서울대학교 컴퓨터공학과를 졸업하고 동 대학원 실시간 유비쿼터스 시스템 연구실에서 연구를 하고 있으며 몇 가지 스마트 로봇을 개발하였다. 그중 가장 주목할만한 것은 축소 모형의 자율주행 자동차이며 현재 오픈소스 플랫폼을 기반으로 연구 중에 있다.

Alena Kazakova

After obtaining a Bachelor of Computer Science degree at Seoul National University, I continued my studies as a graduate student in the Real-Time Ubiquitous Systems Laboratory. Throughout my studies, I developed several smart robots. The one that stands out the most is a scaled-down autonomous car. I am currently working on an open-source platform for autonomous driving.

아이들의 스마트 토이 장난감에 대한 욕구

요즘 대부분의 부모들은 자녀들이 과학, 기술, 공학과 수학을 학문적으로 연결하는 과학융합과목 (STEM)을 배우기를 원한다. 그러나 학교에서 이루어지는 이러한 과학융합교육에서는 여전히 건조하고 이해하기 어렵게 가르치고 있는 것이 문제이다. 따라서 학부모들은 자신의 아이들이 융합과학탐구활동에 보다 적극적으로 참여할 수 있는 방법을 기대한다.

Today’s Children Need Smart Toys

Nowadays most parents want their children to learn about STEM (science, technology, engineering, and math). The problem is schools usually teach STEM subjects in a dry and difficult to understand manner. Parents are expected to find exciting ways of engaging their children in STEM activities on their own.

사람들이 좋아하든 싫어하든, 아이들은 일찌감치 연예, 오락 등의 엔터테인먼트 미디어를 통해 과학기술에 노출되어 있으며, 이는 최상의 미디어를 통해 자연스럽게 스며들기도 한다. 아이들을 대상으로 하는 시장은 다양한 장난감과 작동 완구들로 넘쳐나지만 그렇게 실용적인 것은 아니다. 새로운 장난감을 구매했을 때 대부분의 경우, 이에 대해 공부해야 된다는 것을 느끼게 되며 이는 아이들뿐 아니라 부모에게도 불편한 것이 될 수밖에 없다. 그러므로 장난감은 교육에 유용해야 하며 동시에 재미있어야 한다.

Whether we like it or not, children are exposed to technology at an early age because of the entertainment media. And what entertainment media does best is product placement. The market targeting children is flooded with various toys and gadgets that are not pocket-friendly. When buying a new toy almost feels like an investment, it should please not only children but also their parents. Therefore, a toy should be educational and fun at the same time.

이와 같은 측면에서 핑퐁은 가장 훌륭한 예가 될 수 있다. 핑퐁은 최신 기술과 함께 만들고 놀 수 있도록 아이들이 장난감을 여러 가지 형태로 완성하는 개념을 갖고 있다. 핑퐁은 정육면체 모양의 큐브와 여러 가지 연결 부속물로 구성되어 있으며, 스마트기기의 앱 또는 무선 리모컨으로 작동할 수 있게 되어 있다. 큐브에는 자체 CPU, 모터, 버저, LED와 센서들이 들어 있다. 큐브는 연결 부속물을 통해 서로 직접 또는 다양하게 연결될 수 있으며, 이는 상상하는 그대로 걷기 로봇, 기어 다니는 로봇 등 만드는 어려움을 극복할 수 있는 여러 가지 형태의 동작 로봇을 만들 수 있게 한다. 각각의 큐브는 다목적 형태의 연결 기능을 갖고 있으므로 이를 구성하고 만드는 과정은 상당히 창의적일 수밖에 없다. 이는 같은 형태의 창작물이더라도 프로그래밍에 따라 완전히 다르게 동작할 수 있다는 것을 의미하기도 한다. 덧붙여서 여러 개의 큐브들을 한 번에 모아서 빠르게 충전시킬 수 있는 충전기기는 유용한 것으로 보인다.

A great example of such a toy is Pingpong. It combines the concept of construction toys, that has been enjoyed by many generations of children, with modern technology. Pingpong consists of a collection of symmetrical Cubes and an assortment of various links. It can be controlled via a smartphone application or a remote controller. Each Cube has its own controller, motor, buzzer, LED, and different sensors. Cubes can be connected to each other directly with or via links, allowing to create any robot you can possibly imagine: from wheelers, walkers and crawlers to robotic hands and beyond. Because each Cube has a multipurpose functionality, the building process is very intuitive. It also means that the same model can be programmed to have several entirely distinct behaviors. It is worth mentioning that Cubes can be quickly charged by staking them on top of a charging station.

