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[화제의 현장] 서울과기대, 로봇분야 인재 양성 강화한다K-MOOC 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스’ 오프라인 특강 개최

[컴퓨터월드] 미래 산업사회와 직결되는 로봇 산업에 대한 이해와 실무이론, 향후 전망 등을 살펴볼 수 있는 자리가 마련됐다. 서울과학기술대학교(총장 김종호, 이하 서울과기대)는 K-MOOC(Massive Open Online Course) 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스(Advanced Robotics)’ 오픈에 앞서 강좌를 미리 체험해 볼 수 있는 오프라인 특강을 지난달 15일 개최했다. 이번 특강에는 서울과기대 학생뿐만 아니라, 중학생, 초등학교 교사 등 120여명이 참여해 성황을 이뤘다.

   
 

서울과기대는 K-MOOC 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스’의 일환으로 오프라인 특강을 개최했다.

3월부터 본격 오픈되는 ‘어드밴스드 로보틱스’ 묶음강좌를 소개하기도 한 이번 특강은 ▲김진현 서울과기대 기계·자동차공학과 교수의 ‘로봇 매니퓰레이터 및 수중로봇 응용’, ▲하종은 서울과기대 기계·자동차공학과 교수의 ‘모바일 로봇’ ▲김정엽 서울과기대 기계시스템디자인공학과 교수의 ‘휴머노이드 로봇’ ▲박희재 서울과기대 기계시스템디자인공학과 교수의 ‘드론-원리부터 프로그래밍까지’ 라는 주제로 구성됐다.

서울과기대의 K-MOOC 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스’는 현재 김진현 교수의 ‘로봇 매니퓰레이터 및 수중로봇 응용’ 강좌가 오픈돼 있으며, ▲모바일 로봇 ▲휴머노이드 로봇 ▲드론-원리부터 프로그래밍까지 등의 강좌는 3월부터 운영된다.


“블렌디드 러닝 학습법 통해 다양한 교육 콘텐츠 제공”

특강은 김대곤 서울과기대 대학교육혁신원장의 인사말로 시작됐다. 김대곤 원장은 “4차 산업혁명이 도래하면서 교육환경도 변화하고 있다. 서울과기대 또한 학생의 역량을 키우기 위해 많은 고민을 하고 있으며, 이 일환으로 K-MOOC 강좌를 설립해 제공하고 있다”고 말했다.

   
▲ 김대곤 서울과기대 대학교육혁신원장이 “4차 산업혁명이 도래하면서 교육환경도 변화하고 있다”고 말했다.

김 원장에 따르면, K-MOOC은 새로운 고등 교육플랫폼으로 2015년부터 시행됐으며 기존 교육 시스템의 시공간적 한계를 극복한 ‘블렌디드 러닝’ 학습법을 통해 많은 학생들에게 다양한 교육콘텐츠를 제공하고 있다.

김대곤 원장은 “서울과기대는 2017년부터 ‘로보틱스’, ‘전기자동차’ 등 2개 부문에서 K-MOOC 강좌를 운영하고 있으며, 지난해 우수사례로 평가받아 교육부장관상을 수상하고 심포지움에서 우수사례로 발표된 바 있다”면서, “지난해 ‘로보틱스’ 강좌의 심화과정으로 ‘어드밴스드 로보틱스’를 개발했고, 올해 3월부터 본격 운영할 계획”이라고 말했다.


수중로봇 무엇을 해야 하고 어떤 것을 할 수 있을까 - 김진현 교수

   
▲ 김진현 교수

이어 ‘로봇 매니퓰레이터 및 수중로봇 응용’ 강좌를 담당하고 있는 김진현 교수의 강의가 진행됐다. 김진현 교수는 ‘수중로봇 무엇을 해야 하고, 어떤 것을 할 수 있을까’라는 주제로 발표에 나섰다. 김진현 교수는 “이번 K-MOOC ‘로봇 매니퓰레이터 및 수중로봇 응용’ 강좌는 대부분 매니퓰레이터에 대한 강의로 이뤄져 있으며, 마지막 3강좌가 수중로봇을 주제로 진행된다”면서, “매니퓰레이터 강좌에서는 기구학, 동력학 등을 다룰 계획”이라고 설명했다.

