KR20220146785A - Coding Education System through Artificial Intelligence and Robot - Google Patents

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KR20220146785A
KR20220146785A KR1020210053493A KR20210053493A KR20220146785A KR 20220146785 A KR20220146785 A KR 20220146785A KR 1020210053493 A KR1020210053493 A KR 1020210053493A KR 20210053493 A KR20210053493 A KR 20210053493A KR 20220146785 A KR20220146785 A KR 20220146785A
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robot
coding
unit
education
software
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최선희
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(주)유닛컴퍼니
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Abstract

The present invention relates to a coding education system through artificial intelligence and robots. A coding robot comprises: an embedded system with an OS capable of coding education on the robot platform and operating the robot at the same time; hardware for a robot drive unit regarding the drive of the robot, a lift unit, an arm unit, a hand unit, a camera unit, and a sensor unit; a method of integrating and providing a block-type graphic programming method and a method using a programming language for coding education; modules that can add robot-related hardware and software as needed from the basic module; software modules for artificial intelligence functions such as robot vision and recognition; a cloud server for speeding up and mass-producing intelligent functions of the internal robot system; smartphones, tablets, computers for software development and remote monitoring; and a coding robot service server to support and manage software resources of coding robots.

Description

인공지능과 로봇을 통한 코딩교육시스템{Coding Education System through Artificial Intelligence and Robot}Coding Education System through Artificial Intelligence and Robot

본 발명은 4차산업의 핵심 기술인 인공지능과 로봇을 통한 코딩교육시스템으로서 초중고와 일반The present invention is a coding education system through artificial intelligence and robots, which are core technologies of the 4th industry.

인들을 대상으로 한 코딩교육에 적합한 인공지능형 코딩교육 로봇에 관한 기술이다.It is a technology related to an artificial intelligence coding education robot suitable for coding education for people.

제4차 산업혁명은 2016년 다보스에서 열린 세계경제포럼에서 제안된 이후 인류 역사 최대의 혁명으로 예측되며The Fourth 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.

국제적으로 초미의 관심사이다.It is an international concern.

또한 4차산업을 구성하게 되는 스마트폰, 자동차, 가전제품 등 현재 우리의 삶과 관련 있는 거의 대부분의 영역 In addition, almost all areas related to our lives, such as smartphones, automobiles, and home appliances, which will constitute the 4th industry

에 이미 SW가 있으며, 사람, 사물 등 모든 것이 서로 연결 가능한 사물인터넷(IoT) 기반의 미래 초연결 시대에In the future hyper-connected era based on the Internet of Things (IoT), where there is already software in

는 SW의 중요성이 더욱 커지고 있다.The importance of SW is growing.

이에 대해 세계적으로 미래 제 4차 산업을 주도하기 위해 영국은 2014년부터 코딩교육을 시작하고 있으며, 미국 In response to this, in order to lead the future 4th industry globally, the UK has started coding education in 2014, and the US

은 오바마 대통령의 “is President Obama's "

computer science for all”의 주창으로 코딩교육에 전력하고 있으며, 일본 핀란드 등 각With the advocacy of “computer science for all”, we are dedicated to coding education, and are

국에 경쟁적으로 코딩교육을 정규교육에 포함시키는 추세이다.There is a trend in Korea to include coding education in regular education competitively.

우리나라의 경우도 지난 2015년 ‘소프트웨어 중심사회를 위한 인재양성 추진 계획’을 통해 2018년부터 단계적 In the case of Korea, in 2015, through the ‘Plan for nurturing talents for a software-oriented society’,

으로 초등학교에서부터 대학교까지 소프트웨어교육을 강화할 계획이다.It plans to strengthen software education from elementary school to university.

이러한 코딩교육의 필요성에 따라 다양하고도 단계적인 코딩 교육용 플렛폼이 요구되고 있다. According to the necessity of such coding education, various and step-by-step coding education platforms are required.

로봇을 활용한 코딩 교육은 통합교육 프로그램 개발 및 적용에서 학습자의 수업활동에 대한 관심과 흥미도를 높 Coding education using robots increases learners' interest and interest in class activities in the development and application of integrated education programs.

이고 다양한 학습 경험으로 창의적 성향을 신장 시키는데 효과가 있으며, 로봇에 대한 기초 과학적 지식이 향상It is effective in enhancing creative disposition through various learning experiences and improving basic scientific knowledge about robots.

되고 컴퓨터 활용에 대해 교육적 효과가 높은 것으로 나타나고 있다.It has been shown to have a high educational effect on the use of computers.

