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컴퓨터교육 : 보안교육 ; NXT 기반의 염도센서 보정 알고리즘 연구
박병훈 ( Byunghoon Park ),장연진 ( Yeonjin Jang ),오영빈 ( Youngbin Oh ),서지민 ( Jimin Seo ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),김석희 ( Seokhee Kim ),김동정 ( Dongjung Kim ),정대용 ( Daeyong Jung ),임종범 ( Jongbeom Li 한국컴퓨터교육학회 2013 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.17 No.1
``나트륨의 과다섭취가 성인병의 요인이 된다``는 최근 연구 결과를 바탕으로 염분 섭취에 대한 관심이 증대 되면서 저염도 식품 등 염도 측정이 필요한 분야에서 염도 측정의 높은 정확도를 요구하고 있다. 본 연구에서는 기존 염도 측정과 관련된 분야의 연구 결과를 활용해서 NXT 기반의 염도센서를 제작하고, 제작한 염도센서에서 산출된 결과 값을 이용하여 저염도 측정 과정에서 발생할 수 있는 염도 측정의 부정확함을 개선하고자 한다. 이를 위해 NXT 기반의 염도센서에서 나오는 저항값을 토대로 정확한 염도값을 구하기 위한 보정 알고리즘을 연구하였고 이를 프로그래밍하여 구현하였다. 실험을 통해 저염도 구간에서의 염도측정의 정밀함을 개선하는 결과를 얻었다.
MBL 대체를 위한 피지컬 컴퓨팅 기반 과학 교육 실험
박제왕 ( Jewang Park ),배승환 ( Seunghwan Bae ),김채훈 ( Chaehoon Kim ),최종휘 ( Jonghwee Choi ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),최성민 ( Sungmin Choi ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2016 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.20 No.1
MBL 실험 장치는 인터페이스와 센서를 이용하여 자료를 정확하게 수집할 수 있어 실험의 신뢰성을 높여 준다는 장점이 있다. 그러나 하드웨어와 소프트웨어 사용의 어려움, 기계적 오류 가능성, 수준 낮은 수업 활동 자료, 비싼 가격 등의 단점을 가지고 있다. 이러한 MBL 실험의 단점을 보완하기 위해 피지컬 컴퓨팅을 도입할 수 있다. 피지컬 컴퓨팅은 기존 컴퓨터의 입출력 장치로 다양한 센서를 활용하는 새로운 컴퓨팅 패러다임이다. 소형 컴퓨터인 아두이노와 여러 센서를 이용한 피지컬 컴퓨팅을 통해서 다양한 입력을 쉽게 측정하고 가공할 수 있다. 본 논문에서는 피지컬 컴퓨팅을 과학 교육 실험에 도입하여 기존의 MBL 환경에서의 단점을 보완하며 그에 준하는 교육적 효과를 얻을 수 있음을 밝히고자 한다. 이를 검증하기 위해 피지컬 컴퓨팅을 사용하여 고등학교 물리실험 중 하나인 앙페르 법칙 실험을 하였다. 그 결과 아두이노와 자기 센서(리니어 홀 센서)를 사용하여 각 변인에 따른 자기장 값을 효율적으로 측정할 수 있었고 이를 분석하여 전류의 세기, 자기장 센서까지의 거리, 구리 도선의 감긴 길이에 따른 자기장 값의 상관관계를 쉽게 파악할 수 있었다. 이 결과는 MBL 실험과 비교했을 때 훨씬 저렴한 구축비용을 가지고도 유사한 교육 효과를 얻을 수 있다는 것을 시사한다.
농구 학습을 위한 웨어러블 센서 기반의 동작 인식 기법
이준서 ( Junseo Lee ),박정현 ( Junghyun Park ),이준형 ( Lee Joonhyung ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),송충건 ( Chunggeon Song ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2018 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.22 No.1
대한민국의 대표적인 구기 종목 중 하나인 농구는 입문 시 기본 동작에 적응하고 기본 규칙을 이해하기 위해 많은 시간이 소비된다. 또한 기존 농구 학습 분야에서 평가 수행 시 평가 대상자의 실력을 정량적으로 도출하는 것이 힘들어 중·고등학교 체육교과의 수행평가에서 객관적인 평가가 이루어지기 힘들었다. 본 연구에서는 이러한 농구 학습의 한계점을 해결하기 위하여 3축 자이로 센서와 스위치가 적용된 웨어러블 시스템을 기반으로 농구 학습을 도와주는 동작인식 기법을 제안한다. 그리고 실험을 통하여 제안하는 동작인식 기법의 성능을 검증하였으며, 생활체육 활성화를 통한 국민 건강증진과 객관적인 수행평가 실현에 기여할 것으로 기대된다.
