[2021 수시 합격생 릴레이 인터뷰] 성균관대 전자전기공학부 손한규

경기 꿈의 대학,  클러스터 통해 전자공학에 대한 관심 키워나갔죠

손한규 | 성균관대 전자전기공학부, 경기 화수고

초등학교 때 로봇공학이나 전자회로 방과 후 수업은 남학생들의 필수 코스다. 그러나 방과 후 수업이 활성화된 초등학교와 달리 중·고등학교는 입시 위주, 기초 교과목 중심의 교육과정이 강조되면서 초등 때의 호기심이 단절되는 경우가 많다. 성균관대 전자전기공학부 손한규씨는 초등 때 로봇공학, 전자회로 만들기 수업을 통해 느꼈던 호기심을 경기도교육청이 운영하는 경기 꿈의 대학, 공동 교육과정 클러스터를 통해 컴퓨터 프로그래밍, 전자공학에 대한 관심으로 확장할 수 있었다. 동아리 활동, 여러 과학 관련 대회에 참여하면서 이론을 제품에 적용해나갔고, 시행착오를 거치며 전자공학에 대한 관심은 더욱 커졌다. 다양한 교육과정과 활동들로 학생부 곳곳에 전자공학에 대한 열정을 가득 담았던 한규씨를 만났다.

취재 민경순 리포터 hellela@naver.com  
사진 이의종

 

 

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관심 분야를 적극적으로 찾아 나서다

경기도교육청은 경기 꿈의 학교, 경기 꿈의 대학, 공동교육과정인 클러스터 등을 통해 정규 교육과정으로 충족시키지 못한 호기심을 확장할 수 있는 프로그램을 운영한다. 한규씨는 중학생 때 경기 꿈의 학교에서 3D 프린팅을 배우면서 아두이노에 관심을 가졌고, 고등학생 때 로봇공학과 컴퓨터 관련 교육과정을 경기 꿈의 대학에서 이수하면서 전자공학에 대한 진로를 구체화해나갔다.

“고1 때 경기 꿈의 대학에서 <3D 프린터를 활용한 로봇공학>을 수강했어요. 고2 때는 공동 교육과정인 클러스터에서 <로봇 소프트웨어 개발>을 수강했죠. 학교가 끝나면 다른 학교로 이동해서 아두이노와 파이썬을 배웠어요. 직접 프로그래밍과 모델링 작업을 해보기도 했고, 각종 센서에 대해서도 알게 됐죠.”

경기 꿈의 대학과 클러스터에서 배운 내용을 토대로 ‘로보티즈’ ‘과학띵동’이라는 동아리에서 로봇 팔을 제작하고, 파이썬을 이용해 로봇을 제어하는 등 여러 활동으로 확장해나갔다.

“경기 꿈의 대학과 클러스터에서 배운 내용은 동아리 활동뿐 아니라 학교에서 운영하는 코딩 캠프, 과학과제연구발표대회, 정보창의사고력대회 등 여러 활동에서 진가를 발휘했어요. 아두이노나 센서에 관심을 가지면서 전자제품과 인공지능이 결합한 형태, 사람의 생활을 편리하게 해주는 사물인터넷에 관심을 두게 됐고, 지금은 이 분야의 전문가를 꿈꾸고 있죠.”

 

한규씨는 배우고 싶은 게 있으면 학교 밖의 다양한 프로그램에 참여해보라고 권한다. 학생부 기재 여부와 관계없이 진로에 대한 경험을 통해 관심을 확장해나갈 수 있다는 게 그의 얘기다.

라즈베리 파이와 아두이노의 연동,  생각보다 쉽지 않네

고2 때 한양대 에리카 캠퍼스에서 열린 과학 축전에 인공지능을 탑재한 음료 연금술 자판기를 제작해 참여했다.

“화면에 달콤한 음료와 새콤한 음료, 탄산 여부 등과 같은 질문을 제시하고, 답한 내용을 토대로 사용자가 원하는 음료를 만들어주는 자판기예요. 인공지능 기능을 가미한 거죠.”

스티로폼으로 외형을 만들고, 음료수 페트병 뚜껑에 호스가 들어갈 정도의 구멍을 뚫어 연결해 프로그래밍했다.  

“유튜브에서 펠티오 소자를 이용해 물을 얼리는 영상과 코딩을 통해 음료수를 조합해 만드는 자판기 영상을 본 적이 있어요. 두 가지를 조합하면 소비자가 원하는 음료수를 제공하는 냉장 자판기를 만들 수 있을 거라 생각했죠. 펠티어 소자는 전원을 넣어주면 한쪽 면은 열을 방출하고 한쪽 면은 열을 흡수하기 때문에 냉각기에 많이 사용되거든요. 관련 자료를 찾고, 쇼핑몰에서 필요한 부품을 구매해 어떻게 프로그래밍할지 고민했죠.”

