[컴퓨터월드] 국립 서울과학기술대학교(총장 김종호, 이하 서울과기대)가 최근 ‘한국형 온라인 공개강좌(K-MOOC, 이하 K-무크)’의 ‘로보틱스(Robotics)’ 부문 오프라인 특강을 진행했다.

서울과기대는 로봇 분야 미래 인재를 양성하기 위해 K-무크 ‘로보틱스’ 강좌를 개설, 운영하고 있다. 또한 최근 교육부로부터 선정된 K-무크 묶음강좌 ‘어드밴스드 로보틱스(Advanced Robotics)’도 올 4분기부터 제공할 예정이다.

서울과기대, K-무크 로보틱스 오프라인 특강 진행

서울과기대가 최근 K-무크 ‘로보틱스’ 강좌의 일환으로 박희재 서울과기대 기계시스템디자인공학과 교수의 로보틱스 오프라인 특강을 진행했다. 이번 특강은 경북 김천고등학교 공학동아리 ‘바야흐로’ 학생들의 요청에 의해 추진됐으며, 김천고 학생 25명을 포함해 초등학교 4학년부터 직장인까지 다양한 연령대가 참여했다. 모집 당시 40명 정원으로 김천고 학생 25명을 제외한 15명을 선착순 모집했으나, 137명 이상이 지원하는 등 큰 관심을 모았다.

이날 특강은 ‘아두이노의 활용’이라는 주제로 이론과 실습이 진행됐다. 특강에서 활용된 아두이노는 오픈소스 하드웨어의 일종으로, 임베디드 시스템 개발 경험이 전혀 없는 사람도 쉽게 접근할 수 있도록 개발도구, 회로도 등과 관련된 모든 내용을 오픈소스 형태로 제공한다. 이를 통해 다양한 변종 제품이 만들어지고 있다. 이날 특강의 실습은 아두이노 개발 키트가 활용됐다.

박희재 교수는 강의에 앞서 “특강 요청을 받고 짧은 시간 동안 학생들에게 도움이 될 수 있는 것은 무엇인지 많은 고민을 했다”며, “아두이노 기초에 대해 설명하기 보다는 학생들이 프로그래밍을 공부하는 데 실질적으로 도움이 되는 내용으로 강의를 구성하고자 노력했다”고 말했다.

이번 특강은 상태도의 개념 설명에서 시작해 실습과 요약정리로 진행됐다. 박희재 교수에 따르면, 상태도는 시스템 상태를 표현하기 위해 고안된 그림으로 유한한 개수의 상태와 상태 천이로 시스템을 표현한다. 예를 들어 세탁기의 상태도를 만든다면, 평소의 대기상태에서 시작 스위치를 누르면 급수 상태로 변하게 되고 이후 세탁, 행굼, 탈수 등의 절차 진행을 그림으로 표현할 수 있다.

박희재 교수는 “간단한 시스템이라도 상태도를 그리는 것은 쉽지 않다. 예외사항이 많기 때문이다. 만약 알람이 울리는 시스템이라면, 알람을 끌 수 있는 방안 등 다양하게 상태도를 확장시킬 수 있다. 시스템 프로그래밍 도중 막힌다면 상태도를 활용해 상태를 나누고 조건을 고민한다면 답을 찾을 수 있을 것”이라고 설명했다. 이어진 실습에서는 제공된 아두이노 개발 키트를 통해 LED 점등 시스템을 만드는 것으로 진행됐다.