자율주행 자동차 시대에서 병목현상 회피를 위한 교통량 분산 기법
이재현 ( Jaehyeon Lee ),이진용 ( Jinyoung Lee ),권재성 ( Jaesung Kwon ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),최성민 ( Sungmin Choi ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2017 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.21 No.1
자율주행 자동차는 운전자의 개입 없이 자동차 스스로 경로 설정, 주행, 위기 대처를 수행하여 탑승객의 편의와 안전을 제공하는 미래형 이동수단이다. 이러한 자율주행 자동차의 확산은 전체적인 교통 효율 관점에서도 이로운 영향을 끼치기 때문에 주요 국가 및 기업에서 활발하게 연구·개발을 진행하고 있다. 하지만 각 차량이 네비게이션에 완전히 의존하게 되는 자율주행 자동차 시대에서 현재의 네비게이션 시스템은 주행경로를 설정함에 있어 부분적인 정보만 반영하기 때문에 같은 목적지에 대해 항상 동일한 경로를 설정하는 상황을 발생시킨다. 이는 곧 동일한 목적지를 갖는 모든 차량이 동일한 경로를 주행하게 되어 특정 구간에 차량이 밀집되는 병목현상을 야기하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 개선된 그래프간선 가중치 설정 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존 가중치 설정 기법에 다른 차량들의 주행 경로 정보를 반영하여 상황에 따라 간선의 가중치를 동적으로 변화시킨다. 따라서 각 자율주행 차량이 같은 목적지에 대해 서로 다른 경로를 설정할 수 있게 되므로 교통량을 분산시키고 병목현상을 해소할 수 있다.
데이터 로깅 환경에서 피지컬 컴퓨팅을 이용한 스팀교육의 효과
박영주 ( Youngjoo Park ),전민근 ( Mingeun Jun ),지현빈 ( Hyunbin Ji ),이동현 ( Donghyun Lee ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),유태묵 ( Taemuk Lyoo ),김동정 ( Dongjeong Kim ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2016 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.20 No.1
최근, 교육적 측면에서 자율적 사고를 가능하게 해주는 STEAM 교육이 각광받고 있다. STEAM은 융합형 인재를 양성하는 것을 목표로 한다. 하지만 STEAM 교육에 맞는 장비를 갖추는데 있어서 많은 비용을 투자해야 한다. 이러한 이유로 교육 현장에 적용이 어려운 실태이다. 이를 해결하는 방법 중 하나로 적은 비용으로 같은 교육 목적을 달성할 수 있는 피지컬 컴퓨팅을 생각할 수 있다. 요즈음 들어 많이 사용되고 있는 아두이노는 대표적인 피지컬 컴퓨팅 중 하나이다. 아두이노를 이용한 실험에서는 교육 목적을 달성할 정도의 정밀한 데이터를 측정할 수 있으며, 실험을 위한 구성도 간편하다. 실험 주제와 상황에 맞게 센서와 다양한 기기를 직접 연결하여 다양한 실험을 진행할 수 있는 장점도 있다. 본 연구에서는 고등학교 학생들의 자율적인 사고를 확장시킬 수 있는 STEAM 교육의 효과를 확인하기 위하여 경사면에서 물체의 마찰력에 따른 온도변화와 이동거리 및 시간을 측정하는 실험을 구성하였다. 경사면의 각도와 물체의 무게를 달리하여 센서 데이터를 측정하는 실험이다. 측정된 센서 데이터의 시각화를 지원하기 위하여 데이터 로깅 환경에서 어플리케이션에 전송이 될 수 있도록 구성하였다. 우리는 피지컬 컴퓨팅을 이용하여 과학 실험을 진행할 수 있음을 확인하였으며, 공학적 전문지식에 대해서도 학습할 수 있었다.
1인 가구를 위한 아두이노 기반의 개인 택배 보관 시스템 개발
표상우 ( Sangwoo Pyo ),박태민 ( Taemin Park ),신해찬 ( Haechan Shin ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),이재혁 ( Jaehyeok Lee ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2018 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.22 No.1
오늘날 스마트폰, 태블릿과 같은 모바일 디바이스가 등장하고, 무선 네트워크의 기술이 향상되면서 모바일 쇼핑 이용률이 높아지고 있다. 이에 따라 택배의 사용률도 증가하고 있는데, 택배를 수령하는 일반적인 방법으로 직접 수령하는 것과 공동 택배 보관 장소를 통해 수령하는 것이 있다. 그러나 이러한 방법들은 택배기사와 시간을 정해야 하는 번거로움, 택배기사를 위장한 범죄, 그리고 공동 택배 보관 장소에서의 택배 분실 등과 같은 문제점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 1인 가구와 택배 수령에 어려움을 겪는 가구를 위한 개인 택배 보관 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 안드로이드 어플리케이션에서 택배에 부착된 바코드를 스캔하여 그 정보를 아두이노와 블루투스 통신을 통해 전달한다. 이때, 아두이노는 미리 저장된 운송장 번호와 수신한 운송장 번호를 비교하여 택배 보관 시스템의 잠금 장치를 열고 닫는다.