핑퐁은 구매 부담이 적고, 사용자 친화적이며, 사용에 편리하고, 쉽게 접근할 수 있도록 디자인되었다. 기능성 게임 형태의 앱은 창의적인 사고 및 문제 해결 능력을 증진시키도록 하며, 아이들의 학습동기유발과 같은 매우 중요한 학습의 측면에서 도움이 될 수 있도록 한다. 핑퐁을 이용한 놀이를 하는 중에 순차, 입력과 출력의 관계와 같은 코딩의 기본 개념을 배울 수 있다. 아이들이 자신만의 로봇 창작물을 만든 후, 각 큐브들의 동작을 제어하는 앱을 통해 로봇을 프로그래밍할 수 있으며, 적외선 송수신 리시버를 큐브에 직접 연결하여 리모컨으로 쉽게 제어할 수 있다. 각 큐브들은 운동을 만들거나, 빛 또는 소리를 내거나 데이터 수집이 가능한 센서를 내장하고 있으므로 여러 작동 형태로부터 이를 기반으로 한 좀 더 다양한 활동에 이르기까지 관련 정보를 모을 수 있게 한다. 이와 같이 핑퐁은 과학융합과목을 공부하는 데 있어 재미있고 유용한 반면에 어려움을 극복할 수 있도록 한다.

Pingpong was designed to be affordable, portable and user-friendly. The game modes encourage creative thinking, improve problem-solving skills, and, most importantly, motivate children to learn. While playing with Pingpong, children can learn the basic concepts of coding, such as sequences and cause and effect relationships. After they assemble their own unique robot, they can program its behavior via the mobile application by assigning an action to each Cube. The robot can also be easily controlled with a remote controller directly by attaching an IR receiver block to any Cube. Each Cube can produce a movement, a light or a sound. It can also gather sensory information from the environment to plan further actions based on it. Pingpong facilitate effortless STEM learning while having fun.

스마트 토이에 대한 시각

핑퐁은 스타트업인 로봇팩토리에서 만들어졌다. 그들은 제품에 대한 각 분야에서 많은 노력을 기울이는 환상적인 팀으로 구성되어 있다. 나의 시각이 매우 제한적이며, 대학원 연구 프로젝트의 범위와 학부 학생들을 돕거나 워크숍에서 교육용 로봇을 만들거나 하는 일에 국한되어 있을지라도, 나는 그들의 핑퐁 창작 과정을 정말 높게 평가하지 않을 수 없다. 일반적으로 사람들은 스마트 토이를 만드는 과정에 대한 노력에 대해 진지하게 생각하지 않는다.

Smart Toys in Retrospect

Pingpong was created by Robot Factory. They have a fantastic team that puts a lot of effort into each aspect of their product. Even though my experience was very sheltered and only included course projects, a competition aimed at college students and making educational robots for a workshop, I can really appreciate the progress they have made. Usually, people don’t really think about how much work it takes to create a smart toy.

스마트 토이 개발에 대한 몇 가지 통찰의 측면에서 나의 생각을 전달하고 싶다. 무엇보다도, 자신의 고유한 아이디어를 가져야 하며, 이의 대상에 대해 자세히 이해를 해야 된다. 아이디어 전략과 시장조사 등은 필수적이며, 반복적인 문제 해결의 과정에서 적절히 타협하거나 결정해야 할 요소들이 생기므로 프로토타입을 만드는 동안 주어진 목표와 일들은 분명해야 한다. 중요한 관점은 어떤 기술이 적용되는지 잘 정의될 필요가 있으며, 보다 작은 크기의 제품에 저비용 구조로 만드는 것이 나에게는 어려운 부분이 되기도 하나, 어떤 측면에서 이는 제품의 성능이 줄어드는 것을 의미하기도 한다.

I would like to share some of my thoughts on smart toy development to provide some insight. First of all, you must have an original idea, and you should know your target audience well. The ideation stage and market research are essential. While making a prototype, priorities must be clear, because you will have to make compromises while iterating through solutions. The scope of features should be well defined to decide which technology to use. The hardest part for me was making a small-size product that is also cost-effective. Sometimes it would mean downgrading some features.