따라서 4차산업의 핵심 기술인 인공지능과 로봇을 통한 코딩교육을 위한 코딩로봇 의 필요성이 절실하다. Therefore, there is an urgent need for a coding robot for coding education through artificial intelligence and robots, which are core technologies of the 4th industry.

본 발명은 4차산업의 핵심 기술인 인공지능, 로봇을 통합한 모듈형 코딩교육 로봇 시스템으로서 초중고와 일반 The present invention is a modular coding education robot system that integrates artificial intelligence and robots, which are core technologies of the 4th industry.

인들을 대상으로한 코딩교육에 적합한 인공지능형 코딩교육 로봇을 제공하는 것이다.It is to provide an artificial intelligence coding education robot suitable for coding education for people.

본 발명에서는 기존의 기술로서 해결하지 못하는 문제를 해결하기 위한 것이다.The present invention is to solve a problem that cannot be solved by conventional techniques.

코딩교육, 로봇교육, 인공지능교육 등을 통합한 코딩로봇이 필요하지만 기존의 유사한 제품이나 발명들은 이를 A coding robot that integrates coding education, robot education, and artificial intelligence education is needed, but existing similar products and inventions do not

제공하고 있지 못하다.cannot provide

기존의 코딩교육은 마이크로 컨트롤러를 기반으로 이루어지거나 카메라나 마이크 등의 멀티미디어 기능이 없으 Existing coding education is based on microcontrollers or does not have multimedia functions such as cameras or microphones.

며, 딥러닝, 인공지능, 클라우드, 기구적 로봇 기능 등이 포함되어 있지 않아서 코딩 교육의 단계별 수준의 교It does not include deep learning, artificial intelligence, cloud, mechanical robot functions, etc.

육이 불가능하며 미래 4차 산업과의 관련성에 대한 체험적 교육이 불가능하다.Education is impossible, and experiential education about relevance to the future 4th industry is impossible.

또 다른 로봇교육 업체인 로보티즈나 로보로보의 제품군은 마이크로컨트롤러를 이용한 동작으로 구성되어 있어 Another robot education company, Robotis and RoboRobo's product line consists of motion using a microcontroller.

서 로봇비젼기능, 인공지능기능 등이 없는 초보적 교육에 머물러 있으며, 로보로보와 프로보의 제품군의 경우는In the case of RoboRobo and Provo products, it is still in rudimentary education without robot vision function or artificial intelligence function.

마이크로컨트롤러 기반의 교육으로서 초보적인 로봇 동작만을 교육하고 있으며 역시 지능형 기능은 구현자체가As a microcontroller-based education, only rudimentary robot movements are taught, and intelligent functions are not implemented in themselves.

불가능한 기초 교육만이 가능하다.Only the impossible basic education is possible.

외국사인 레고의 마인스톰 역시 마이크로컨트롤러를 이용한 동작으로서 센서 인지기능은 존재하나 영상 처리 및 The foreign company Lego's Minestorm also uses a microcontroller and has a sensor recognition function, but image processing and

딥러닝 등과 같은 지능형 동작이 불가능하다.Intelligent actions such as deep learning are impossible.

외국사인 Evollve사의 Ozobot의 경우도 마이크로컨트롤러를 이용한 소형 로봇으로서 기초적 로봇 움직임 동작과 In the case of the foreign company Evollve's Ozobot, a small robot using a microcontroller,

이에 따르는 코딩교육이 가능한 수준이다.The level of coding education that follows is possible.

국내의 인터렉션형 코딩교육 제품(알버트)의 경우 카드를 이용하여 로봇에 입력하고 처리 결과를 음향 등으로 In the case of an interactive coding education product (Albert) in Korea, it is input into the robot using a card and the processing result is displayed as sound, etc.

보여 줄 수 있으나, 카메라를 이용한 시각 기능, 인공지능 연계 기능 등이 존재하지 않으므로 개발하고자 하는It can be shown, but there is no visual function using a camera, artificial intelligence connection function, etc.

코딩교육로봇과는 차이가 크다.There is a big difference from the coding education robot.

본 발명의 지능형 코딩교육 로봇은 기존의 교육장비와 가격에 있어서는 큰 차이가 없으면서도 카메라와 마이크 The intelligent coding education robot of the present invention has a camera and a microphone while there is no big difference in price with existing educational equipment.

등의 멀티미디어와 온라인 클라우드와 인공지능 등과의 연결로 통한 학습 기능을 강화시켜 4차산업의 융합과 연The convergence and connection of the 4th industry by strengthening the learning function through the connection of multimedia such as online cloud and artificial intelligence, etc.