SVM 기반의 교실 내 시간과 위치에 따른 졸음 예측 기법
유건희 ( Gunhee Yu ),신선호 ( Sunho Shin ),김도연 ( Doyeon Kim ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),박봉우 ( Bongwoo Bak ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2018 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.22 No.1
최근 하드웨어의 컴퓨팅 능력이 좋아짐에 따라 기계학습 분야가 주목받고 있다. 이에 따라 많은 양의 데이터를 처리하기 수월해졌으며 수많은 데이터들을 기계학습 알고리즘을 통해 학습시키기 간편해졌다. 이러한 발전으로 기계학습이 적용되는 분야 또한 넓어져 교육 분야에도 활발히 적용되고 있다. 본 논문은 SVM(Support Vector Machine)을 사용하여 교실 내 좌석과 시간에 따른 졸음을 예측하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법을 통해 교사들은 학생들의 졸음을 사전에 방지 하여 수업 진행에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.
웨어러블 센서 데이터 기반의 교통사고 위험 알림 시스템
최민혁 ( Min-hyeok Choi ),정지원 ( Ji-won Jung ),변찬혁 ( Chan-hyeok Byun ),최태원 ( Tae-won Choi ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),송충건 ( Chung-geon Song ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2017 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.21 No.1
대한민국은 교통사고 발생건수는 OECD 국가들 중 최상위에 있다. 그러나 국내 교통사고 예방을 위한 연구에서는 외부 센서를 통해 충돌을 회피하거나 충격을 감지하여 운전자를 보호하는 장치에 대한 적용만을 고려하고 있다. 본 연구에서는 운전자의 위험행위를 감지하기 위하여 웨어러블 센서를 이용하여 위험상황을 인식하고 사용자에게 경고를 전달하여 교통사고를 예방하는 시스템을 제안하고자 한다. 연구의 결과는 향후 국내 교통사고 예방 시스템 구축에 활용 되어 국내 교통사고 감소비율 증가에 기여할 것으로 기대된다.
김민성 ( Kim Min Seong ),백준규 ( Heesu Shin ),신희수 ( Baek Jun Gyu ),김희주 ( Heeju Kim ),장명호 ( Myungho Jang ),명노영 ( Rohyoung Myung ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2017 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.21 No.2
현대 사회는 4차 산업혁명을 통해 빠르게 발달하고 있다. 이러한 사회에서는 새로운 지식과 기술이 끊임없이 만들어지고 기존의 지식과 기술이 도태되고 지식과 기술의 생명주기가 점차적으로 빨라지고 있다. 이에 따라 새롭게 제시되는 지식과 기술을 적합한 문제에 적용하여 문제를 해결하는 능력의 중요성이 커지고 있다. 특히 차세대 기술로 평가받는 인공지능, 로봇, 자율 자동차, 사물 인터넷 등의 기술과 연관된 문제를 해결하는 방법은 컴퓨터를 활용한 문제 해결방법과 밀접하게 연관돼있기 때문에 컴퓨터를 활용하여 주어진 문제를 표현하고 해결하는 능력은 매우 중요하다. 본 연구에서는 운영체제에서 기본적으로 제공되는 파일 관리 프로그램에 대한 문제점을 제기하고 문제 해결을 위해 컴퓨팅 사고력을 활용해서 문제에 대한 조사 단계, 분석 단계, 그리고 자동화 단계를 거쳐 문제를 해결한다.
중등 과학 교과 실험에서의 피지컬 컴퓨팅 기반 STEM 교육 적용
신수빈 ( Su Bin Shin ),김동현 ( Dong Hyun Kim ),김재민 ( Jae Min Kim ),김태현 ( Tae Hyeon Kim ),장명호 ( Myungho Jang ),김희주 ( Heeju Kim ),명노영 ( Rohyoung Myung ),유헌창 ( Heonchang Yu ) 한국컴퓨터교육학회 2016 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.20 No.1
현대 사회에서 IT 기술이 급격히 발달하여 다양한 분야에 활용되고 있으며 그 중에 가장 각광받는 기술중 하나가 피지컬 컴퓨팅이다. 피지컬 컴퓨팅은 아날로그와 디지털 간의 입출력을 사용하여 비교적 일처리가 간단하며 다양한 플랫폼이 있어 접근성이 높아 피지컬 컴퓨팅을 활용한 교육 방안이 주목받고 있다. STEAM의 경우 여러 분야의 지식을 융합하여 복합적인 문제를 해결할 수 있는 방안을 제시하기 때문에 교육에 활용되고 있다. 본 연구에서는 피지컬 컴퓨팅 기반의 STEAM을 ``기온에 따른 식물의 광합성량`` 실험설계에 적용하여 실험의 편리성과 접근성을 향상시켰고 이를 통해 교육에서의 구체적인 활용 방안을 제시하고자 한다.