피지컬 컴퓨팅은 앞서 장승은, 조아람 선생님께서 설명하였듯이, 내가 작성한 코드를 다양한 보드나 로봇에 입력하여 원하는 대로 움직이게 하는 것이다.

하지만 이 과정이 어려운 이유는 내가 생각한 코드와 실제 동작 사이에 많은 괴리가 있기 때문이다. 코드를 작성하고 실행해 보며 원하는 대로 조정하고, 다시 코딩하고 실행하는 과정을 원하는 결과가 나올 때까지 반복하게 된다. 이 과정에서 예상치 못한 어려움에 부딪히기도 하고, 기발한 아이디어로 쉽게 해결하기도 한다.

이러한 반복 과정이 중요한 이유는 바로 문제 해결력 때문이다. 원하는 대로 결과가 나오지 않으면 자연스럽게 원인을 찾고, 그 원인을 해결하며 다시 시도하게 된다. 성공하거나 실패하면서 다시 원인을 찾는 과정에서 학생들은 회복 탄력성과 성공했을 때의 뿌듯함을 배우게 된다. 이러한 경험들이 쌓이면 문제 해결력이 향상될 수 있다. 이렇게 길러진 문제 해결력은 피지컬 컴퓨팅이나 코딩을 넘어 다양한 과목이나 일상생활에서도 활용될 수 있는 것은 당연하다. 또한 발명 교육에서 강조하는 불편함에 대한 민감성이 문제 해결력과 결합하면 매우 멋진 프로젝트를 만들 수 있을 것이다.

로봇 청소기의 발전 과정을 살펴보면 이러한 단계를 확인할 수 있다. 누가 이름을 붙였는지 모르지만 '삼대 가전'으로 자리 잡은 로봇 청소기는 몇 년 사이에 눈부신 발전을 이루었다.

초기에는 알고리즘도 흡입력도 부족하여 청소 효율이 낮았고, 그래서 인기가 없었다. 그러나 라이다(LiDAR) 센서, 초음파 센서(장애물 유무 판단), 바닥 센서(난간 인식 및 추락 방지), 터치 센서(벽이나 물체와의 충돌 인식) 등 다양한 센서를 탑재하고 알고리즘이 발전하면서, 앱에서 청소 구역의 맵을 그려 적절한 경로로 청소 과정을 보여주는 기능이 추가되어 큰 인기를 끌기 시작했다.

솔직히 저보다 청소를 구석구석 잘했고, 청소 후에도 먼지가 많이 나와 로봇 청소기의 인기가 높아졌다.

하지만 로봇 청소기의 먼지통을 비울 때 먼지가 날리고 불편함이 있었다. 이를 해결하기 위해 스테이션이 커지며 그 안에 먼지통을 탑재하여 2~4주에 한 번만 먼지통을 비워주면 되는 로봇 청소기가 등장했다.

그러나 아이나 반려동물이 있는 집에서는 로봇 청소기가 장난감이나 배설물을 인식하지 못해 아주 비극적인 사태가 벌어지기도 했다. 인공지능의 발전으로 청소기 앞에 AI 카메라를 장착하여 전선이나 장난감, 배설물을 인식하고 피하는 기능이 추가되었다.

또한 로봇 청소기로도 바닥을 닦아야 하는 불편함을 해소하기 위해 걸레를 장착한 로봇이 나오기 시작했다. 더 잘 닦기 위해 걸레를 회전시키거나 진동시키는 형태의 로봇이 등장했고, 걸레를 세탁할 수 있는 스테이션이 생겨 물과 세제를 넣으면 걸레를 자동으로 빨아주는 기능도 탑재되었다. 이후 걸레 세탁 후 마르는 과정에서 냄새가 나는 것을 방지하기 위해 열풍 건조 기능을 갖춘 스테이션도 출시되었다.

나도 이러한 사양의 로봇 청소기를 사용 중인데, 사용하다 보니 또 다른 불편한 점이 보였다. 물걸레가 마르면 스테이션으로 돌아가 세탁하고 다시 청소를 시작하는데, 이 과정에서 배터리 소모와 시간 지연이 아쉬웠다. 찾아보니 물통을 탑재하여 걸레의 압력을 높이고, 물걸레 청소의 효율을 높이는 제품도 있었다.

로봇 청소기의 특성상 구석 부분을 청소하기 어려운데, 작은 추가 물걸레를 장착하거나 삼각형 모양의 물걸레를 탑재하여 구석까지 최대한 청소하는 알고리즘을 사용하는 제품도 있었다.

또한 카펫처럼 물걸레를 사용하면 안 되는 곳에서는 물걸레를 들어 올리는 기능과, 물걸레 사용 시 약간 눌러 압력을 높여 더욱 깨끗이 청소해 주는 제품도 있었다. 물통 교체의 불편함은 직배수 시스템의 등장으로 해결되어 물통을 갈아줄 필요가 없어졌다. 최근 국내 대기업에서는 걸레를 더욱 위생적으로 세척하기 위해 스팀 세척 기능까지 추가했다.

이렇듯 불편함을 해결하는 과정에서 다양한 아이디어가 적용되고, 이를 구현함으로써 세상은 더욱 발전하고 있다.

일상생활에서 느끼는 불편함을 모두 해결하지는 못하더라도, 발전 방향을 생각해 보고 아이디어를 내어보는 것은 어떨까?

갑자기 우리 반의 환기 시스템에 타이머 설정이 안 되어 불편한 점이 떠올랐다. 우리 집의 화장실 환풍기도 타이머가 있었으면 좋겠다. 이렇게 아이디어가 떠오르면 잘 정리해서 아이디어 대회나 발명 대회, 해커톤 등을 통해 아이디어를 구체화해 보는 것은 어떨까? 분명 재미있는 일이 여러분을 기다리고 있을 것이다.

피클(PIKL)은 피지컬 컴퓨팅 커뮤니티는 피지컬 컴퓨팅 활동을 통해 G-DEAL 조직의 궁극적 목표인 디지털 교육 격차로 인한 지역 및 학교 간 학력 격차와 학습 결손을 최소화하고 양질의 디지털 교육 기회를 제공하여 경상 지역의 디지털 전환 교육 활성화에 대한 선구자로서의 역할을 다해 공교육의 교육력 제고를 통해 모든 학생들이 빠르게 변화하는 디지털 시대를 주도적으로 살아가는 것을 목적으로 구성된 커뮤니티이다.

피지컬 컴퓨팅이란 마이크로비트, 아두이노, 라즈베리파이 등의 다양한 피지컬 컴퓨팅 도구를 이용하여 컴퓨터가 단순히 화면 속에서 데이터를 처리하는 도구를 넘어 실제 세상과 상호작용할 수 있도록 만드는 매개체로 컴퓨터 언어를 사용해 다양한 모터, LED, 스피커 등의 센서와 액추에이터를 제어하는 기술이다. 이러한 피지컬 컴퓨팅 도구를 활용하여 학습자의 컴퓨팅 사고력을 신장할 수 있도록 다양한 수업 모델을 개발하고 피지컬 컴퓨팅 활동을 통해 2022 개정교육과정에서 강조하는 디지털 소양, 논리적 사고력, 지식정보처리 역량, 협업능력 등의 다양한 고등사고기능의 신장을 기대하는 대표 커뮤니티로 피지컬 컴퓨팅 관련 최신 정보와 노하우를 공유하는 단순한 정보 공유의 장을 넘어, 양질의 디지털 교육 제공을 위한 서로의 성장을 도모하고 협력하는 공동체이다.