결성에 대한 교육을 단계별로 진행할 수 있는 코딩교육, 로봇교육, 인공지능교육 등이 가능한 차별화된 코딩교A differentiated coding school that offers coding education, robot education, and artificial intelligence education that can provide step-by-step education for formation

육 로봇이며 이를 해결하는 발명이다.It is a land robot and an invention to solve it.

본 발명은 인공지능과 로봇을 통한 코딩교육을 위한 코딩로봇을 구성함에 있어서,The present invention in configuring a coding robot for coding education through artificial intelligence and robots,

로봇의 플렛폼 상에서 코딩 교육을 할 수 있고 동시에 로봇의 작동도 가능한 OS가 있는 임베디드 시스템, An embedded system with an OS that can teach coding on the robot's platform and operate the robot at the same time,

로봇의 구동에 관하여는 로봇 구동부와 리프트부, 암부, 핸드부, 카메라부, 센서부 등으로 하드웨어, Regarding the operation of the robot, it consists of a robot driving part, a lift part, an arm part, a hand part, a camera part, a sensor part, etc.

코딩교육을 위해 블록형 그래픽 프로그래밍 방법과 프로그래밍 언어를 이용한 방법을 통합하여 제공하는 방법, A method of integrating and providing a block-type graphic programming method and a method using a programming language for coding education;

로봇과 관련된 하드웨어와 소프트웨어를 기본모듈에서 필요에 따라 추가할 수 있는 모듈들, Modules that can add robot-related hardware and software as needed from the basic module,

로봇시각 및 인식 등 인공지능 기능을 위한 소프트웨어 모듈들, Software modules for artificial intelligence functions such as robot vision and recognition,

내부 로봇시스템의 지능적 기능의 고속화와 대량화를 위한 클라우드 서버, Cloud server for speeding up and mass-producing the intelligent function of the internal robot system,

소프트웨어 개발과 원격 모니터링을 위해 스마트폰 태블릿 컴퓨터, Smartphone tablet computer for software development and remote monitoring;

코딩로봇의 소프트웨어 자원의 지원과 관리를 위해 코딩로봇 서비스 서버, Coding robot service server for support and management of software resources of coding robot,

등으로 구성된 코딩 로봇에 관한 것이다. It relates to a coding robot composed of

본 발명에서는 인공지능과 로봇을 통한 코딩교육을 위한 코딩로봇을 구성하기 위하여, In the present invention, in order to configure a coding robot for coding education through artificial intelligence and robots,

로봇의 플렛폼 상에서 코딩 교육을 할 수 있고 동시에 로봇의 작동도 가능한 OS가 있는 임베디드 시스템을 이용 Using an embedded system with an OS that can teach coding on the robot's platform and operate the robot at the same time

한다.do.

이를 위해 라즈베리파이와 같은 저가의 OS 있는 플렛폼을 이용한다. For this purpose, a low-cost OS platform such as the Raspberry Pi is used.

로봇의 구동에 관하여는 로봇 구동부와 리프트부, 암부, 핸드부, 카메라부, 센서부 등으로 구성한다. With respect to the driving of the robot, it consists of a robot driving unit, a lift unit, an arm unit, a hand unit, a camera unit, a sensor unit, and the like.

코딩교육을 위해 블록형 그래픽 프로그래밍 방법과 프로그래밍 언어를 이용한 소프트웨어 모듈들을 활용하는 방 A method of using block-type graphic programming methods and software modules using programming languages for coding education.

법을 이용한다.use the law

이를 위해 예를 들어 프로그래밍 언어인 파이썬 기반 코딩교육 SW 모듈 개발로서 플랫폼 독립적이며 인터프리터식, 객체지향적, 동적 타이핑(dynamically typed) 대화형 언어로 함수로 모듈화 하며, 블록형 그래픽 프로그래 For this, for example, as a programming language, Python-based coding education SW module development, it is modularized into functions in a platform-independent, interpreter-type, object-oriented, dynamically typed interactive language, and a block-type graphic program.

밍 방법인 스크래치 기반 코딩교육 소프트웨어 모듈을 이용하여 지능적인 기능을 모듈화 함으로써 학생들이 손By modularizing intelligent functions using the scratch-based coding education software module, which is a programming method, students can

쉽게 활용할 수 있도록 한다.make it easy to use.

로봇과 관련된 하드웨어와 소프트웨어를 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈로 모듈화 하여 기본 모듈에 필요에 The hardware and software related to the robot are modularized into a hardware module and a software module, and the basic module

따라 추가할 수 있는 모듈형 방식을 이용한다.It uses a modular approach that can be added accordingly.

