KR20200054654A

KR20200054654A - 입체 블럭을 이용한 코딩 장치 및 코딩 방법

Info

Publication number: KR20200054654A
Application number: KR1020180138206A
Authority: KR
Inventors: 장선연
Original assignee: 장선연
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2020-05-20

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 방법은 코딩 장치가 공간에 배치된 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각의 입체 블럭에 형성된 블럭 인식자를 인식하는 단계; 및 상기 코딩 장치가 상기 블럭 인식자에 해당되는 코드와 상기 블럭 인식자의 인식 순서에 따라 상기 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각에 해당되는 코딩을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

입체 블럭을 이용한 코딩 장치 및 코딩 방법{APPARATUS AND METHD FOR CODING WITH 3D BLOCK}

본 발명은 입체 블럭을 이용한 코딩 장치 및 코딩 방법에 관한 것이다.

MIT 에서 개발한 스크래치라는 소프트웨어 툴은 컴퓨터의 모니터 화면에 나타난 가상 블럭을 통하여 논리를 익히는 방법으로서 학교나 학원에서도 스크래치와 같은 유사 GUI툴을 통해 로봇 교육, 소프트웨어 교육을 수행하고 있다.

그러나, 스크래치는 피교육자 한사람 한사람이 컴퓨터를 가지고 있어야 하기 때문에 교육 현장의 상황과 맞지 않을 수 있다. 즉, 일선 학교에서의 컴퓨터 보급이 아직 미비하여 피교육자 각자가 컴퓨터를 갖고 코딩 교육을 받을 수 없다.

이런 문제점으로 인하여 많은 방과후 교사들이 노트북을 학생수만큼 들고 다녀야 할 뿐만 아니라 많은 노트북의 유지/보수 또한 큰 부담으로 작용하고 있다.

피교육자가 때에 따라 컴퓨터에 연결하거나 직접 만질 수 있는 교구를 이용하여 컴퓨터 수가 부족하여도 동시에 코딩교육을 진행할 수 있는 적절한 도구가 부족한 상황이다.

이에 교육 현장에서는 피교육자 각자가 컴퓨터를 갖고 있지 않더라도 코딩 교육을 수행할 수 있는 장치에 대한 요구가 증대되고 있다.

공개특허 10-2018-0094461(공개일 : 2018년 08월 23일)

본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 장치 및 코딩 방법은 피교육자가 컴퓨터를 가지지 않더라도 코딩 교육을 실시하기 위한 것이다.

본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 코딩 장치가 공간에 배치된 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각의 입체 블럭에 형성된 블럭 인식자를 인식하는 단계; 및 상기 코딩 장치가 상기 블럭 인식자에 해당되는 코드와 상기 블럭 인식자의 인식 순서에 따라 상기 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각에 해당되는 코딩을 수행하는 단계를 포함하는 입체 블럭을 이용한 코딩 방법이 제공된다.

상기 입체 블럭의 표면에는 이미지의 일부가 형성되고, 상기 블록 그룹의 상기 입체 블럭들이 맞춰짐에 따라 상기 이미지가 완성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 표면에 블럭 인식자가 형성된 복수의 입체 블럭; 및 공간에 배치된 상기 복수의 입체 블럭의 블럭 인식자를 인식하고, 상기 블럭 인식자에 해당되는 코드와 상기 블럭 인식자의 인식 순서에 따라 코딩을 수행하는 블럭 인식부를 포함하는 입체 블럭을 이용한 코딩 장치가 제공된다.

상기 블럭 인식부는 상기 블럭 인식자의 블럭 정보를 획득하는 인식 정보 획득부, 상기 블럭 정보에 해당되는 코드를 저장하는 메모리부, 및 상기 블럭 정보에 따라 상기 메모리부로부터 코드를 읽어들여 상기 입체 블럭의 인식 순서에 따라 상기 코드를 배치함으로써 코딩을 수행하여 실행 프로그램을 생성하고 상기 실행 프로그램을 실행하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 블럭 인식부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 실행 프로그램을 상기 실행 프로그램에 따라 동작하는 로봇에 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

상기 블럭 인식자는 바코드, QR 코드 또는 RFID 태그 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 복수의 입체 블럭 중 하나는 돌출된 볼록 부분을 가지며, 상기 복수의 입체 블럭 중 다른 하나는 상기 볼록 부분이 맞물리는 오목 부분을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 장치 및 코딩 방법은 피교육자가 컴퓨터를 가지지 않더라도 실제 입체 블럭을 배치함으로써 코딩 교육을 실시할 수 있다.

