 이때에 Java와 같은 도구를 사용해서 구현한다면 상기 발명이 실행되는 컴퓨터의 종류나 O/S에 관련 없이 실행될 수도 있을 것이다.Each of the components of FIG. 1 described above may be implemented in hardware using programming elements such as ASICs or PLDs, or may be implemented in a storage device such as RAM or a hard disk inside a general-purpose computer such as a personal computer. It will be apparent to those skilled in the art that the same programming tool can be implemented in software. In particular, if it is implemented using a tool such as Java at this time, it may be executed irrespective of the type or O / S of the computer on which the invention is executed.
상기의 설명에 포함된 예들은 본 발명에 대한 이해를 위해 도입된 것이며,이 예들은 본 발명의 사상과 범위를 한정하지 않는다. 상기의 예들 외에도 본 발명에 따른 다양한 실시 태양이 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명할 것이다.Examples included in the above description are introduced for the understanding of the present invention, and these examples do not limit the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments in accordance with the present invention in addition to the above examples are possible.
그리고 본 발명의 일부 단계들은, 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, CD-RW, 자기 테이프, 플로피디스크, HDD, 광 디스크, 광자기 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.And some steps of the invention may also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, CD-RW, magnetic tape, floppy disks, HDDs, optical disks, magneto-optical storage devices, and carrier wave (eg, Internet It also includes the implementation in the form of). The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
본 발명에 의하면, 사용자에 의해 모의 실험이 수행되는 장치의 화면 내에서 모의 실험이 선택되고 수행되는 방법에 있어서, 모의 실험이 실행될 과정을 각 실험별로 설정하고 각 실험별로 모의 실험들에 사용되는 실험 도구들과 실험 재료들의 물리적, 화학적인 속성들을 결정하고, 각 실험별로 실험에 사용되는 것으로 선택된 실험도구들과 실험재료들간의 상호작용을 실험도구들 및 실험 재료들의 속성에 따라 결정하며, 설정된 모의 실험 중 하나를 선택하여 실험에 사용되는 실험 도구와 실험 재료들을 결정하여, 실험 도구와 실험 재료의 속성, 상호작용 및 사용자의 조작에 따라 모의 실험이 실시함으로 해서, 실제의 실험을 하는 번거로움을 없앨 수 있고, 위험한 실험 조작을 피해 안전 사고를 예방하며 실험을 진행할 수 있으며, 실험의 장소, 비용적인 문제도 해결하여, 실험을 진행하는 사용자의 사고를 확장하며 창의성의 한계를 극복할 수 있다.According to the present invention, in a method in which a simulation is selected and performed in a screen of a device on which a simulation is performed by a user, an experiment to be set for each experiment and to be used for simulations for each experiment Determine the physical and chemical properties of the tools and experimental materials, determine the interactions between the selected experimental tools and experimental materials according to the properties of the experimental tools and experimental materials, and set simulation One of the experiments is selected to determine the experimental tools and materials used in the experiment, and the simulation is carried out according to the properties, interactions, and user manipulations of the experimental tools and the experimental materials, thereby making it difficult to perform the actual experiment. It can be eliminated, avoid dangerous experiments, prevent safety accidents, and conduct experiments. The resolved issues, expand your thinking to conduct experiments and can overcome the limits of creativity.
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| KR1020000034810A KR20020000986A (en) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Method for scientific experiment simulation and apparatus thereof |
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| KR (1) | KR20020000986A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020094439A (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-18 | (주)에스엔티소프트 | Computer-based apparatus for artificial science laboratory |
| KR100750379B1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-17 | 한국화학연구원 | Method for optimizing material property |
| KR100850041B1 (en) * | 2007-01-25 | 2008-08-04 | 김석훈 | Science experiment method by objective choice |
| US7511688B2 (en) | 2004-02-04 | 2009-03-31 | Lg Display Co., Ltd. | Electro-luminescence display |
-
2000
- 2000-06-23 KR KR1020000034810A patent/KR20020000986A/en not_active Application Discontinuation
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| US7978157B2 (en) | 2004-02-04 | 2011-07-12 | Lg Display Co., Ltd. | Electro-luminescence display |
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