이를 위해 플렛폼 모듈을 중심으로 하여 시각부, 센서부, 청취부, 구동부, 로봇암부, 로봇핸드부, 리프트부 등 For this, focusing on the platform module, the visual part, the sensor part, the listening part, the driving part, the robot arm part, the robot hand part, the lift part, etc.

하드웨어-소프트웨어 모듈화로 이루어진다.It consists of hardware-software modularization.

인공지능 기능을 위해 소프트웨어 모듈을 쉽게 활용할 수 있도록 한다. It makes it easy to utilize software modules for AI functions.

이를 위해 카메라와 영상인식 알고리즘 기반의 비젼 코딩 모듈 개발로 PiCamera 라이버러리를 import하여 영상 To this end, by importing the PiCamera library by developing a vision coding module based on camera and image recognition algorithm,

입력이 가능하도록 하며 OpenCV에서 제공하는 영상처리 기능을 모듈화 하여 파이썬 기반의 라이버리 모듈을 이It enables input and modularizes the image processing function provided by OpenCV to implement the Python-based library module.

용하며,forgiving,

인공지능 클라우드 연결 코딩 모듈 개발을 위한 구글에서 제공하는 텐서플로(Tensor Flow)를 이용하여 딥 러닝 Deep learning using Tensor Flow provided by Google for developing artificial intelligence cloud-connected coding modules

과 머신 러닝 기법을 이용할 수 있는 모듈을 파이썬 응용 프로그래밍 인터페이스(API)를 이용한다.Python application programming interface (API) is used for modules that can use and machine learning techniques.

내부 로봇시스템의 지능적 기능의 고속화와 대량화를 위해 클라우드 서버를 이용한다. A cloud server is used to speed up and mass-produce the intelligent functions of the internal robot system.

소프트웨어 개발과 원격 모니터링을 위해 스마트폰 태블릿 컴퓨터 등을 이용한다. Smartphones and tablets are used for software development and remote monitoring.

코딩로봇의 소프트웨어 자원의 지원과 관리 및 서비스 관리를 위해 코딩로봇 서비스용 서버를 활용한다. The server for coding robot service is used for the support and management of the coding robot's software resources and service management.

본 발명의 코딩교육 로봇은 초중고에서 성인에 이르기 까지 국가적인 과제인 코딩 교육용 장비로 활용될 수 있The coding education robot of the present invention can be used as equipment for coding education, which is a national task from elementary, middle, high school to adults.

다.All.

또한 로봇의 코딩과 이를 로봇에 구현한 결과를 창의적으로 개발하여 가정에서 필요에 따라 원격 로봇, 감시 로 In addition, by creatively developing the coding of the robot and the results of its implementation in the robot,

봇, 게임로봇, 서비스로봇 등으로의 역할을 할 수 있다.It can act as a bot, game robot, service robot, etc.

대학생들의 대학교육용 교제로 활용되어 로봇, 임베디드 시스템, 인공지능, 멀티미디어 등 수업 교보재로 활용 It is used as a textbook for college education by college students, and is used as a teaching aid for classes such as robots, embedded systems, artificial intelligence, and multimedia.

할 수 있다.can do.

특히 딥러닝이나 로봇비젼과 같은 첨단 인공지능기능을 실습하고 활용할 수 있다. In particular, advanced AI functions such as deep learning and robot vision can be practiced and utilized.

기존의 코딩툴에 존재하지 않는 지능형 모듈을 라이버러리를 개발하여 기존의 간단한 코딩을 넘어서서 로봇비젼 By developing a library of intelligent modules that do not exist in existing coding tools, we go beyond simple coding to create robot vision.

인식 기능이나 딥러닝과 같은 인공지능 라이버러리를 추가하여 명실공히 4차산업의 인공지능형 코딩교육을 가능By adding artificial intelligence libraries such as recognition functions and deep learning, it is possible to provide artificial intelligence coding education in the 4th industry both in name and reality.

하게 한다.make it

또한 비젼인식 기능이나 딥러닝과 같은 지능형 모듈을 포함하고 이것을 로봇 플렛폼과 자동 연결하도록 하여 학 In addition, it includes intelligent modules such as vision recognition function or deep learning and automatically connects it with the robot platform to learn

생들이 로봇을 기반으로 코딩을 하게 함으로써 흥미를 배가시키면서도 최신첨단 인공지능 기능을 배울 수 있다.By having students code based on a robot, they can learn the latest cutting-edge AI functions while doubling their interest.