라즈베리 파이에서 아두이노로 직접 제어하는 방식으로 코드를 작성해 답변을 누르면 전 과정이 자동으로 연결되도록 할 예정이었는데 준비 과정 내내 연동에 실패했다.

“라즈베리 파이에 여러 장치나 센서를 부착하면 거기서 나온 측정값을 네트워크로 실시간 전달할 수 있어요. 그래서 사물인터넷 프로젝트에 라즈베리 파이를 많이 활용해요. 연동을 계속 실패하니 자동화 과정을 고집하면 안 되겠더라고요. 결국 질문에 대한 답변을 수동으로 컴퓨터에 아두이노로 명령하는 형태로 문제를 해결했어요. 처음 의도한 대로 전 과정을 자동화하지는 못했지만, 문제를 해결해나갔던 과정은 새로운 경험이었죠.”

컴퓨터 프로그램에 대한 지식이 전혀 없는 리포터이기에 라즈베리 파이가 맞냐고 몇 번을 되물었다. 왜 갑자기 파이 이야기를 하나 의아했다고 하자 한참을 웃는다.

자율 비행 드론 도전!  드론의 무게는 더 가볍게, 출력은 강하게! 

고2 때 대회와 봉사 활동을 위해 전기전자, 컴퓨터, 항공 등 진로가 비슷한 친구들과 함께 모였다. 

“여러 진로를 아우르는 주제를 고민하다 드론을 생각했죠. 비행체에 날개가 고정된 형태를 고정익이라고 하는데 고정익 자율 비행 드론을 만들어보자는 큰 꿈을 갖고 시작했어요.”

한규씨는 이 프로젝트에서 센서와 아두이노를 이용한 제어를 담당했다. 장애물을 피하고, 고도를 조절하고, 비행 구역을 제한하는 등 자율 비행 요소를 구현하기 위해 거리 센서, 자이로 센서, 기압 센서, GPS 등 필요한 센서를 선정했다. 변속기와 모터의 전압과 전류에 알맞은 배터리도 조사해 구입했다.

“먼저 수동 조작이 가능한 드론을 만들었어요. 성공하면 자율 비행 알고리즘을 도입할 계획이었죠. 그런데 1차 시험 비행에서 드론이 날지 못하고 추락해버린 거예요. 출력이 약한 데다 드론의 무게를 이겨내지 못한 거죠. 수작업으로 만들었던 착륙 장치 랜딩 기어를 기성품으로 교체해 무게감을 줄이고, 아두이노 역시 가벼운 것으로 교체해 무게를 줄이는 반면 모터는 더 강력한 것으로 교체했어요. 그 결과 수동 비행에서 고도 상승, 방향 전환에는 성공했어요. 성공의 기쁨도 잠시, 조작 미숙으로 추락했고 변속기와 비행체가 파괴돼 결국 자율 비행 드론을 구현하지 못했죠.”

결과적으로 자율 비행 드론 제작에는 실패했다. 하지만 한규씨는 실패의 원인을 찾아 해결해나가는 과정에서 배운 것이 많았고, 스스로 성장했음을 느꼈다. 이 과정은 자기소개서 1번 항목인 고교 재학 기간 중 학업에 기울인 노력과 학습 경험에 자세하게 드러냈다.

코로나19로 힘들었던 고3,  과학에 대한 호기심은 멈출 수 없어

“고3 때 코로나19로 인해 친구들과 직접 만나서 무언가를 제작하는 게 쉽지 않았어요. 그래서 창의프로젝트공학부라는 자율동아리를 만들어 코로나 관련 뉴스를 공유하고 진로와 연계한 제품을 만드는 시간을 온라인에서 가졌어요. 매 순간 사용하는 마스크를 소독해 위생적으로 사용할 수 있으면 좋겠다고 생각했고, 컵이나 칫솔 소독기에서 착안해 마스크 소독기를 제작하기로 마음먹었죠.”

 

상자 위아래에 자외선이 나오도록 하고, 소독기에 사용할 자외선 광원의 종류와 장단점을 공부하며 마스크 소독기에 적합한 부품을 좁혀나갔다. 아두이노 나노와 LED 모듈, 리드 스위치 등 전자 부품을 활용하고, 소독기 문의 열고 닫힘을 인지해 소독이 이루어지도록 프로그래밍했다. 

“프로그래밍한 대로 소독기 문의 열고 닫힘을 인지하고, 소독이 끝나면 완료 메시지가 뜨는 것까지 성공했어요. 실제 마스크를 소독했을 때 어느 정도의 효과가 나타나는지 측정하지는 못했지만요.”