본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 장치의 블럭 인식부를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 장치의 활용예를 나타낸다.
도 4는 입체 블럭이 지니는 형상의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 자동차 형상의 로봇의 동작을 위한 입체 블럭 배치의 일례를 나타낸다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 장치를 나타낸다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭을 이용한 코딩 장치의 블럭 인식부를 나타낸다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 실시예에 따른 코딩 장치는 복수의 입체 블럭(100)과 블럭 인식부(200)를 포함한다.

입체 블럭(100)의 표면에는 블럭 인식자가 형성된다. 입체 블럭(100)의 두께, 길이 및 폭은 경우에 따라 다르게 제조될 수 있으며, 입체 블럭(100)의 재질은 고무, 플라스틱, 철판, 종이일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 입체 블럭(100)을 금속성 베이스 플레이트에 배치하기 위하여 입체 블럭(100)은 자성 물질을 포함하거나 자성체가 구비될 수 있다.

블럭 인식자는 바 코드(bar code), QR 코드, RFID 태그, 숫자, 문자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 블럭 인식자의 형성은 잉크, 토너, 도료 등에 의해 입체 블럭(100)의 표면에 프린트되거나, 음각 또는 양각 형태로 형성될 수도 있고, RFID 태그가 구비될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

블럭 인식부(200)는 공간에 배치된 복수의 입체 블럭(100)의 블럭 인식자를 인식하고, 블럭 인식자에 해당되는 코드와 블럭 인식자의 인식 순서에 따라 코딩을 수행한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 블럭 인식부(200)는 인식 정보 획득부(210), 메모리부(230), 제어부(250) 및 디스플레이부(270)를 포함할 수 있다.

인식 정보 획득부(210)는 블럭 인식자의 블럭 정보를 획득할 수 있다. 인식 정보 획득부(210)는 블럭 인식자에 따라 그 종류가 달라질 수 있다. 예를 들어, 블럭 인식자가 바 코드, QR 코드 또는 RFID 태그인 경우, 인식 정보 획득부(210)는 바코드 리더(bar code reader), QR 코드 리더(QR code reader) 또는 RFID 리더(RFID reader)일 수 있다.

블럭 인식자가 문자나 숫자인 경우, 인식 정보 획득부(210)는 문자나 숫자의 이미지를 생성할 수 있는 촬상 소자나 문자나 숫자를 입력할 수 있는 키패드나 터치스크린을 포함할 수 있다. 인식 정보 획득부(210)가 촬상 소자를 포함할 경우, 이후에 설명될 제어부(250)는 문자나 숫자 형태의 블럭 인식자의 이미지에 대한 OCR(Optical Character Reader)을 수행함으로써 블럭 정보를 생성할 수 있다.

도 2에서는 본 발명의 실시예에 따른 블럭 인식부(200)는 바코드 리더, QR 코드 리더 및 RFID 리더를 포함하나 이는 일례일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 블럭 인식자의 종류에 따라 바코드 리더, QR 코드 리더 및 RFID 리더 중 적어도 하나를 포함할 수도 있고, 이들과 다른 종류의 인식 정보 획득부(210)를 포함할 수도 있다.

메모리부(230)는 블럭 정보에 해당되는 코드를 저장한다. 예를 들어, 블럭 정보는 각 입체 블럭(100)의 식별 번호일 수 있으며, 메모리부(230)는 식별 번호에 따른 코드를 저장할 수 있다.

이 때 코드는 코딩에 사용되는 프로그램 언어로 작성된 것으로 본 발명의 실시예에서는 C 프로그램 언어에 의하여 작성된 것이나 이에 한정되지 않으며 다양한 프로그램 언어로 작성될 수 있다.

제어부(250)는 블럭 정보에 따라 메모리부(230)로부터 코드를 읽어들여 입체 블럭(100)의 인식 순서에 따라 코드를 배치함으로써 코딩을 수행하여 실행 프로그램을 생성하고 실행 프로그램을 실행할 수 있다.

예를 들어, 피교육자가 장난감 로봇을 전진->후진->좌측으로 이동->우측으로 이동->제자리에서 회전 순으로 움직이는 실행 프로그램을 원할 경우, 각 동작에 해당되는 5개의 입체 블럭(100)을 배치할 수 있다. 교육자에 의하여 조작되는 블럭 인식부(200)는 5개의 입체 블럭(100) 각각의 블럭 인식자를 인식할 수 있다.