이러한 로봇은 가정용으로 활용되어 정보가정 지능가전으로서의 역할을 하여 로봇산업의 발전에 기여할 수 These robots can be used for home use and contribute to the development of the robot industry by serving as information home intelligent home appliances.

있다.have.

또한 코딩교육용과 서비스 로봇용으로 겸용으로 활용되는 로봇으로 세계시장에서 관련분야의 국가 경쟁력을 확 In addition, as a robot that is used for both coding education and service robots, it will strengthen national competitiveness in related fields in the global market.

보할 수 있다.can see

본 발명의 인공지능과 로봇을 통한 코딩교육을 위한 코딩로봇에 대해 도면과 함께 설명한다.A coding robot for coding education through artificial intelligence and robots of the present invention will be described with drawings.

도 1은 본 발명의 코딩로봇의 블록다이어그램이다. 코딩로봇에 내장된 코딩로봇제어부는 크게 지능부, 구동부, 1 is a block diagram of a coding robot of the present invention. The coding robot control unit built into the coding robot is largely divided into an intelligent unit, a driving unit,

통신부로 나누어진다.divided into communication departments.

상기 지능부는 로봇의 지능을 작동시키는 역할을 하는 부분으로서, 카메라와 연결된 시각부, 센서와 연결된 센The intelligence unit is a part that operates the intelligence of the robot, and the visual unit connected to the camera and the sensor connected to the sensor

서부, 마이크와 연결된 청취부, 스피커와 여결된 발화부와 이들과 연결되어 지능적 판단을 하게 되는 물체 대상West, the listening part connected to the microphone, the ignition part connected to the speaker, and objects connected to them to make intelligent judgment

을 인식하기 위한 물체인식부, 환경을 인식하고 이동하거나 판단하기 위한 환경인식부, 음성의 인식과 음성을An object recognition unit for recognizing the environment, an environment recognition unit for recognizing and moving or judging the environment, and voice recognition and voice recognition

발화하는데 있어서 지능적 처리를 위한 음성처리부로 구성된다.It is composed of a voice processing unit for intelligent processing in utterance.

상기 구동부는 로봇하단부의 바퀴에 의해 이동을 담당하는 구동부, 로봇의 키를 올리거나 내려서 높은위치나 낮 The driving unit is a driving unit responsible for movement by the wheels of the lower part of the robot, raising or lowering the key of the robot to a high position or low

은 위치의 물체를 인식하거나 처리하기 위한 리프트부, 로봇의 팔을 동작시키는 로봇암부, 로봇의 손의 역할을The role of the lift part to recognize or process the object in the position, the robot arm part to operate the robot's arm, and the robot's hand

하게되는 핸드부로 구성된다.It is composed of a hand part that is

상기 통신부는 지능부와 구동부와 연결되고 무선 인터넷이나 유선 인터넷으로 스마트폰과 같은 스마트단말, 코 The communication unit is connected to the intelligent unit and the driving unit, and a smart terminal such as a smart phone,

딩로봇의 소프트웨어 관리를 위한 서비스서버, 각종 지능적 기능과 고속처리를 위한 클라우드와 통신한다.It communicates with the service server for software management of Ding Robot, and the cloud for various intelligent functions and high-speed processing.

상기 스마트단말은 코딩로봇의 소프트웨어 개발과 로봇의 원격 모니터링을 위해 스마트폰 태블릿 컴퓨터 등을 The smart terminal is a smart phone tablet computer for software development of the coding robot and remote monitoring of the robot.

이용한다.use it

상기 서비스서버는 코딩로봇의 소프트웨어 자원의 지원과 관리하기 위한 서버이다. The service server is a server for supporting and managing software resources of the coding robot.

도 2는 본 발명의 코딩로봇 시스템을 나타내는 구성도이다. 맨 아랫단에 구동부가 있으며 그 위에 리프트부가 2 is a block diagram showing the coding robot system of the present invention. The drive part is at the bottom end, and the lift part is above it.

있고 그 위에 비젼부와 로봇암 로봇핸드부가 부착되게 된다. 코딩로봇의 플렛폼은 통신부를 통해 스마트단말,and a vision part and a robot arm robot hand part are attached thereon. The platform of the coding robot is a smart terminal,

서비스서버, 클라우드와 통신한다.The service server communicates with the cloud.

도 3은 본 발명의 코딩로봇 시스템을 구현한 예이다. 도 2의 기능을 일부 구현한 결과이다. 3 is an example of implementing the coding robot system of the present invention. It is a result of partially implementing the function of FIG. 2 .