김 교수는 ‘수중로봇이 무엇이고, 어떻게 활용되는지’에 대해 소개했다. 김 교수는 “로봇은 사람이 할 수 없으나 꼭 해야만 하는 일에 사용된다. 수중 로봇도 마찬가지다. 사람이 장비를 모두 갖추더라도 오랜 시간동안 수중에서 작업할 수는 없다. 하지만 수중에서는 할 일이 많다”면서 “수중, 심해어종 등 생태계 조사 외에도 지형 조사, 자원 및 광물 탐색 등 다양한 활용방안이 있다”고 설명했다.

이어 “앞의 목적들은 과학적인 목적이라면, 산업적인 목적으로도 수중로봇이 많이 활용되고 있다. 대표적인 예가 해저케이블 설치 및 유지보수다. 또 열수광상을 탐사하거나 난파선을 탐색하는 것에도 수중로봇이 활용되고 있다. 군사적인 목적으로는 기뢰 탐사에 가장 많이 활용되고 있다”면서, “이외에도 환경보호 및 감시 기능으로도 활용할 수 있으며, 원자력발전소 냉각수 관리 등에도 활용되고 있다”고 말했다.

김 교수는 현재 서울과기대에서 수중로봇 팔 개발을 위한 연구를 진행하고 있다. 기업에서 로봇팔의 하드웨어를 개발하고 있으며, 서울과기대에서 로봇 팔을 움직이는 소프트웨어를 개발하고 있다. 이외에도 일상생활과 가장 밀접한 수중로봇인 수영장 청소로봇 개발도 진행하고 있다. 특히 청소로봇과 관련해 수중 위치 인식을 위한 추정 알고리즘을 개발하고 있으며, 로봇을 어떻게 도킹할 것인지 등에 대한 연구를 진행하고 있다고 설명했다.


딥러닝 로봇분야 응용 - 하종은 교수

   
▲ 하종은 교수

‘모바일 로봇’ 강좌를 담당하고 있는 하종은 교수는 ‘딥러닝 로봇분야 응용’이라는 주제로 강의를 진행했다. 하종은 교수는 “자율주행차와 같은 모바일 로봇이 상호작용을 하기 위해서는 주변 환경을 인식하는 게 중요하다. 2012년부터 딥러닝이 주목받으면서 환경 인지 능력이 향상되고 있다”면서, “이에 따라 강의에 딥러닝 강좌를 추가했다. 딥러닝에 관련된 수식부터 어떻게 연구가 되고 있는지 강좌를 통해 살펴보고자 한다”고 말했다.

하종은 교수의 ‘모바일 로봇’ 강좌에서는 선형분리부터 신경망(Neural Network), GAN(Generative Adversarial Networks) 등 다양한 기술을 살펴볼 예정이다. 하종은 교수는 “딥러닝 분야는 2012년부터 주목받기 시작했기 때문에 지금 시작하더라도 늦은 분야는 아니다. 딥러닝이 주목받기 시작하면서 다양한 응용 분야로 발전하고 있다. 대표적인 분야가 바로 자율주행차”라고 강조했다.

이어 하종은 교수는 딥러닝 기술 발전을 소개하면서 선형분리기, 신경망 등의 기술에 대해 소개했다. 하 교수는 “딥러닝이 활용되기 시작하면서 컴퓨터도 유추가 가능해졌다. 오인식률도 2010년 28%에서, 2015년 3.6%로 크게 감소했다. 이후 사람, 생물, 픽셀마다 클래스를 정하고, 텍스트를 통해 이미지를 만드는 등 많은 응용이 나타나고 있다”고 설명했다.

하 교수는 또 “머신러닝은 학습데이터가 매우 중요하다. 현재는 이 학습에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 특히 대기업에서는 데이터 분석을 위한 인력만 1,000여명이다. 이렇게 관심이 증가함에 따라 딥러닝 교육 강좌의 필요성도 높아지고 있다. 스탠포드 대학에서 딥러닝 강좌를 오픈했는데, 현재 수강인원이 2천 명을 돌파할 만큼 큰 인기를끌고 있다”고 말했다.