이 때 블럭 인식자의 인식 순서는 전진에 해당되는 입체 블럭(100), 후진에 해당되는 입체 블럭(100), 좌측으로 이동에 해당되는 입체 블럭(100), 우측으로 이동에 해당되는 입체 블럭(100) 및 제자리에서 회전에 해당되는 입체 블럭(100) 순으로 블럭 인식자가 인식될 수 있다. 이와 같은 인식 순서는 상기 5개의 입체 블럭(100)의 배치 순서와 같을 수 있다.

제어부(250)는 블럭 인식자의 블럭 정보에 해당되는 코드를 메모리부(230)로부터 인식 순서에 따라 읽어들여 피교육자가 원하는 실행 프로그램을 코딩할 수 있다.

또한 제어부(250)는 블럭 정보 및 상기 인식 순서에 따른 코드의 배치가 프로그램 언어의 문법에 맞지 않을 경우, 디스플레이부(270)를 통하여 문법에 맞지 않는 코드를 디스플레이하거나 이에 대한 경고를 디스플레이할 수 있다.

한편, 디스플레이부(270)는 제어부(250)의 제어에 따라 실행 프로그램의 실행을 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(270)는 상기 실행 프로그램의 실행에 따라 가상 장난감 로봇이 실행 프로그램에 따라 움직이는 장면을 제어부(250)의 제어에 따라 디스플레이할 수 있다. 또한 디스플레이부(270)는 입체 블럭(100)에 해당되는 코드를 제어부(250)에 제어에 따라 디스플레이할 수도 있다. 이를 위하여 디스플레이부(270)는 LCD 또는 OLED를 포함할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 블럭 인식부(200)는 제어부(250)의 제어에 따라 실행 프로그램을 로봇에 전송하는 통신부(290)를 더 포함할 수 있다. 이 때 로봇은 전송받은 실행 프로그램에 따라 동작할 수 있다. 통신부(290)는 유선 또는 무선 통신을 지원할 수 있다.

앞서 설명된 예와 같이, 피교육자가 장난감 로봇을 전진->후진->좌측으로 이동->우측으로 이동->제자리에서 회전 순으로 움직이는 실행 프로그램을 원할 경우, 피교육자는 입체 블럭(100)을 적절하게 배치할 수 있다.

교육자의 블럭 인식부(200)는 이들 입체 블럭(100)을 인식함으로써 실행 프로그램을 생성할 수 있다. 블럭 인식부(200)는 통신부(290)를 통하여 상기 실행 프로그램을 장난감 로봇에 전송할 수 있으며, 장난감 로봇은 전송받은 실행 프로그램을 실행함으로써 피교육자가 원하는 동작(전진->후진->좌측으로 이동->우측으로 이동->제자리에서 회전)을 수행할 수 있다.

이를 통하여 피교육자는 자신의 입체 블럭(100) 배치가 적절했는지를 확인할 수 있으며, 이에 따라 프로그램 코딩을 자연스럽게 배울 수 있다.

이와 같은 로봇의 동작은 일례일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며 보다 다양한 동작을 위한 실행 프로그램이 본 발명의 실시예에 따른 코딩 장치를 통하여 제공될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 입체 블럭(100) 중 하나는 돌출된 볼록 부분을 가지며, 복수의 입체 블럭(100) 중 다른 하나는 오목 부분을 지닐 수 있다. 이 때 하나의 입체 블럭(100)의 볼록 부분은 다른 하나의 입체 블럭(100)의 오목 부분과 맞물릴 수 있다.

이러한 입체 블럭(100)의 형상은 블럭 맞추기를 하는 것과 같은 재미를 피교육자에게 제공함으로써 피교육자가 코딩 교육에 보다 쉽고 재미있게 접근할 수 있도록 한다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭(100)을 이용한 코딩 방법에 대해 설명한다. 이하에서는 앞서 설명된 코딩 장치를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 코딩 방법을 설명하나 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명의 실시예에 따른 코딩 방법이 앞서 설명된 코딩 장치에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭(100)을 이용한 코딩 방법은 코딩 장치가 공간에 배치된 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각의 입체 블럭(100)에 형성된 블럭 인식자를 인식하는 단계 및 코딩 장치가 블럭 인식자에 해당되는 코드와 블럭 인식자의 인식 순서에 따라 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각에 해당되는 코딩을 수행하는 단계를 포함한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 코딩 방법은 하나의 블럭 인식부(200)를 통하여 서로 다른 블럭 그룹을 인식할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, MIT 에서 개발한 스크래치라는 소프트웨어 툴은 컴퓨터 화면에 나타난 가상 블럭을 통하여 논리를 익히는 방법으로서 학교나 학원에서도 스크래치와 같은 유사 GUI툴을 통해 로봇 교육, 소프트웨어 교육을 수행하고 있다.