도 4는 코딩로봇 시스템의 플렛폼을 보여주고 있다. 4 shows the platform of the coding robot system.

로봇의 플렛폼 상에서 코딩 교육을 할 수 있고 동시에 로봇의 작동도 가능한 OS가 있는 임베디드 시스템을 이용 Using an embedded system with an OS that can teach coding on the robot's platform and operate the robot at the same time

한다.do.

이를 위해 도 4와 같이 라즈베리파이와 같은 저가의 OS 있는 플렛폼을 이용한다. For this purpose, a low-cost OS platform such as Raspberry Pi is used as shown in FIG. 4 .

라즈베리파이 플렛폼은 키보드, 마우스, 모니터만 연결하면 일반 데스크톱과 유사한 컴퓨팅 환경을 제공하여 로 The Raspberry Pi platform provides a computing environment similar to a general desktop by simply connecting a keyboard, mouse, and monitor.

봇 자체에서 코딩 교육이 가능한 장점이 있다.There is an advantage of being able to train coding on the bot itself.

OS는 Linux OS를 사용하여 HDMI를 통해 모니터 연결이 가능하며 SD 메모리를 보조 메모리로 사용하며, OS uses Linux OS to connect a monitor through HDMI and uses SD memory as secondary memory,

Ethernet 통신을 활용하며 무선 통신을 위해 USB를 통한 확장 WiFi 모듈을 이용하다.It utilizes Ethernet communication and uses an extended WiFi module through USB for wireless communication.

또한 이에 내장된 카메라 모듈, 마이크 모듈, 스피커 모듈 및 각종 센서 모듈을 이용하여 멀티미디어 및 센서 In addition, multimedia and sensors using the built-in camera module, microphone module, speaker module and various sensor modules

엑튜에어터 데이터 입출력 기능을 활용한다.Utilize the actuator data input/output function.

도 5는 코딩로봇 교육을 위한 연결 상태를 보여준다. 코딩로봇 플렛폼을 라즈베리파이로 구성했을 때의 결과이 5 shows a connection state for coding robot training. The result of configuring the coding robot platform with Raspberry Pi is

다. 라즈베리파이는 저가의 소형 플렛폼이지만 바로 모니터와 연결되고 마우스와 키보드 및 유무선 네트워크인All. The Raspberry Pi is a small, low-cost platform, but it is directly connected to the monitor, mouse and keyboard, and wired and wireless networks.

공유기 등과 연결된다.connected to the router, etc.

코딩교육을 위해 블록형 그래픽 프로그래밍 코딩 방법과 프로그래밍 언어를 이용한 코딩방법을 통합하여 제공한 For coding education, the block-type graphic programming coding method and the coding method using a programming language are integrated and provided.

다.All.

도 6은 프로그래밍 언어의 예인 파이썬을 이용한 코딩 교육 환경의 예이다. 6 is an example of a coding education environment using Python, which is an example of a programming language.

프로그래밍 언어를 이용한 코딩의 경우, In the case of coding using a programming language,

예를 들어 파이썬 기반 코딩교육 SW 모듈은 플랫폼 독립적이며 인터프리터식, 객체지향적, 동적 타이핑 For example, the Python-based coding education SW module is platform-independent, interpreter-type, object-oriented, and dynamic typing.

(dynamically typed) 대화형 언어이므로 그 특성을 이용하여 함수로 모듈화 한다.(dynamically typed) Since it is an interactive language, it is modularized into functions using its characteristics.

파이썬은 스크립터형으로서 누구나 쓸 수 있는 프로그래밍언어로서 (Programming language for everyone) 초보적 코딩 교육에 장점이 큰 언어이다. Python is a programming language that anyone can use as a scripter type (Programming language for everyone), and it is a language with great advantages for beginner coding education.

본 발명의 각종 지능 기능을 단순화 된 함수화 하여 학생들이 함수를 사용하여 쉽게 영상, 인공지능 기능을 활 By simplifying the various intelligent functions of the present invention, students can use the functions to easily activate video and artificial intelligence functions.

용할 수 있도록 한다.make it available

지능부의 각종 기능을 Pythn 기반의 OpenCV 라이버러리를 이용하여 영상처리 및 로봇비젼 처리를 하며 지능적 Various functions of the intelligence unit are processed using Pythn-based OpenCV library, image processing and robot vision processing, and intelligent

물체인식이 가능하도록 한다.To enable object recognition.

물체인식부와 환경인식부 음성처리부를 위해 Tensorflow를 이용하여 딥러닝 처리가 가능하도록 모듈화하여 초보 It is modularized to enable deep learning processing using Tensorflow for the object recognition unit and the environment recognition unit voice processing unit.

