블록으로 조립한 사탕 분류 스마트 팩토리 (3D 렌더 콘셉트 이미지)AI 사탕 분류 스마트 팩토리
사탕을 부으면 한 알씩 공급하고, 센서로 검사하고, 같은 색 컵으로 보내는 미니 스마트 팩토리입니다. 학생이 블록으로 라인을 짓고, 서보 2개를 프로그래밍하고, 처음엔 규칙으로, 다음엔 직접 모은 데이터로 AI를 학습시켜 판정합니다.
AI 중점학교 적합성
2026 AI 중점학교 운영계획서 168건 분석 기준시제품 전 구성안입니다. 부품가는 국내 소매가 합계(일부는 해외가 환산)로 추정했습니다. 식품 위생과 알레르기: M&M에는 우유·대두가 들어 있고 땅콩이 들어 있거나 섞일 수 있습니다. 초등은 스키틀즈 또는 비식품 대체물(구슬·1×1 원형 블록)을 기본으로 하고, 분류에 쓴 과자는 먹지 않으며, 알레르기는 미리 가정통신문으로 확인합니다. 'LEGO'는 상표이므로 이 상품은 '테크닉 호환 블록'으로 표기합니다.
제품 특징
블록으로 짓는 미니 공장 라인
테크닉 호환 빔과 핀으로 기둥과 받침을 세우고, 호퍼·공급 원판·회전 슈트를 붙입니다. 서보1은 과자를 한 알씩 센서로 보내고, 서보2는 색에 맞는 컵 쪽으로 슈트를 돌립니다.
센서는 빛의 세기로 색을 봅니다
컬러센서가 흰 빛을 비추고 돌아오는 빨강·초록·파랑 빛의 세기를 잽니다. 학생은 색마다 값을 모아 표와 그래프로 그리며 '같은 색은 무리 지어 모인다'는 것을 발견합니다.
규칙으로, 그다음 AI로
처음엔 'R이 크고 G가 작으면 빨강' 같은 규칙을 직접 정합니다. 빨강·주황·갈색이 자꾸 헷갈리면, 예시를 보여 주며 가장 가까운 이웃(k-NN)으로 AI를 학습시켜 정확도를 비교합니다.
정확도를 비교하고 겨룹니다
색마다 규칙 분류기와 AI 분류기의 정확도를 표로 비교합니다. 기록은 메가테스트에 남기고, 마지막 시간에 '30초 동안 몇 알을 맞게 분류하나' 분류 대회를 엽니다.
AI 기능 단계
진한 칸 = 지금 되는 기능 · 옅은 칸 = 조건부·예정 · 흰 칸 = 해당 없음영상으로 보기
사진은 실물 시제품 전 3D 렌더 콘셉트 이미지입니다 · 참고 영상: 서보 2개 + 컬러센서로 만든 해외 메이커의 과자 분류기사진 자세히 보기
사진을 누르면 크게 볼 수 있습니다교육과정: 색을 배우는 미니 스마트 팩토리
학교자율시간·실과·창체 동아리로 운영합니다. 4인 1조, 2차시 연속 수업을 권장합니다. 1단계(만들기)는 블록 코딩, 2·3단계(규칙·AI 분류)는 블록 코딩 또는 파이썬으로 합니다. 중학교 1학년은 파이썬과 혼동표 분석까지 넓힙니다.