극한 작업 지원 로봇의 기술과 전망 - 김정엽 교수

   
▲ 김정엽 교수

김정엽 교수는 ‘극한작업 지원 로봇의 기술과 전망’이라는 주제로 발표를 진행했다. 강좌에 흥미를 가질 수 있는 내용을 중심으로 구성해 봤다고 말한 김정엽 교수는 먼저 로봇의 활용 분야에 대해 설명했다. 김 교수에 따르면 로봇은 크게 제조업용, 전문서비스용, 개인서비스용으로 구분할 수 있다. 개인서비스용은 일상생활에서 접할 수 있는 로봇청소기 등 생활지원용 로봇이 포함된다. 제조업용은 산업용 로봇을 의미하며, 공장에서 사용되는 로봇이 대표적이다.

전문서비스용은 해양, 우주, 군사, 의료용 등 전문화된 로봇이 포함된다. 전문서비스 로봇은 전문가를 보조해 전문적인 작업을 수행하게 된다. 대표적인 전문서비스 로봇으로 의료 로봇인 ‘다빈치’를 꼽을 수 있다.

현재 로봇시장에서는 제조업용 로봇 시장이 가장 큰 규모를 형성하고 있다. 향후에는 개인서비스로봇 시장이 크게 확대될 것으로 전망되고 있으며, 과도기에 전문서비스 로봇이 연결고리를 할 것으로 예측된다.

전문서비스 로봇에는 극한 작업 로봇도 포함되며, 극한 작업 로봇은 화재 감시, 경비 등 다양한 역할을 수행하고 있다. 대표적인 예로는 일본의 무인 소방로봇시스템을 들 수 있다. 일본 소방청이 도입한 이 시스템은 4개의 로봇과 1개의 컨테이너로 구성돼 있으며, 4개 로봇에는 정찰용, 방수로봇, 호스설치로봇 등이 포함돼 있다. 이외에 싱가포르에서 상용화한 주차장 감시 로봇도 있다. 군사용 로봇도 전문서비스 로봇에 포함된다. 가장 대표적인 군사용 로봇이 미국 보스턴다이나믹스에서 개발한 4족보행 로봇 ‘빅독’, 록히드마틴이 개발한 웨어러블 로봇 ‘헐크’ 등을 꼽을 수 있다.

김정엽 교수는 “극한작업 지원 로봇의 시장전망이 밝다고 생각된다. 실제로 개발되고 나면 파생 서비스 시장도 크게 성장할 것이다. 실제 변전소 로봇 등이 중국에서 사용되는 사례도 있다. 하지만 전문 서비스 로봇은 공공에서 수요가 있어야만 유망한 시장”이라고 설명했다.


드론, 제대로 배우자- 박희재 교수

   
▲ 박희재 교수

박희재 교수는 ‘드론, 윈리부터 프로그래밍까지’ 강좌 소개와 함께, 공학 교육에 대한 소견을 밝혔다. 박희재 교수는 특강 시작에 앞서 “창의력은 노력에서 나온다는 것을 꼭 말하고 싶다. 전문가가 되기 위해서는 1만 시간의 노력이 필요하다는 법칙이 있듯이 창의력도 꾸준한 노력이 필요하다”면서, “세상을 이끄는 리더가 되기 위해서는 갈 길이 멀다. 빌 게이츠도 차고에서 소프트웨어를 개발하기 위해 노력했기 때문에 지금의 마이크로소프트를 만들 수 있었다”고 강조했다.

이어 “이번 특강은 드론을 통해 세상을 바꾸기 위한 노력을 살펴보고자 동영상을 준비했다”면서 “이미 정형화된 드론 분야에서 새로운 아이디어들을 소개하고자 한다”고 말했다. 박희재 교수는 소방호수가 달린 드론, 물 위에 뜨는 드론, 곤충과 같이 벽에 달라붙을 수 있는 드론 등 다양한 아이디어를 소개했다. 박 교수는 “세계에서는 드론에 대한 다양한 아이디어들이 쏟아지고 있다”면서, “국내 드론 산업은 중국에 비해 뒤처져 있지만, 꾸준히 발전한다면 획기적인 아이디어를 만들어 낼 수 있을 것”이라고 말했다.