자들도 쉽게 영상인식이나 음성인식 및 딥러닝 기능을 활용할 수 있다.Users can easily use image recognition, voice recognition, and deep learning functions.

도 7은 블록형 그래픽 프로그래밍 툴인 스크래치를 이용하여 코딩하는 과정의 예이다. 7 is an example of a coding process using Scratch, which is a block-type graphic programming tool.

블록형 그래픽 코딩의 경우, For block-type graphic coding,

스크래치 기반 코딩교육 SW 모듈 개발로 모듈을 제작하기 위한 스크래치 모딩 (moding) 기능을 이용하여 스마트 Smart using scratch-based coding education SW module development to create modules

기능을 모듈화 함으로써 학생들이 손쉽게 활용할 수 있도록 한다. 기존의 스크래치 모듈 외에 라즈베리파이의By modularizing the functions, students can use them easily. In addition to the existing Scratch module, the Raspberry Pi

동작과 로봇의 동작, 카메라 영상 인식, 딥러닝 처리와 관련된 모듈을 추가하여 로봇의 움직임의 코딩이 가능하By adding modules related to motion and robot motion, camera image recognition, and deep learning processing, it is possible to code the robot motion.

다.All.

블록형 그래픽 코딩은 지능부의 각종 기능을 블록으로 모듈화 하여 제공함으써 초중고 학생이나 코딩의 초보자 Block-type graphic coding provides various functions of the intelligence unit by modularizing them into blocks, so elementary, middle and high school students or beginners of coding

인 경우에도 블록화된 모듈을 가져다가 활용할 수 있는 우수한 기능을 제공한다. Even in the case of , it provides an excellent function that can take and utilize the blocked module.

로봇과 관련된 하드웨어와 소프트웨어를 기본모듈에서 필요에 따라 추가할 수 있는 모듈들을 이용한다. 하드웨Use modules that can add robot-related hardware and software as needed from the basic module. hardware

어-소프트웨어 통합 모듈은 기본 모듈에다가 추가하는 방식을 취한다.A-software integration module takes the method of adding to the basic module.

이를 위해 기본 모듈은 코딩로봇제어부의 지능부 중에서 시각부, 센서부와 이와 연결된 환경인식부로 구성되며, To this end, the basic module consists of a visual part, a sensor part, and an environment recognition part connected thereto among the intelligence parts of the coding robot control part.

구동부의 경우 구동부, 통신부 등으로 구성된다. 여기에는 구동베이스, 카메라, 센서 등 하드웨어와 통합되어The driving unit is composed of a driving unit, a communication unit, and the like. It is integrated with hardware such as drive base, camera, and sensor.

구성된다.is composed

여기에 음성처리 기능을 추가할 경우 마이크와 스피커의 하드웨어와 지능부의 음성처리부와 청취부 발화부가 포 If a voice processing function is added here, the hardware of the microphone and speaker, the voice processing unit of the intelligence unit, and the speech unit of the listening unit are included.

함된 하드웨어-소프트웨어 모듈이 추가된다.Included hardware-software modules are added.

여기에 리프트 기능을 추가할 경우 리프트 하드웨어와 코딩로봇제어부의 리프트부가 통합되어 추가된다. If a lift function is added here, the lift hardware and the lift part of the coding robot control unit are integrated and added.

여기에 로봇암과 로봇핸드가 추가될 경우 로봇암과 핸드의 하드웨어와 구동부의 로봇핸드부와 로봇암부의 소프 If a robot arm and a robot hand are added here, the hardware of the robot arm and hand, and the robot hand part and the robot arm part of the driving part

트웨어가 통합되어 추가된다.The software is integrated and added.

인공지능 기능을 위해 소프트웨어 모듈을 쉽게 활용할 수 있도록 한다. It makes it easy to utilize software modules for AI functions.

인공지능은 크게 물체인식부와 환경인식부인 시각기능과 관련되는데, 이를 위해 카메라와 영상인식 알고리즘을 Artificial intelligence is largely related to the visual function, which is the object recognition part and the environment recognition part, and for this, a camera and image recognition algorithm are used.

이용하여 구성된다. 예를 들어 시각부를 구성하기 위해 카메라는 라즈베리파이에 부착되는 PiCamera 와 그에 따is constructed using For example, to configure the visual part, the camera is a PiCamera attached to the Raspberry Pi and a corresponding

르는 라이버러리를 import하여 사용할 수 있다. 또한 영상처리 알고리즘을 구현하기 위하여 OpenCV에서 제공하can be used by importing the library. Also, in order to implement the image processing algorithm, OpenCV provides

는 영상처리 라이버러리를 import하여 파이썬에서 활용하여 구성된다.is configured by importing the image processing library and utilizing it in Python.