< 인터뷰> “혁신의 타깃은 소프트웨어, SW 교육에 집중해야” 박희재 서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 교수  “현재 우리나라는 제조업이 침체되고, 취업도 어렵다. 이를 타개하기 위해선 혁신이 필요한데, 소프트웨어에 초점을 맞춰야 한다. 한 예로 우리가 실제 TV를 생산하지 않더라도 TV가 작동할 수 있는 소프트웨어 코어를 만들어야 한다. 혁신의 타깃은 소프트웨어다.” 박희재 교수가 이번 특강을 진행하면서 학생들에게 당부하고 싶은 얘기다. Q. 로보틱스가 중요한 이유는 무엇인가. “최근 인공지능이 발전하면서 컴퓨터가 인간의 두뇌 역할을 할 수 있을 만큼 성능이 향상되고 있다. 지능적인 부분을 대신 해주는 것이 인공지능이라면, 육체적인 노동을 대신 해줄 수 있는 것은 로보틱스다. 육체적인 부분에서 인간을 돕고, 대신할 수 있는 기반이 로보틱스인 것이다. 현재 산업용으로 주로 활용되고 있지만, 조만간 의료 등 모든 산업에서 활용될 것이다. 이런 측면으로 로보틱스의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다고 본다.” Q. 융합의 중요성이 강조되고 있다. 로봇 개발자가 동물 등에 관심을 갖고 있다고 들었는데. “로봇은 종합예술이다. 소재개발, 전기, 전자는 물론 기계 등 다양한 분야가 융합된 결정체라고 볼 수 있다. 이에 형상 같은 부분에서도 다양한 분야가 융합될 수 있다. 인간형 로봇이 해결하지 못하는 일을 지네나 물고기 등 곤충, 동물의 형상을 통해 해결할 수 있다. 다만 형상을 끌어내는 것이 로봇 개발의 메인이라고는 할 수 없다. 형상을 끌어내는 것은 아이디어를 추출하는 수단일 뿐이다.” Q. 이번 오프라인 특강을 준비하면서 중점을 둔 부분은 무엇인가. “이번 오프라인 특강에서 프로그래밍은 누구나 할 수 있다는 점을 알리고 싶었다. 사실 프로그램을 짜는 것은 전문가나 스마트한 사람만 할 수 있는 게 아니라 일반인도 가능하다. 일반인도 접근할 수 있는 프로그래밍 방법론에 대해 얘기하고 싶었다. 또 이 방법론을 얘기하면서 아두이노를 활용해 간단한 프로그래밍을 체험해 볼 수 있도록 구성했다,” Q. 로보틱스가 산업현장에 적용되기 위한 방안은? “각종 제도 등을 통해 로보틱스가 산업현장을 적용되기 위한 방안은 이미 마련돼 있다. 여러 지원 프로그램도 운영되고 있다. 이제는 인력양성에 초점을 맞춰야 한다. 이번 특강과 같이 학생들에게 로보틱스에 대한 동기를 부여할 수 있는 프로그램을 마련해, 관심을 가질 수 있도록 유도해야 한다.”

특강 참여 학생들 “프로그래밍 접할 기회 늘었으면”

이번 특강에 참여한 경북 김천고등학교 공학동아리 ‘바야흐로’ 학생들은 한 목소리로 이번 특강과 같이 프로그래밍과 접할 수 있는 기회가 늘어나길 원한다고 말했다. 특히 이번 특강은 아두이노를 활용한 실습이 포함돼 좋았다고 평가했다. ‘바야흐로’는 전기, 전자, 기계, 생명공학 등 공학분야에 꿈이 있는 경북 김천고의 공학동아리다.

오세훈 학생은 전기전자공학 분야로 진로를 희망하면서, 향후 환경문제를 해결하는데 기여하고 싶다고 말했다. 다만 “아직 고등학생이다 보니 이론 등 관련 내용을 접할 기회가 적어 아쉽다”고 토로했다. 또 “이번 강좌는 프로그래밍 실습이 간단하게 진행됐지만, 향후에는 프로그래밍을 직접 해볼 수 있는 프로그램이 마련됐으면 좋겠다”고 덧붙였다.

바야흐로 동아리 소속의 3학년 양현동 학생은 이번 특강 추진 배경에 대해 “지난해에도 이번과 비슷하게 특강을 요청해 참여한 적이 있었다. 당시 K-무크를 수강하고 관련 부분을 자세히 알고 싶어 특강을 요청했었다”며, “올해도 2학년 후배들과 상의해 특강을 진행하게 됐다”고 말했다.
 

“아두이노에 접해 볼 수 있는 좋은 기회, 필요한 부분만 알려줘 만족”

컴퓨터 교육 분야로 진로를 희망하고 있는 양현동 학생은 프로그래밍 관련 교육에 대해 “국내는 SW관련 교육이 뒤처져 있다고 생각한다”며, “학생이 프로그래밍이나 소프트웨어 관련 지식을 얻을 수 있는 창구는 주로 인터넷인데, 인터넷도 정보가 한정적인데다가, 출처가 불명확해 정확성에 대한 신뢰도가 떨어진다”고 지적했다.

이어 “K-무크의 경우 교수가 선별한 정보를 주기 때문에 정확성과 신뢰도가 높아 공부하는데 많은 도움이 된다”며, “K-무크와 같이 고등학생들도 접할 수 있는 프로그래밍, 소프트웨어 관련 교육과 프로그램이 늘어났으면 좋겠다”고 강조했다.

서울과기대, K-무크 강좌 2개 성황리에 진행 중

서울과기대는 2017년 2학기부터 K-무크를 통해 4차 산업혁명을 주제로 ‘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. 이 강좌의 목표는 15주 강의가 끝나면 누구나 손쉽게 로봇을 제작하거나 로봇시스템을 이해해 새로운 로봇 개발에 도전할 수 있도록 한다는 것이다.

‘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.

이들 강좌는 공개강좌로 누구나 수강할 수 있으며, 성적은 퀴즈, 중간고사, 기말고사를 통해 정해진다. 전체학습활동을 평가한 결과, 60% 이상의 학습 성과를 획득하면 이수증을 받을 수 있다. 이수증과 상관없이 듣고 싶은 강좌만 들을 수도 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.