박 교수에 따르면 이번 드론 관련 강좌에는 센서에 관한 이론, 센서의 정보를 빼기 위한 프로그래밍, 모터를 어떻게 구동시키는지, PID 제어, GPS 인터페이스, 통신, RC 신호처리 등 다양한 내용이 포함된다. 더불어 드론 개요, 드론 동력학, 고급 아두이노 프로그래밍 기법 등을 추가로 다룰 예정이다.

 

   
▲ 이번 특강에서는 실제 로봇과 드론이 전시돼 학생들의 많은 관심을 받았다.

박 교수는 “이번 강좌는 드론 조종술과는 관계가 없으며, 실습을 기본으로 하는 체험형 강좌로 구성돼 있고, 매주차 실습이 포함돼 있다”면서 “실습을 꼭 해야 되는 것은 아니지만, 강좌와 함께 실습을 진행하면 고수의 길에 더 빨리 다가갈 수 있을 것”이라고 말했다. 이어 “이번 강좌는 융합형 강좌라는 것도 특징이다. 기계, 전기전자, 컴퓨터 공학 등 다양한 내용을 포함하고 있다”면서, “이번 강좌를 듣기 전에 아두이노 기초강좌를 듣는 것을 추천한다”고 덧붙였다.

마지막으로 박희재 교수는 “이번 강좌를 개설하면서 ‘체험없는 이론은 허무하고, 이론 없는 실습은 무모하다’는 철학을 담기 위해 노력했다”고 강조했다.

   
▲ 오프라인 특강 단체 기념 사진

모든 강의가 진행된 후, 학생들로부터 많은 질문이 쏟아졌다. ▲사족보행로봇이나 휴머노이드 로봇을 개발할 때 시뮬레이션을 하는 방법과 하드웨어에 적용하는 방법 ▲수영장 로봇에 대한 소개 ▲수중에서 로봇과 통신하는 방법 ▲로봇을 제작할 때 코딩 및 3D모델링에 사용하는 프로그램 등 다양한 질문이 이어졌다.

   
▲ 조성경 교사

<인터뷰>
“로봇, SW 코딩 교육을 접할 수 있는 기회 늘어나야”
조성경 양구초등학교 교사

“로봇, SW 코딩 등과 같은 교육을 접할 수 있는 기회가 늘어났으면 좋겠다. 평소 주변에서 코딩, 로봇에 대한 교육은 접하기 어렵다. 이런 측면에서 서울과기대의 K-MOOC 강좌는 코딩과 로봇에 대해 배울 수 있는 좋은 기회가 되고 있다.”

K-MOOC 오프라인 특강에 참여한 조성경 교사의 말이다.

평소 관심이 있었던 수중로봇과 관련된 특강이 있다는 소식을 듣고, 이번 특강에 참여하게 됐다는 조성경 교사는 본지와 인터뷰에서 로봇, 코딩 교육이 초등학교 교육에서도 많은 도움이 되고 있다고 강조했다. 아이들이 수학시간에 배운 공식을 실제 SW코딩이나 로봇을 통해 표현할 수 있어 관심을 보이고 있다는 것이다.

조성경 교사와의 인터뷰를 문답식으로 정리했다.


Q. 이번 특강에 참여한 소감은?

처음에는 수중로봇만 생각하고 특강에 참여했는데, 딥러닝, 휴머노이드, 드론 등 다양한 주제가 있어 흥미로웠다. 더불어 실제 강좌를 담당하고 있는 교수와 질의할 수 있는 시간이 마련된 것도 만족스러웠다.

아이들을 가르칠 때, 프로젝트 학습으로 실생활에서 볼 수 있는 로봇을 소개하고 있다. 이전의 주입식 교육과 달리 아이들이 코딩이나 로봇을 통해 실패를 경험하고, 이를 극복하면서 학습된 무기력이 없어지는 기회가 되고 있다고 생각한다. 문제는 현재 교사들이 코딩을 배운 세대가 아니다보니, 코딩을 공부하는 시간이 오래 걸리고 아이들한테 전달하는 데 시간도 많이 소요된다는 것이다.