코로나19로 온전한 고3 생활을 보내진 못했지만 한규씨는 전자전기에 대한 관심과 학습한 개념을 바탕으로 실생활에서 사용 가능한 제품을 만들어갔다. 덕분에 입시와 관련된 공부만 했다면 느낄 수 없었을 성취감과 깊이 있는 공부를 통한 성장을 경험했다.  

“교과와 수능 공부를 하면서 다양한 활동을 하는 게 쉽지는 않았어요. 하지만 그런 시간이 아깝지 않았어요. 자판기, 드론 탐구 프로젝트 과정에서의 실패와 경험은 진로를 구체화하고 펼쳐나가는 데 도움이 됐거든요. 힘들 때마다 ‘이 또한 지나가리라’라는 말을 되새기곤 했어요. 힘들고 불안했지만 하고 싶었던 활동을 했기에 가능했던 것 같아요. 전국의 고3 친구들도 그 시간을 현명하게 극복해나가길 바라요.”

 

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나를 보여준 학생부 & 선택 과목

 

 

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 학생부 

 1학년 

▒ 창의적 체험 활동  로보티스 동아리에서 로봇 팔을 제작함. 실패와 성공을 반복하며 프로그래밍에 대해 자신감을 가짐. 이후 아두이노 로봇에 관심이 많아짐. 경기도교육청이 주관한 경기 꿈의 대학에서 3D 프린터를 활용한 로봇공학 20시간을 이수함. 

 

▒ 세부 능력 및 특기 사항  <국어> <용기 있는 이단자의 반란>을 읽고 평소 전자제품 설계 연구원을 꿈꾸는데, 이단적 발상을 통해 더 뛰어난 전자 제품을 설계하고 싶다고 생각함. 또 새로운 생각을 수용하는 문화와 풍토 조성의 중요성을 알게 됨. <기술·가정> 사물을 여러 각도로 날카롭게 분석하는 능력을 바탕으로 도면 작성에서 제품 만들기까지 전 분야에서 활약함. 

 

 

 2학년 

▒ 창의적 체험 활동  로보티스 동아리 회장으로 아두이노로 LED 제어, DC모터 제어 등 다양한 프로그래밍과 로봇 활동을 진행함. 과학 축전에서 펠티어 소자를 이용해 미니 냉장고를 만든 후 음료 연금술 자판기를 기획, 제작까지 해냄.

 

▒ 세부 능력 및 특기 사항  <생명과학Ⅰ> 심장 페이스 메이커, 스마트폰이나 스마트 워치의 맥박 수 센서, 다양한 생체 모방 기술 등을 소개함. 자유 주제 발표 시간에 생체 인식 기술을 주제로 생체 정보를 활용한 보안상의 장단점에 대해 발표함.

 3학년 

▒ 창의적 체험 활동  정보융합반 활동으로 전자공학과 정보기술의 융합에 관심을 두고 인공지능과 사물인터넷으로 확장해나감. 코로나19로 마스크가 필수품이 되면서 마스크 자외선 소독기를 제작함. 

 

▒ 세부 능력 및 특기 사항  <정보> 프로그래밍에 관한 관심과 경험이 많아 명령어를 잘 활용함. 다른 텍스트 프로그램과의 차이점을 고민함.

 선택 과목 

▒ <3D 프린터를 활용한 로봇공학>  경기도교육청이 주관하는 경기 꿈의 대학에 1학년 2학기에 참여했다. 여러 프로그램이 있었는데 전자, 로봇 관련 강좌가 있어 신청했다. 이때 배웠던 내용이 2학년 때 로봇 동아리를 운영하는 데 큰 도움이 됐다. 

 

▒ <로봇 소프트웨어 개발>  교육청 교육과정인 클러스터 과정으로 이수했다. 로봇을 제어하는 알고리즘을 이해하고 각종 센서에 대한 이해도를 높일 수 있었다. 정규 교육과정에서는 배울 수 없는 진로와 관련된 로봇 소프트웨어 관련 수업 등 프로그래밍을 통한 문제 해결 능력을 키우는 데 도움이 됐다.

 

▒ <물리학Ⅱ>  물리학은 공학의 필수 과목이라 생각했기에 고민 없이 선택했다. 

 

▒ <생명과학Ⅱ>  수능을 염두에 둔 선택이었다. 생명과학을 배우며 전자공학과 관련된 사례를 조사, 발표하면서 페이스메이커, 심장박동, 스마트워치, 맥박 센서 등 생체보안 기술에 대한 관심이 커졌다. <생명과학Ⅱ>를 배우면서 바이오 센서에 대한 관심이 많아졌다. 

▒ <정보>  3학년 때 <한문>과 <정보> 중에서 고민 없이 <정보>를 선택했다. 이미 공동 교육과정에서 파이썬이라는 프로그래밍 언어를 배웠기에 <정보> 수업의 이해도가 더 높았다.