모든 것이 새롭게 피어나는 4월은 '과학의 달'입니다! 전국 곳곳에서 다채로운 과학 축제와 체험 행사가 열리는 시기인 만큼, 우리 학생들에게도 단순한 이론 암기가 아닌 "살아있는 과학 기술"을 직접 경험하게 해주는 것이 무엇보다 중요합니다.

2024년 교육 현장에서 가장 주목받는 기술은 단연 인공지능(AI)과 피지컬 컴퓨팅의 결합입니다. 오늘은 우리 생활 속 어디에나 존재하지만 그 원리는 깊이 알지 못했던 'QR코드'를 주제로 삼았습니다. 인공지능 비전 센서인 허스키렌즈2와 마이크로비트를 연결하여, 보이지 않는 디지털 정보를 읽어내고 처리하는 똑똑한 AI 스마트 도서관 프로젝트를 함께 만들어보겠습니다.

이번 프로젝트는 초등학생부터 고등학생까지 모두가 직관적으로 이해할 수 있는 부품들로 구성되어 있습니다. 과학의 달 프로젝트를 성공적으로 수행하기 위해 아래의 핵심 교구들을 미리 준비해 주세요.

• 허스키렌즈2(HuskyLens 2): QR코드와 바코드를 실시간으로 인식하는 고성능 AI 비전 센서
• 마이크로비트(Micro:bit) & USB 케이블: 메인 컨트롤러 역할을 하는 보드
• 마이크로비트 확장보드: 전력 공급과 핀 연결을 안정적으로 도와주는 모듈

QR코드는 단순히 검은 점들의 무작위 모임이 아닙니다. 그 안에는 데이터 밀도를 높이고 인식률을 최적화하기 위한 놀라운 과학적 약속이 숨어 있는데요, 학생들에게 설명해 주기 좋은 핵심 포인트 4가지를 정리했습니다.

1) 위치 찾기 패턴(Position Detection Pattern): QR코드 구석의 큰 사각형 3개는 카메라가 어느 방향에서 찍어도 코드의 상하좌우를 바르게 인식하게 돕는 패턴입니다.
2) 고밀도 데이터의 압축: 글자, URL 주소, 전화번호 등 방대한 정보를 2차원 격자(Matrix) 구조에 압축하여 담아냅니다.
3) 에러 복원 기능: 코드의 일부가 훼손되어도 내장된 수학적 알고리즘을 통해 데이터를 복구하여 인식할 수 있습니다.
4) AI 비전 센서의 역할: 허스키렌즈2는 이 복잡한 패턴을 실시간으로 스캔하여 그 안에 담긴 '텍스트 데이터'를 추출하여 마이크로비트로 전달합니다.

노트북과 마이크로비트, 허스키렌즈2를 회로도에 맞춰 연결해 보겠습니다. 통신 방식은 I2C 방식을 주로 사용하며, VCC(전원)와 GND(접지) 선이 바뀌지 않도록 각별히 주의해야 합니다.

연결이 끝났다면 마이크로비트 온라인 에디터에 접속합니다. [확장] 메뉴에서 'huskylens'를 검색하여 전용 블록 꾸러미를 추가해 주세요. 허스키렌즈2는 기존 버전보다 훨씬 빠른 인식 속도와 선명한 화면을 제공하여 더욱 정밀한 실습이 가능합니다.

과학의 달 행사장에서 실제 활용 가능한 'AI 도서 대출 프로그램'을 설계해 봅시다. 이 과정에서 변수의 개념과 조건문의 원리를 학습할 수 있습니다.

Step 1. 초기 설정: [시작하면] 블록에서 허스키렌즈2를 초기화하고, 'QR code recognition' 알고리즘을 선택합니다. 또한 '책1', '책2'라는 변수를 생성하여 초기값을 0으로 설정합니다.

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코딩을 마쳤다면 마이크로비트에 코드를 다운로드합니다. 허스키렌즈2의 메뉴에서 'QR code recognition' 모드로 진입한 뒤, 미리 준비한 QR코드를 카메라에 비춰보세요.

학생들은 자신이 직접 코딩한 결과에 따라 마이크로비트가 즉각적으로 반응하는 모습에 큰 성취감을 느낍니다. ※주의사항: 실습 시 QR코드가 너무 작거나 주변 조명이 너무 어두우면 인식률이 떨어질 수 있으니 적절한 밝기를 유지해 주세요.

오늘 실습한 QR코드 인식 AI 도서관 프로젝트는 단순한 체험을 넘어 다음과 같은 창의적 아이디어로 확장될 수 있습니다.
- 마트 물건값 자동 합산 결제 시스템 - 과학 퀴즈 방탈출 게임 미션 코드 - 비대면 무인 출입 통제 관리 기기

미래 과학 기술은 멀리 있지 않습니다. 4월 과학의 달을 맞아, 여러분의 상상력을 허스키렌즈2와 마이크로비트로 직접 구현해 보세요! 인공지능과 친구가 되는 가장 쉬운 방법, 바로 지금 시작해 보시길 바랍니다.