| 수업주제 | 4차산업혁명 시대가 도래하면서 3D프린터, 사이버 물리 컴퓨팅, 무인 제조 로봇 등의 디지털 제조 장비들이 등장함에 따라 비전공자도 손쉽게 제품을 기획하고 시제품을 제작해볼 수 있는 환경이 구축되고 있다. 본 강의에서는 대중과을 감동시킬 수 있는 새로운 제품을 기획하고 공학적 설계를 통해 이를 구현할 수 있는 능력을 습득하고, 3D프린터, 레이저 커터, CNC 등 각종 제조장비와 디지털 컴퓨팅 기술을 이용하여 시제품을 제작해본다. |
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| 수업 목적 및 목표 | 최근 3D프린터, 3D스캐너, 무인 제조 로봇 등 다양한 디지털 제조 장비들이 등장하고 보급됨에 따라 제조환경에도 일대 혁신이 일어나고 있다. 이처럼 급속도로 보편화되어가고 있는 디지털 제조 장비를 통해 다품종 소량 생산이 가능해지면서 바야흐로 4차산업혁명 시대가 도래하고 있다. 본 강의에서는 이러한 디지털 설계를 기반으로 하는 현대 제조기술의 원리와 사용방법을 보다 심도있게 학습하고, 이를 활용하여 창의적인 제품을 기획 및 제작해본다. 다양한 전공의 학생들이 팀을 이루어 창의적인 아이디어를 발굴하고, 이를 시제품으로 구현하면서 마주치는 다양한 문제들을 단계별로 분석하고 해결해가며 공학적 문제해결 능력을 습득한다. |
| 사회공헌 실천활동 분야 | 적정기술/제품개발 |
팀별활동내역
| 소속 | 산업공학과, 기계항공공학부, 기계공학부, 디자인과, 컴퓨터공학부 | 담당교수 | 김장길 교수 |
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| 활동기간 | 2021/03/02~2021/06/18 | 활동장소 | 아이디어팩토리(코로나로 인해 사용의 제한이 있었음) |
| 활동목적 | 이 강의에서의 목적과 마찬가지로 대중을 감동시킬 수 있는 제품을 기획하고 설계해 제작하는 것이 활동의 목적이었다. 대중이 필요를 하는 것을 조사하고 판별하는 것부터 시작하여 그를 위한 제품을 설계와 제작하고 평가를 하는 것까지 이 활동을 통해 하고자 하였다. | ||
| 활동내용 | 1) 시장조사(3월): 대중이 필요로 하거나 원하는 것을 알아보는 단계였다. 비대면 수업으로 진행되었기 때문에 개인이 조사하여서 각각 아이디어를 내는 방식으로 진행 되었었다. 여기서 나온 아이디어들은 다음과 같다. 시각장애우도 쉽게 사용할 수 있는 음성인식 공기청정기: 대부분의 가전제품이 터치형으로 바뀌면서 시각장애우들의 사용이 어려워졌다. 이것에 대해 국민청원이 있기도 하였기에 모든 사람들이 편히 사용할 수 있는 공기청정기를 제작하였다. 기상청 데이터와 구글 어시스턴트 API를 이용하여 소프트웨어를 구현하였고 CAD 설계와 3D프린팅 그리고 아두이노와 같은 전자부품을 사용하여 하드웨어를 만들었다. 미세먼지 측정, 디스플레이 등의 기능이 있다. 장애우를 위한 차량 조종기: 다리가 불편하거나 없는 장애우들의 경우 손으로 조작하는 측별한 차량 조종기가 필요하다. 하지만 아직 많이 불편한 제품이 다수이고, 여기서 필요를 느껴 비행기를 조종하기 위한 러더 컨트롤러의 기능을 활용하여 손으로도 조작할 수 있는 조종기를 제작하였다. 우분투 환경에서 파이썬으로 신호를 받아 차량이 움직이는 시뮬레이션까지 진행하였다. Indoor Customized Object Real-Time detection: 시각장애우들이 물건을 쉽게 찾을 수 있도록 도와주는 개인화된 물체인식기이다. 라즈베리파이와 카메라로 이루어져 있으며 학습을 통해 카메라에 보이는 물건들의 정보를 전달해준다. 