교육부에서 교사를 대상으로 하는 교육 프로그램이 있지만, 초등학교 교사로서 참가하는데 한계가 있다. 결국 학원을 다니거나 독학을 해야 하는데, 이런 측면에서 K-MOOC 강좌는 코딩과 로봇을 접할 수 있는 좋은 기회가 되고 있다.


Q. 최근 초등학교에서 코딩 교육이 실시되고 있는데...

학생들에게 코딩을 교육하는 것은 교육 현장에서 많은 도움이 되고 있다. 로봇, 코딩 실습에서는 실패가 기본이다. 이렇다보니 아이들 스스로 실패를 극복할 수 있는 능력을 키울 수 있을 뿐만 아니라, 극복하는 과정에서 질문도 많아지는 등 긍정적인 효과가 나타나고 있다. 또 수학 시간에 배운 수식을 로봇을 통해 표현하다보니, 아이들 스스로 흥미를 갖고 공부할 수 있는 계기가 되고 있다. 로봇, 코딩과 같은 교육은 아이들의 자유도가 높아 교육의 방향을 변화시키고 있다고 생각한다.


Q. 이번 특강에서 가장 기억에 남는 부분은?

기억에 남는 특강은 박희재 교수의 ‘드론, 제대로 배우자’였다. 특히 박희재 교수가 말한 ‘체험없는 이론은 허무하고, 이론없는 실습은 무모하다’ 또한 ‘창의력은 노력에서 나온다’라는 문구가 인상 깊었다. 아이들을 가르치는 현장에서도 이런 방향으로 교육하면 좋겠다고 생각했다.


Q. 오프라인 특강과 온라인 강좌를 비교하자면?

온라인 K-MOOC 강좌는 커리큘럼을 주입하는 방식이다 보니 정리가 잘돼 있고, 때때로 강의를 정지하고 공부할 수 있다는 장점이 있다. 다만 오프라인은 때때로 궁금한 사항을 질문하고 답변 받을 수 있는 것이 가장 큰 장점이라고 생각한다. 코딩 교육과 같은 정보가 많지 않다보니 간단한 정보라도 구하기가 쉽지 않다.


Q. 향후 바라는 점이 있다면

K-MOOC 강좌와 같이 코딩, 로봇에 대해 배울 수 있는 기회가 늘어나고 있어 좋다. 앞으로 아이들과 함께 공부할 수 있는 콘텐츠가 늘어났으면 하는 바람이다.

   
▲양주승 팀장

“심화 강좌 오픈으로 더욱 많은 학생 참여할 것”
양주승 서울과기대 대학교육혁신원 교수학습개발센터팀장
 

Q. 이번 오프라인 특강을 추진하게 된 배경은.

이번 K-MOOC 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스’ 오프라인 특강을 추진하게 된 배경은 지난해 여름 진행한 ‘로보틱스’ 오프라인 특강에 대한 호응이 좋았기 때문이다. 이번 심화과정의 묶음강좌가 오픈되기에 앞서, 오프라인 강좌에 대한 요구를 위해 특강을 개최했다.

온라인 강좌를 진행하다보면, 학생은 물론 교수도 오프라인 강좌의 필요성을 느낄 때가 있다. 질의응답과 면대면 교습이 가능하기 때문이다. 이번 특강은 묶음강좌에 참여한 교수 4분 모두 참여했으며, 학생들과 교류할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다고 본다.


Q. ‘어드밴스드 로보틱스’ 강좌에 대한 기대효과는.

K-MOOC ‘로보틱스’ 강좌에서 심화과정으로 진행되는 묶음강좌다이다 보니, 더욱 많은 학생들이 참여할 것으로 기대된다. 수중로봇, 휴머노이드, 모바일로봇, 드론 등 다양한 주제로 진행되는 만큼 기존 ‘로보틱스’ 수강생 외에도 해당 주제에 관심이 있는 수강생이 늘어날 것으로 전망하고 있다.

