중학교 자유학기제:인공지능 쉽게 배우기

1~5주 인공지능 첫 걸음

인공지능 윤리를 가르치고 학생들이 인공지능과 인공지능이 사회에 미치는 영향력을 이해하고, 인공지능의 미래를 그려보는 활동입니다.

6~11주 인공지능으로 아두이노 제어하기

웹캠으로 물체를 찍어서 모델을 학습시키고 아두이노를 연결하여 웹캠에 보여지는 물체에 따라 LED를 제어합니다. AI 지식없이 AI 모델을 교육하고 사용할 수 있는 티처블 머신으로 물체를 찍어서 학습시킵니다.

12~15주 기계학습 모델 사용하기

기계학습(machine learning)은 크리에이터들에게 환상적인 도구가 될 수 있지만, AI코딩을 할 수 없어서 AI 기술을 활용하는 것은 어려운 일입니다. Runway ML이라는 새로운 프로그램은 아티스트, 디자이너, 영화 제작자 및 학생들에게 몇 번의 클릭만으로 코딩없이 인공지능 모델을 사용할 수 있습니다.

주(2차시)

활동 내용

비고

1

1-1. 인공지능 빙고 게임

인공지능에 대한 기본적인 개념을 소개한 후 학생들에게 다양한 인공지능 시스템이 제시된 빙고 카드를 나누어 줍니다. 그리고 학생들은 각 빙고칸의 인공지능 시스템을 사용해본 경험이 있는 친구들과 각 인공지능 시스템이 어떤 예측을 하고 또 어떤 데이터셋을 사용하는지 함께 분석합니다.

 

*인공지능 빙고 게임 45분

*Teachable Machine을 탐색 45분

*활동지

2

1-2. 지도 기반 머신러닝과 알고리즘 편향성

이 수업에서는 분류의 개념에 대해 학습하게 됩니다. 구글에서 개발한 교육용 머신러닝 도구인 티처블 머신을 탐색함으로써 학생들은 인공지능의 주요 개념 중 하나인 지도 기반 머신러닝에 대해 배우게 됩니다. 학생들은 고양이와 강아지를 구별할 수 있는 분류기를 만들게 되는데 처음에는 편향된 데이터셋을 받게 됩니다. 분류기가 강아지보다 고양이에게 잘 작동한다는 것을 확인하고 학생들은 새롭게 재구성한 데이터셋으로 분류기를 다시 학습시키고 어떠한 차이가 있는지 확인합니다.

*컴퓨터

*웹캠

*강아지/고양이 카드

*활동지

3

2. 누구를 위한 알고리즘인가?

이 수업에서는 알고리즘이 음식 레시피와 같이 출력값을 만들어내기 위해 입력값을 처리하는 명령들의 집합이라는 것을 배웁니다. 그리고 학생들은 ‘최고’의 땅콩버터잼 샌드위치를 만들기 위한 알고리즘을 작성합니다. 학생들은 ‘최고’의 의미가 무엇인지 생각해보고 알고리즘에 자신의 의견이 어떻게 반영되는지 살펴봅니다.

3-1. YouTube 속 인공지능

이 수업에서는 인공지능 빙고 게임과 같이 짝을 지어 활동을 하게 됩니다. 학생들은 YouTube 플랫폼에서 광고매칭 알고리즘, 추천 알고리즘, 댓글 분류 알고리즘과 같은 다양한 인공지능 시스템을 인식하게 됩니다. 또한, 학생들은 각각의 인공지능 시스템에서 알고리즘이 예측하려고 하는 것과 그 알고리즘이 사용하는 데이터셋이 무엇인지 식별하게 됩니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

4

3-2. YouTube를 재설계하라

이 수업에서는 학생들은 YouTube 추천 알고리즘을 중심으로 윤리 매트릭스를 구성하고 지금까지 학습한 것을 적용합니다. 윤리 매트릭스를 기반으로, 학생들은 알고리즘의 목적을 결정합니다. 목적이 결정되면 학생들은 새로운 YouTube 버전이 어떻게 보일지 프로타입을 작성하고 식별된 이해관계자의 가치를 충족시키는 기능을 상상해보게 됩니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

주(2차시)

활동 내용

비고

5

4. 미래 모습 상상하기 : 공상과학(SF) 소설

이 수업에서는 학생들은 감정 인식 소프트웨어나 GANs과 같은 다양한 기술과 상호작용 할 기회를 가집니다. 그리고 학생들은 누가 기술에 영향받게 될지 그리고 기술이 미래에 어떤 해로움과 이득을 가져올지에 대해 창의적인 글쓰기로 응답합니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

6

5-1. p5.js 프로그램 언어 소개

p5.js는 창조적인 코딩을 위한 자바스크립트 라이브러리로서, 아티스트, 디자이너, 교육자, 초보자 및 기타 모든 사람이 쉽게 코딩할 수 있도록 합니다.