1단계 · 만들기 (6차시) 5개 차시 묶음
| 차시 | 단원 | 주요 활동 | 개념 | 출처 | 성취기준 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 스마트 팩토리와 분류 로봇 | 공장·재활용 선별 라인 사례, 공급→검사→분류→적재 공정을 순서 카드로 정리, 위생·알레르기 약속(구슬로 먼저 시작) · 메가테스트 사전 진단 | 사회적 영향 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 2–3 | 블록으로 프레임 짓기 | 테크닉 빔·핀으로 기둥·받침 조립, 흔들리지 않는 삼각 구조, 호퍼와 컵 자리 잡기 | 기계 구조 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 4 | 서보1: 한 알씩 보내기 | 공급 원판의 세 각도(담기·재기·떨구기) 찾기, 막힐 때 살짝 흔드는 동작 넣기 | 표현·추론 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 5 | 서보2: 회전 슈트 | 컵마다 슈트 각도 표 만들기, 블록 각도와 실제 각도가 다를 때 보정하기 | 표현·추론 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 6 | 한 알 분류 사이클 | 두 서보를 순서대로 움직이는 반복 프로그램 (동시에 돌리면 전원이 부족해 멈추는 현상 관찰) | 표현·추론 | 제안 | [성취기준 코드] |
2단계 · 규칙으로 분류 (5차시) 3개
| 차시 | 만드는 로봇 | 주요 활동 | 개념 | 출처 | 성취기준 |
|---|---|---|---|---|---|
| 7 | 센서는 색을 어떻게 볼까 | R·G·B 세기 읽기, 덮개(차광)가 있을 때와 없을 때 값 비교, 여러 번 재서 평균 내기 | 인식 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 8–9 | 색 데이터 표와 그래프 | 색마다 10알씩 측정, 빨강 빛·초록 빛 비율 계산, 산점도에 점 찍고 무리 찾기 | 인식 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 10–11 | if 규칙 분류기 | 경계값으로 규칙 만들기, 정확도와 혼동표, 빨강·주황·갈색이 헷갈리는 이유 찾기 | 표현·추론 | 제안 | [성취기준 코드] |
3단계 · AI로 분류 (6차시) 5개
| 차시 | 만드는 로봇 | 주요 활동 | 개념 | 출처 | 성취기준 |
|---|---|---|---|---|---|
| 12–13 | 보여 주며 가르치기 (k-NN) | 버튼을 눌러 색별 예시 저장, 가장 가까운 예시로 판단하는 AI 만들기, 규칙 분류기와 정확도 비교 | 학습 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 14 | 모를 땐 '몰라요' 컵 | 가장 가까운 예시와의 거리가 멀면 불확실 컵으로 보내기, AI의 자신감(신뢰도) 개념 | 학습 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 15 | 구슬로 배우고 과자로 시험 | 구슬로 학습한 AI가 진짜 과자·다른 조명에서도 맞히는지 실험, 데이터를 더 모아 고치기 | 학습 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 16 | 분류 대회 | 30초 동안 맞게 분류한 알 수로 팀 대항, 개선 기록 발표 | 상호작용 | 제안 | [성취기준 코드] |
| 17 | AI 스마트 팩토리가 쓰이는 곳 | 공장 불량 검사·재활용 선별·농산물 선별 사례, 잘못 분류했을 때 누구 책임인지 토론 · 메가테스트 사후 진단 | 사회적 영향 | 제안 | [성취기준 코드] |
출처: 공식·교재 = 제조사 자료의 활동 · 제안 = 엔스크린이 설계한 차시 구성과 활동
학년 로드맵
메가테스트와 함께 수업합니다
교구만 보내지 않습니다. 차시별 수업 자료, 학생 과제, 결과보고서에 쓸 기록까지 한곳에서 관리합니다.
차시별 지도안, 조립 설명서(단계별 사진), 서보 각도 보정 안내, 위생·알레르기 안내문 양식, 평가 루브릭
색 측정 기록지, r·g 산점도 그리기, 규칙 분류기·AI 분류기 정확도 비교표, 분류 대회 기록, 작품 영상 제출
학급별 진도·평가 현황, 결과보고서용 운영 실적·사진 내보내기
운영계획서에 이렇게 쓰세요
교육부 표준 양식(Ⅱ. 운영 계획, Ⅲ. 사업비)에 바로 붙여 넣을 수 있는 예시 문구입니다. 학교 상황에 맞게 고쳐 쓰세요.
센서 데이터로 직접 학습하는 미니 AI 스마트 팩토리 프로젝트 운영 5·6학년 학교자율시간과 연계한 17차시 프로젝트 「색을 배우는 미니 스마트 팩토리」를 운영하여, 블록 프레임과 서보모터, 컬러센서, 메가테스트를 활용해 학생이 공급·검사·분류 공정을 갖춘 미니 공장 라인을 직접 만들고, 색 데이터를 모아 규칙 기반 분류와 AI(k-NN) 분류를 비교하며 데이터가 AI의 판단을 만든다는 것을 체험한다. 분류 대회와 AI 선별 사례 토론으로 AI를 생활에 책임 있게 쓰는 태도를 기른다.