인공지능 기능은 각종 클라우드의 연결 라이버러리를 이용한다. 예를 들어 구글에서 제공하는 텐서플로(Tensor The artificial intelligence function uses the connected library of various clouds. For example, Google's TensorFlow

Flow)를 이용하여 딥 러닝과 머신 러닝 기법을 이용할 수 있는 모듈을 구성한다.Flow) to compose a module that can use deep learning and machine learning techniques.

내부 로봇시스템의 지능적 기능의 고속화와 대량화를 위해 클라우드 서버를 이용한다. 예를 들어 인공지능중 딥 A cloud server is used to speed up and mass-produce the intelligent functions of the internal robot system. For example, deep in artificial intelligence

러닝에 관해서는, 구글에서 제공하는 텐서플로(Tensor Flow)를 이용하여 딥 러닝과 머신 러닝 기법을 이용할 수As for learning, you can use deep learning and machine learning techniques using Tensor Flow provided by Google.

있는 모듈을 파이썬을 이용한 어플리케이션으로 구성한다.Configure the existing module as an application using Python.

예를 들어 음성인식 기능을 위하여, 구글에서 제공하는 Cloud Speeech API를 이용하는데 딥러닝 뉴럴 네트워크 For example, for the speech recognition function, a deep learning neural network is used to use the Cloud Speeech API provided by Google.

알고리즘을 이용하고 있으며 전세계 80개 언어를 지원하는 기능으로 구성한다. 또한 통사적 파서인 LinkIt uses an algorithm and consists of functions that support 80 languages around the world. Also a syntactic parser, Link

Grammar Parser와 같은 통사 분석기를 이용하여 구성한다. Link Grammar Parser는 문장으로 표현된 결과를 통사It is constructed using a syntax analyzer such as Grammar Parser. Link Grammar Parser parses the results expressed in sentences.

적 파싱에 의해 구 단위로 분할하고, 구 단위의 분할한 결과로부터 먼저 동사구(VP)로 부터 동사를 구분하고 목It is divided into phrase units by enemy parsing, and from the result of division of phrase units, the verb is first separated from the verb phrase (VP), and the

적어에 해당하는 명사구(NP)를 구분하여 논항(arguments)를 중심으로 명령어를 해석하는 기능으로 구성한다.It is composed of a function to interpret commands by dividing the noun phrases (NP) corresponding to the writing down and focusing on the arguments.

Claims (1)

인공지능과 로봇을 통한 코딩교육을 위한 코딩로봇을 구성함에 있어서,
로봇의 플렛폼 상에서 코딩 교육을 할 수 있고 동시에 로봇의 작동도 가능한 OS가 있는 임베디드 시스템;
로봇의 구동에 관하여는 로봇 구동부와 리프트부, 암부, 핸드부, 카메라부, 센서부 등으로 하드웨어;
코딩교육을 위해 블록형 그래픽 프로그래밍 방법과 프로그래밍 언어를 이용한 방법을 통합하여 제공하는 방법;
로봇과 관련된 하드웨어와 소프트웨어를 기본모듈에서 필요에 따라 추가할 수 있는 모듈들;
로봇시각 및 인식 등 인공지능 기능을 위한 소프트웨어 모듈들;
내부 로봇시스템의 지능적 기능의 고속화와 대량화를 위한 클라우드 서버;
소프트웨어 개발과 원격 모니터링을 위해 스마트폰 태블릿 컴퓨터; 및
코딩로봇의 소프트웨어 자원의 지원과 관리를 위해 코딩로봇 서비스 서버를 포함하는 코딩 로봇.
In composing a coding robot for coding education through artificial intelligence and robots,
Embedded system with an OS that can teach coding on the robot's platform and can operate the robot at the same time;
With respect to the driving of the robot, hardware includes a robot driving unit, a lift unit, an arm unit, a hand unit, a camera unit, a sensor unit, and the like;
A method for integrating and providing a block-type graphic programming method and a method using a programming language for coding education;
Modules that can add robot-related hardware and software as needed from the basic module;
software modules for artificial intelligence functions such as robot vision and recognition;
Cloud server for speeding up and massing the intelligent functions of the internal robot system;
Smartphone tablet computer for software development and remote monitoring; and
A coding robot including a coding robot service server for supporting and managing software resources of the coding robot.
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