음식점 도우미 로봇: 음식을 서빙해주는 로봇으로 단순히 배달 뿐만 아니라 무게 센서, 적외선 카메라, 초음파 센서를 이용해서 음식의 상태와 로봇의 상태를 지속적으로 확인하며 음식을 운반하게 된다. 센서들을 활용함으로써 음식을 흘리는 식의 문제가 안 일어나도록 할 수 있다. 코로나 시대로 인해 음식 배달이 증가한 지금 배달 로봇의 필요를 느껴 개발하게 되었다. 음식 배달 뿐만 아니라 자동화 공장이나 병원과 같은 곳에서도 활용할 수 있다는 장점이 있다. OPTI 키보드 제작: 현재 사람들이 사용하는 키보드 방식은 qwerty인데 이는 사실 옛날 타자기에 기반한 방식으로 효율적이지 못하다. 현대인들은 많은 타자를 하게 되면 이러한 사용에 맞추어 효율적으로 타자를 할 수 있는 OPTI라는 35%더 빠른 키보드 방식이 고려되었는데 이것을 이용해 실제로 사람들이 쓸 수 있는 키보드를 제작하였다. 에어컨 핸드폰 조작기: 라즈베리파이와 적외선 장치를 이용해서 에어컨을 밖에서도 핸드폰을 통해 조작할 수 있는 제품이다. 많은 사람들이 집에 들어가기 전에 에어컨을 켜서 시원한 상태로 집에 들어가길 원하는 것을 알 수 있었고 그 필요에서 아이디어를 떠올렸다. 핸드폰 만으로도 조종할 수 있기에 편리함 또한 있다. AED 배송용 자율 주행 시스템: 고령화에 따라 심정지 환자가 증가하며 이때 AED는 사망률을 1/3로 낮추어준다. 하지만 AED는 사람들이 쉽게 접하기 힘든 장소에 있기에 원격으로 호출이 오면 GPS와 기타 장비를 이용해 자동으로 AED를 환자에게 가져오는 시스템을 만들고자 하였다. Life clock: 지금까지 살아왔던 시간을 연도 뿐만 아니라 주, 일, 초 단위로도 보여주는 시계 앱이다. 온라인으로 계산해주는 앱은 존재했지만 오프라인에서도 본인의 살아온 시간을 확인할 수 있도록 제작하였다. 2) 제작단계(4~6월): 4차산업기술을 이용하여서 기획한 제품을 실제로 설계하고 제작한다. 4월에서 5월 중순 정도는 CAD 사용을 배우고 아이디어팩토리에 있는 3D프린터, 레이저커팅기 등의 장비를 사용하는 법을 배운다. 그리고 그 이후에는 제작을 한다. 하지만 이번에 코로나로 인해서 아주 제한적으로 날짜를 정하여 사용할 수 있었기 때문에 팀원들이 모두 모여 작업하는 것이 불가능하였다. 대신 개인의 아이디어를 직접 실현해보도록 하였으나 제약 사항으로 인해 완성되지 못하거나 미흡하여도 수정을 못 한 것이 있었다. 3) 평가단계(6월): 제작한 시제품을 본인이나 다른 사람이 직접 실제로 사용을 해보아 어떤지 평가하고 어떤 부분이 미흡하고 개선되어야 할 지 알아본 뒤 그것에 대해 발표한다. |
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| 활동소감 | 코로나로 인해 하드웨어 제작에 한계가 있는 와중에도 많은 시제품들이 완성이 되었다. 또한 이번에는 프로그래밍을 통한 앱의 제작이 허용되었기 때문에 소프트웨어 측면에서도 많은 발전을 볼 수 있었다. 팀원들이 최대한 코로나 상황에 맞추어 개인 단위로 아이디어를 실현하도록 노력하였지만 그럼에도 완성이 되지 못했거나 미흡한 점을 개선을 못한 아이디어들이 있다. 그래도 그 와중에 실제로 움직이는 기능이나 프로그래밍이 작동하는 영상을 보여줄 수 있었던 학생들이 많았고, 본인들이 원래 보여주고자 했던 Concept을 잘 실현한 것들이 있어서 거기서 가능성을 느꼈다. 실제로 이러한 제품들이 사회적 효용을 보이기 위해서는 더 많은 피드백과 개선이 필요한 상태이지만, 일단 기본적인 기능들을 구현할 수 있었기 때문에 많은 발전이 있을 거라고 생각한다. |
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활동자료