* p5.js로 좌표계, 도형, 그리기의 기본 사항을 다룹니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

7

5-2. p5.js 프로그램 예제 실습하기

* RGB 색상, fill(), stroke() 및 투명도의 색상 작동 방식에 대해 배웁니다.

*p5.js의 변수 개념을 소개합니다. setup() 및 draw() 함수와 mouseX 및 mouseY에 대해 다룹니다.

*자신만의 변수를 만드는 방법과 변수를 사용하여 p5.js 스케치 요소를 애니메이션하는 방법을 살펴 봅니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

8

6-1 한 눈에 끝내는 아두이노 기초

웹브라우저와 아두이노를 연결하여 아두이노의 기초 내용을 실습 위주의 수업이며 10차시 인공지능 실습에서 아두이노를 사용을 위한 준비 수업입니다.

6-2 LED 제어하기

LED를 깜빡이게 하고 반복, 조건 명령어를 작성하여 LED를 제어합니다.

*컴퓨터

*인터넷

*아두이노 키트

9

6-3 버튼 스위치 사용하기

버튼 스위치를 사용하여 시리얼 통신을 해보고 스위리로 LED를 제어합니다.

6-4 청기 / 적기 게임 만들기

청기 적기 게임은 주어진 명령에 따라서 청기를 들거나 적기를 드는 게임입니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*아두이노 키트

10

7-1 모든 것을 제어하는 티처블 머신 AI

기계 학습에 대해 아무것도 모르더라도 아두이노에서 AI 이미지/음향 인식을 쉽게 사용하는 방법을 배웁니다.

이 수업에서 티처블 머신 AI가 인식 결과를 아두이노와 같은 외부 장치로 출력하도록 합니다.

*웹캠으로 이미지를 인식하고 해당 이미지에 맞는 LED를 작동하게 합니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*아두이노 키트

*웹캠

11

7-2 모든 것을 제어하는 티처블 머신 AI

*아두이노와 미니 서보를 사용하여 음성 인식 결과를 나타내게 합니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*아두이노 키트

주(2차시)

활동 내용

비고

12

8-1 런어웨이 ML 소개: 크리에이터를 위한 기계학습

런어웨이 ML은 학생들이 기계학습에 보다 쉽게 접근할 수 있도록 하는 사용하기 쉬운 응용 프로그램입니다. 컴퓨터를 사용하는 모든 사용자가 최신 AI/기계 학습 모델을 사용하여 탐색하고 만들 수 있습니다

8-2 얼굴사진을 꽃그림으로 만들기

스타일 매개변수를 포함하여 한 모델에서 여러 스타일 출력을 얻을 수 있습니다. 꽃무늬 데이터 세트를 사용합니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

13

8-3 이미지 합성

미디어 합성을 위한 새로운 AI 기술을 탐색합니다.

* 피자 생성기: 2400개의 피자 이미지를 훈련시킨 모델을 사용하여 피자 이미지를 만듭니다.

* 사진의 스타일 바꾸기: 미리 훈련된 스타일을 기반으로 이미지를 재구성합니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

14

8-4 모션 캡처

모셥 캡처 AI 모델을 이용해 얼굴과 신체 특징을 실시간으로 감지하고 추적합니다. 포즈 추정은 이미지와 동영상 모두에서 사람의 형상을 감지할 수 있는 컴퓨터 비전 기법을 말합니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

15

8-5 객체 식별

객체 식별 및 인식은 인공지능(AI) 분야 내의 영역으로, 로봇이 다른 물체를 인식하는데 사용됩니다. 객체 식별은 이미지와 비디오에서 관심의 대상을 찾고, 식별하고, 카운트하고, 추적할 수 있게 해줍니다.

*컴퓨터

*인터넷

*활동지

*온라인수업

※ 비고의 “온라인수업”은 비대면 수업이 가능합니다.

※ 비대면 수업에서 학생은 집에 인터넷이 연결된 컴퓨터를 준비해야 합니다.