서울과기대는 지난해 2개 강좌를 운영했으며, 이번 묶음강좌까지 포함하면 총 6개의 강좌를 운영한다. 이번 ‘어드밴스드 로보틱스’ 강좌도 좋은 평가를 받아, ‘콘택트렌즈 피팅’ 등 더욱 많은 강좌를 K-MOOC 통해 제공할 수 있도록 노력할 계획이다.


Q. K-MOOC 강좌를 운영함에 있어 아쉬운 점은 없는지.

아쉬웠던 점은 특별히 없었다. K-MOOC 강좌 특성상 이수율이 평균 6~8%정도에 머무르고 있는데, 서울과기대의 강좌는 모두 15~20%를 상회해 좋은 평가를 받고 있다. 이수율이 높은 이유는 강좌가 흥미로운 주제로 구성돼 있다는 점도 있지만, 서울과기대 학생에게 학점인정을 해주는 것도 영향이 있을 것이라고 생각한다.


Q. 이번 특강을 진행한 소감은.

이번 특강을 진행함에 있어 ‘어드밴스드 로보틱스’ 강좌를 담당하는 교수들이 적극적으로 참여해줘 감사했다. 또 교수학습개발센터 직원들도 많은 노력을 해줘 고마웠다. K-MOOC를 활성화하고자 하는 의지를 직원들뿐만 아니라 교수들도 보여주고 있어 감사하다. 이번 특강에 참가해준 모든 분들에게 감사인사를 전하고 싶다.


K-MOOC 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스’ 3월 본격 개강

서울과기대는 2017년 2학기부터 K-MOOC 강좌를 통해 ‘로보틱스’와 ‘전기자동차 구동 제어’ 강좌를 제공하고 있다. ‘로보틱스’ 강좌는 로봇시스템의 개발을 위한 기획부터 설계, 제작에 이르기까지 주요 기술적 테마를 다루며, 실제 로봇 개발 사례를 통해 기구 설계, 센서 및 엑추에이터, 통신, 그리고 제어에 대해 응용할 수 있는 능력을 키우기 위해 개설됐다.

‘로보틱스’ 강좌는 서울과기대 기계시스템디자인공학과 김종형 교수, 김동환 교수. 박희재 교수, 박근 교수가 공동으로 진행하며, ▲로봇이란 ▲로봇 개발과정의 이해 ▲로봇의 첨단기술 ▲로봇기구학 ▲로봇 센서 ▲로봇비전 ▲로봇 프로그래밍 기초 ▲로봇 구동/센서 프로그래밍 ▲CAD/CAM/CAE 기술 소개 ▲3D프린터 기술 소개 ▲로봇 기구부품 제작 ▲로봇 시연 순으로 구성돼 있다.

다른 하나의 강좌인 ‘전기자동차 구동 제어’는 이영일 서울과기대 전기정보공학과 교수가 전기자동차 구동시스템의 구성과 그 제어방법에 관한 내용에 대해 강의한다. 배터리 셀과 BMS(Battery Management System)를 이용한 전기차 배터리 팩의 구성, 충전기의 구조와 제어방법, 전기차 모터의 종류와 특성, 모터 구동을 위한 인버터의 구성과 이를 사용한 모터제어 방법을 익힘으로써 전기차 구조와 특성을 이해하고 전기차 전장전문가로서 성장하기 위해 필요한 기초 지식을 익힐 수 있도록 구성됐다.

더불어 지난해 7월 교육부로부터 K-MOOC 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스’가 선정됐다. 묶음강좌는 특정분야 4~5개 강좌를 하나의 교육과정으로 제공하며, 전문분야에 대해 체계적이고 심화된 학습을 할 수 있도록 도입됐다.

서울과기대는 지난해 하반기부터 ‘어드밴스드 로보틱스’ 강좌 개발을 진행, 올해 초 완료하고 올 3월 오픈할 예정이다. 현재 김진현 교수의 ‘로봇 매니퓰레이터 및 수중로봇 응용’ 강좌는 수강 가능한 상태며, ▲모바일 로봇 ▲휴머노이드 로봇 ▲드론 등 3개 강좌는 3월 중 이용할 수 있다.

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