개발자 입장에서는 제품 성능에 최고의 기능을 탑재하기 위해 최신 첨단기술의 사용을 원하게 된다. 제품의 크기와 외관은 디자이너의 관점에서 현실적인 면이 우선 고려되므로 제품에 탑재되는 기능에 대해 항상 동의하지는 않는다. 성공적인 제품이 되려면 무엇보다도 중요하게 비즈니스 측면에서 잘 검토되어야 할 것이다. 최종 소비자 가격은 판매자 입장에서도 적절해야 한다. 제품을 만드는 협업의 과정은 최적의 의사소통이 필수적이며, 협력하는 모든 사람들에 대한 이해가 필요하다. 핑퐁과 같이 제품을 만드는 과정에서 그들의 팀이 많은 도전과 어려움을 극복하였다는 것에 대해 의심의 여지가 없으며 그럼에도 불구하고 모든 어려움의 끝에 성공하게 됨을 보게 된다.x

As a developer, you want to use the most advanced technologies to give your product the best functionality. From a designer’s point of view, the product size and appearance must be a certain way which does not always agree with the technical specifications. Most importantly, for the product to be successful, the business aspect must be considered as well. The final cost must be appropriate for the targeted buyer. This kind of interdisciplinary teamwork requires excellent communication and understanding of all counterparts. There is no doubt that creating a product like Pingpong, their team had to overcome a lot of challenges. Nonetheless, all that matters is that in the end, they are succeeding.x

알료나 인터뷰

서울대학교 컴퓨터공학과를 졸업하고 엔지니어링의 길을 걷게 된 배경은?

소프트웨어 엔지니어인 아버지는 오래전에 한국 기업과 파트너로서 일을 했었습니다. 한국에서 컴퓨터공학을 배우면서 SK 크리에이티브 챌린지 2016 대회 1등 수상, 메이커, 로봇, 임베디드, 하이엔드 CPU 펌웨어 개발 경험을 쌓게 되면서 자연스럽게 엔지니어링 프로젝트를 수행하게 되었습니다.

지금 하는 연구개발 프로젝트에서 사용하는 기술과 로봇팩토리 핑퐁의 기술은 어떻게 다른가?

현재 NVIDIA 1 GHz GPU 활용한 AI 개발 프로젝트를 진행 중이며, 축소 모형의 자율주행 자동차의 하드웨어 및 소프트웨어를 직접 개발하고 있습니다. 핑퐁은 블루투스 5.0의 첨단기술인 링크 레이어 토폴로지를 기반으로 하는 다중 및 시간 동기화 연결에 핵심 특허를 갖고 있으며, 상대적으로 저비용의 소비자 상품으로 개발되고 있습니다. 핑퐁에 탑재된 이 토폴로지 기술은 완벽히 이해하지는 못하지만 사물인터넷 연결의 개념을 잘 도입했다고 봅니다. 제가 연구한 자율주행 자동차는 핑퐁보다 크고 고비용의 하드웨어를 사용해야 하며 정교한 제어를 해야 하는 고난도의 무결점 기술에 배경을 두므로 끊임없는 테스트 엔지니어링을 해야 하는 어려움이 있습니다.

최근에 중고등학생들의 메이커톤 창작대회에 심사위원으로 참여하였는데 핑퐁이 학생들의 창작물에 어떻게 활용될 수 있는지?

디지털미디어 고등학교 여학생들의 창작품에 높은 점수를 주고 싶습니다. 그 학생들은 첨단기술을 활용하지는 않았지만 실제 생활에서 편리하게 이용될 수 있는 재치 있는 아이디어 제품으로 내용물의 용량을 컬러 LED로 확인할 수 있는 음료수 텀블러에 대한 창작품을 발표하였습니다. 그 외, 서보 또는 스텝 모터 등을 활용한 작동 장치로 구성된 작품들이 많이 있었는데, 핑퐁의 경우 스텝 및 서보 모터, 배터리, 컬러 LED, 가속도, 자이로 및 근접 센서 등을 내장하고 있으며 사용자가 직접 애플리케이션을 통한 다양한 클라우딩 프로그래밍을 할 수 있기 때문에 학생들의 창작물에도 유용하게 활용될 수 있을 것으로 봅니다.