서울과기대의 K-무크 강좌 특징은 서울과기대 학생에 한해 학점을 인정해준다는 점이다. 서울과기대 학생이 K-무크를 수강하면 3학점으로 인정되며, 성적은 P(Pass)/F(Fail)로 처리된다.

지난해 2학기부터 올해 1학기까지 약 1년간 K-무크 운영 결과를 살펴보면, 지난해는 ‘로보틱스’ 591명, ‘전기자동차 구동 제어’ 475명이 수강을 신청해 각각 25명, 13명이 이수했다. 올해에는 ‘로보틱스’ 748명, ‘전기자동차 구동 제어’ 555명으로 수강신청자 수가 늘어났으며, 이수자도 각각 152명, 82명으로 증가했다.

김수연 서울과기대 교수학습개발센터 e러닝지원팀(K-무크) 주무관은 “전체 K-무크의 평균 이수율은 6~8%인데, 지난해 서울과기대 강좌의 경우 이수율이 각각 4%, 2.7%로 기대 이하였다. 하지만 올해의 경우 이수율이 20%, 15%로 크게 증가했으며, 강의평가점수도 5점 만점에 평균 4점대를 받는 등 좋은 평가를 받고 있다”고 설명했다. 이어 이수율에 대해 “지난해의 경우 K-무크 강좌를 처음 시작하다보니 부족한 부분도 있었다. 하지만 올해 학점 인정이 되고, 강의의 수준도 높아지면서 이수율이 크게 증가한 것으로 보인다”고 덧붙였다.

수강자를 살펴보면, 국가별로는 국내에서 수강하는 인원이 대다수이긴 하지만, 미국이나 중국, 일본 등 해외에서도 접속하는 것으로 나타났다. 학점인정으로 인해 서울과기대 학생이 수강하는 경우도 늘었지만, 그 비율은 10%내외인 것으로 보인다. 외부 수강생이 대다수를 차지한다는 것이다.

서울과기대는 후반부로 갈수록 수강자가 줄어드는 인터넷 강의의 문제점을 보완하기 위해 오프라인 행사, 수강자와의 소통 강화 등 다양한 방법을 추진하고 있다. 특히 오프라인 실습 행사나, 현장 실무자와의 인터뷰 등을 통해 수강자의 만족도를 높이고 있다.

K-무크 신규 묶음강좌로 ‘어드밴스드 로보틱스’ 선정

교육부는 지난 7월 10일 ‘2018년 K-무크 묶음강좌 선정 결과’를 발표했다. 교육부에 따르면, K-무크는 질 높은 콘텐츠 및 양방향 학습관리 제공을 통해 국민의 평생학습을 지원하고, 교수-학습 혁신을 촉진시키고 있다. 그 결과, 2015년 10월 서비스를 개통한 이후 약 27만 명이 넘는 회원이 가입했으며, 약 58만 건의 수강신청이 이뤄졌다.

이번에 개설되는 묶음강좌는 특정분야 4~5개의 강좌를 하나의 교육과정으로 제공하는 것으로 전문분야에 대해 체계적이고 심화된 학습을 할 수 있도록 올해 도입됐다. 이번 묶음강좌는 4차 산업혁명을 주제로 공모, 11개의 계획서가 접수됐으며, 서울과기대 ‘어드밴스드 로보틱스(Advanced Robotics)’를 포함해 5강좌가 최종 선정됐다.

특히 서울과기대의 ‘어드밴스드 로보틱스’는 ‘로보틱스’ 강좌의 심화과정으로, 수중로봇, 모바일로봇, 휴머노이드로봇, 드론 등 육해공 로봇 각 분야의 설계, 구동 원리, 제어기법 등의 학습 과정을 제공한다. 세부강좌를 살펴보면, ▲김진현 서울과기대 기계자동차공학과 교수의 ‘Robot Manipulator and Underwater Robot Application’ ▲하종은 서울과기대 기계자동차공학과 교수의 ‘Mobile Robot Perception and Navigation’ ▲김정엽 서울과기대 기계시스템디자인공학과 교수의 ‘Humanoid Robot’ ▲박희재 기계시스템디자인공학과 교수의 ‘Drone’ 등으로 구성된다.

양주승 서울과기대 대학교육혁신원 교수학습개발센터팀장은 “‘로보틱스’와 ‘어드밴스드 로보틱스’의 차이점은 개론과 각론으로 구분하면 된다”며, “이번 ‘어드밴스드 로보틱스’는 심화과정으로 각 로봇의 설계, 구동 원리, 프로그래밍 등의 내용을 다룰 예정”이라고 소개했다.

서울과기대는 ‘어드밴스드 로보틱스’ 묶음강좌가 선정됨에 따라, 준비 절차를 진행 중이다. 빠르면 올 4분기부터 강좌를 수강할 수 있으며, 본격적인 수강은 내년 1학기부터 가능할 전망이다.