5~6학년 | 학교자율시간(또는 실과) | AI 사탕 분류 스마트 팩토리 프로젝트 | 2학기 17시간 4~6학년 | 창체 동아리 | 피지컬 AI 메이커 | 연간 [시간]
AI 사탕 분류 스마트 팩토리 키트(블록 프레임·서보 2·컬러센서·컨트롤러, 4인 1조) [단가]원 × 8세트 = [금액]원 (교육운영비 · 교육용 재료비) 분류용 비식품 대체물(색 구슬) 세트 [단가]원 × 8 = [금액]원 (교육운영비) 메가테스트 학교 이용권 [단가]원 × 1년 = [금액]원 (교육운영비)
사양
- 컨트롤러
- micro:bit V2 + 블록 호환 확장보드(Wukong 안, 서보 8개·I2C·배터리) · 다른 안: Nezha
- 서보모터
- 블록 호환 270° 서보 2개 (Geekservo 안) · 서보1 공급 원판, 서보2 회전 슈트
- 컬러센서
- TCS34725 (흰 LED, I2C) + 검은 차광 덮개
- 프레임
- 테크닉 호환 빔·핀 약 150~200개 (시제품 후 확정)
- 분류 색
- 스키틀즈 5색(빨강·주황·노랑·초록·보라) / M&M 6색(빨강·주황·노랑·초록·파랑·갈색) + 불확실 컵
- 분류 속도
- 한 알 1~2초 (설계 목표)
- 프로그래밍
- MakeCode 블록 코딩, 파이썬
- AI
- 규칙(if) 분류 → k-NN 학습 분류(직접 모은 R·G·B 데이터)
- 대체물
- 색 구슬·1×1 원형 블록 (위생·알레르기 대비 기본 포함)
- KC 인증
- 확인 중 (부품별)
구성과 가격
블록 프레임·서보 2·컬러센서·컨트롤러·호퍼/원판/슈트 부품 · 부품 소매가 합계 약 11만 원(추정)
분류기 1세트 + 색 구슬 대체물 + 예비 서보 + 정리함
4인 1조 8세트 + 메가테스트 1년 + 교원 연수 + 분류 대회 운영 자료
1대 부품은 국내 소매가 합계 약 11만 원(micro:bit 포함, 2026-10-03 조사 추정)입니다. 학교 공급가는 부품 확정과 시제품 후 안내합니다. 확장보드 국내가는 확인 중입니다.
연수와 지원
도입 연수 3시간(조립, 서보 보정, 센서 측정), 심화 3시간(규칙 vs k-NN 수업, 혼동표 지도).
조별 부품 정리함, 비식품 대체물(구슬·1×1 원형 블록) 색별 세트, 예비 서보, 센서 차광 덮개.
엔스크린 부품 단품 공급(서보·센서·빔) · 보증 정책 확정 예정
자주 묻는 질문
교실에서 과자를 써도 되나요?
가능하지만 기본은 색 구슬 같은 비식품 대체물로 수업하고, 과자는 시험용으로만 씁니다. 분류에 쓴 과자는 먹지 않고, M&M은 우유·대두·땅콩 알레르기 주의가 있어 초등은 스키틀즈를 권장합니다. 알레르기는 미리 가정통신문으로 확인합니다.
왜 AI가 필요한가요? 규칙으로도 되지 않나요?
노랑·초록·파랑은 규칙으로도 잘 됩니다. 하지만 빨강·주황·갈색은 값이 가까워 규칙이 자주 틀립니다. 학생이 이 한계를 직접 겪은 뒤 예시로 학습하는 AI가 왜 필요한지 배우는 것이 수업의 핵심입니다.
레고 블록과 같이 쓸 수 있나요?
프레임은 레고 테크닉과 호환되는 빔·핀이라 학교에 있는 블록과 섞어 쓸 수 있습니다. 상표 문제로 상품에는 '테크닉 호환 블록'이라고 적습니다.
센서가 자꾸 틀리면요?
대부분 주변 빛이 원인입니다. 차광 덮개를 씌우고, 같은 알을 여러 번 재서 평균을 내고, 판단이 애매하면 '불확실' 컵으로 보내도록 합니다.
견적 요청
학교급과 학급 수를 알려 주시면 운영계획서 사업비 산출근거에 맞춘 견적을 보내 드립니다.