그러나, 스크래치는 피교육자 한사람 한사람이 컴퓨터를 가지고 있어야 하기 때문에 교육 현장의 상황과 맞지 않을 수 있다. 즉, 일선 학교에서의 컴퓨터 보급이 아직 미비하여 피교육자 각자가 컴퓨터를 갖고 교육을 받을 수 없다.

이런 문제점을 해결하기 위하여 많은 방과후 교사들이 노트북을 학생수만큼 들고 다녀야 할 뿐만 아니라 많은 노트북의 유지/보수 또한 큰 부담이 발생하고 있다.

반면에 본 발명의 실시예에 따른 입체 블럭(100)을 이용한 코딩 방법은 피교육생 각자가 실제 입체 블럭(100)을 배치하고 교육자가 컴퓨터 역할을 하는 블럭 인식부(200)를 통하여 코딩 교육을 실시할 수 있다.

즉, 피교육자는 컴퓨터 대신에 입체 블럭(100)을 배열하고, 교육자는 서로 다른 블럭 그룹에 대해 인식 동작을 수행함으로써 피교육자 각각의 실행 프로그램을 수행할 수 있다.

한편, 입체 블럭(100)의 표면에는 이미지의 일부가 형성되고, 블록 그룹의 입체 블럭(100)들이 맞춰짐에 따라 이미지가 완성될 수 있다. 이를 통하여 피교육자에게 입체블럭(100)상의 이미지를 완성하는 퍼즐 맞추기 게임과 같은 재미가 제공될뿐만 아니라 시각적으로 배열에 따른 논리순서의 흐름을 익히게 할 수 있어 코딩교육의 효율을 보다 쉽게 높일 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 입체 블럭이 배치되고, 좌측의 숫자 순서에 따라 입체 블럭이 인식될 경우, 1. 마우스 클릭하면 시작->2. 바퀴를 굴려 50미리 전진->3. 90도 오른쪽으로 회전->4. 바퀴를 굴력 50미리 전진->5. 90도 오른쪽으로 회전->6. 디지털 핀 9번에 LED ON->7. 1초 기다림->8. 디지털 핀 9번에 LED OFF->9. 1초 기다림->10. 6번부터 9번까지 무한반복 수행과 같은 실행 프로그램이 생성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

입체 블럭(100)
블럭 인식부(200)
인식 정보 획득부(210)
메모리부(230)
제어부(250)
디스플레이부(270)
통신부(290)

Claims

코딩 장치가 공간에 배치된 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각의 입체 블럭에 형성된 블럭 인식자를 인식하는 단계; 및
상기 코딩 장치가 상기 블럭 인식자에 해당되는 코드와 상기 블럭 인식자의 인식 순서에 따라 상기 서로 다른 복수의 블록 그룹 각각에 해당되는 코딩을 수행하는 단계
를 포함하는 입체 블럭을 이용한 코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 입체 블럭의 표면에는 이미지의 일부가 형성되고,
상기 블록 그룹의 상기 입체 블럭들이 맞춰짐에 따라 상기 이미지가 완성되는 것을 특징으로 하는 입체 블럭을 이용한 코딩 방법.
표면에 블럭 인식자가 형성된 복수의 입체 블럭; 및
공간에 배치된 상기 복수의 입체 블럭의 블럭 인식자를 인식하고, 상기 블럭 인식자에 해당되는 코드와 상기 블럭 인식자의 인식 순서에 따라 코딩을 수행하는 블럭 인식부
를 포함하는 입체 블럭을 이용한 코딩 장치.
제3항에 있어서,
상기 블럭 인식부는
상기 블럭 인식자의 블럭 정보를 획득하는 인식 정보 획득부,
상기 블럭 정보에 해당되는 코드를 저장하는 메모리부, 및
상기 블럭 정보에 따라 상기 메모리부로부터 코드를 읽어들여 상기 입체 블럭의 인식 순서에 따라 상기 코드를 배치함으로써 코딩을 수행하여 실행 프로그램을 생성하고 상기 실행 프로그램을 실행하는 제어부
를 포함하는 입체 블럭을 이용한 코딩 장치.
제4항에 있어서,
상기 블럭 인식부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 실행 프로그램을 상기 실행 프로그램에 따라 동작하는 로봇에 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 블럭을 이용한 코딩 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블럭 인식자는 바코드, QR 코드 또는 RFID 태그 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 블럭을 이용한 코딩 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 입체 블럭 중 하나는 돌출된 볼록 부분을 가지며,
상기 복수의 입체 블럭 중 다른 하나는 상기 볼록 부분이 맞물리는 오목 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 입체 블럭을 이용한 코딩 장치.