핵심 장치
‘기술은 설계하는 사람의 의도에 따라 달라진다’
미니 로봇팔(마스터)을 움직이면 메인 6축 로봇팔(팔로워)이 그대로 따라 하는 마스터-팔로워 시스템이 흥미를 강하게 자극합니다. 학생이 직접 만든 로봇 손(그리퍼)이 공을 잡는 데 효과적인지를 실전 경기로 확인하고, 그 결과를 성찰(메타인지)하여 개선합니다. 각 파트의 문제 상황은 ‘왜 이 결과가 나왔는가?’라는 탐구의 출발점이 됩니다.
로봇팔 기술을 공통 기반으로, 환경과 목적에 따라 농구 경기장·비전 인식 로봇팔·드로잉으로 운영됩니다. 핵심 기구물은 교구로 제공해 학생이 ‘로봇 손 설계와 프로그래밍’에 온전히 집중하도록 했습니다.
미니 로봇팔(마스터)을 움직이면 메인 6축 로봇팔(팔로워)이 그대로 따라 하는 마스터-팔로워 시스템이 흥미를 강하게 자극합니다. 학생이 직접 만든 로봇 손(그리퍼)이 공을 잡는 데 효과적인지를 실전 경기로 확인하고, 그 결과를 성찰(메타인지)하여 개선합니다. 각 파트의 문제 상황은 ‘왜 이 결과가 나왔는가?’라는 탐구의 출발점이 됩니다.
이 과정 자체가 공학 설계 프로세스(문제 정의–설계–제작–검증–개선)를 따릅니다.
부품 출력
끼워 맞춤
배선·제어부
업로드·환경
캘리브레이션
하나의 로봇팔 플랫폼이 경기·학습·이송·창작·입문으로 변신합니다.
중심이 되는 6축 로봇과 경기장. 미니 로봇팔(마스터)로 메인 로봇팔(팔로워)을 조종하거나, 손 동작을 인식해 제어합니다. 인간 대 인간, 인간 대 AI로 대결하며 ‘왜 파지에 실패했는가’를 성찰해 재설계합니다.
레일 축 로봇팔을 카메라로 조종(디지털 트윈)하고, 손 시연·키보드·위치 티칭·머신러닝 4가지로 ‘가르쳐 학습’시킵니다. 컨베이어 벨트와 결합해 산업용 분류·이송 라인까지 구현합니다.
같은 로봇팔에 펜을 장착해 ‘창작’의 도구로 전환합니다. 사진을 입력하면 AI가 윤곽선을 자동 추출하고, 로봇팔이 그 선을 따라 그려 그림을 완성합니다. 코딩 부담 없이 AI를 손쉽게 활용합니다.
LED 제어·릴레이 제어·서보모터 제어로 전자 제어의 기본 원리를 손으로 익히는 입문 파트. MediaPipe로 손 모양을 인식해 펼친 손가락 수만큼 서보·LED를 제어하며 AI와 하드웨어를 연결합니다.
| 부품 | 규격·모델(예) | 용도 |
|---|---|---|
| 6축 로봇팔(메인) / 레일 로봇 | 3D 출력 + 알루미늄 프로파일 | 메인 6축 다관절(경기장 연동)·레일 4축 구동 |
| 그리퍼(로봇 손) | 3D 출력(학생 재설계) | 탁구공·물체 파지 |
| 미니 로봇팔(마스터) | 3D 출력 | 마스터-팔로워 조종 |
| 제어 보드 | Arduino Uno (+ CNC Shield) | 서보/스테핑 제어 |
| 구동기 | 서보모터 5 / 스테핑 모터+드라이버 | 관절·레일 구동 |
| 카메라 | USB 웹캠 | 공·손 인식(YOLO·MediaPipe) |
| 컨베이어 | TMC2208 + 서보 + 1602 LCD 키패드 | 물체 투하·이송(별도 모듈) |