날짜

활동영역

활동주제

활동목표

활동내용

활동소감

5/24

수 탐구

완전수 찾기(공식유도)

공식을 통해 총 4개의 완전수 찾아보기

완전수 찾기

생각보다 완전수라는 것의 개념이 흥미로웠고 4번째만 되어도 수가 기하급수적으로 커지는 것을 보면서 이를 찾기 위한 프로그램을 만들어 보고 싶었고 만약 만들어졌다면 몇번째 수까지 찾을 수 있을지 궁금하다

5/24

수학, 컴퓨터

완전수 찾기

컴퓨터를 이용해 20개의 완전수를 찾기

완전수는 자기 자신을 제외한 양의 약수를 더했을 때 자기 자신이 되는 양의 정수를 말한다. 완전수를 구하기 위한 프로그래밍 소스를 보면

1) n: 1부터 n번째 까지 수 중에서 완전수를 찾는다.

2) 1,n+1: 1부터 n까지의 수를 반복한다.

3) i range(1, num) if num %I ==0: 숫자의 약수의 합한다.

4) num:: : 약수의 합이 현재 숫자와 같으면 완전수로 판단한다.

5) n=int(input()) : 얼마의 숫자까지 완전수를 찾을지 설정한다.

이번 활동을 통해서 완전수라는 개념을 다시 한 번더 상기시킬 수 있었다. 항상 수학적으로만 접근을 해온 문제이기 때문에 과연 컴퓨터로 값을 구한다면 어떨까라는 의문을 품었다. 직접 프로그래밍을 하기에는 아직 어려운 점이 있어서 오픈소스를 이용했다. 그래서 주어진 틀에 구하고자 하는 값을 입력했을때 20개의 완전수를 찾기위해선 엄청하게 큰 수를 필요로 한다. 이 값을 구하기 위해서 컴퓨터는 해당 입력을 처리하기까지 상당히 오랜 시간이 걸렸다. 이번 활동을 통해 컴퓨터가 아직까지는 처리 속도가 느린점을 생각해서 앞으로 이런 결함을 채워야 하고 지금보다 많은 처리 능력을 가져야 된다고 생각했다.

5/24

컴퓨터, 수학

완전수, 확률

완전수를 찾기 위한 프로그램 만들기

완전수를 찾기 위해

약수를 구하는 공식으로 약수를 구하는 프로그램을 짜고 자기 자신을 제외한 약수를 더해 그 값이 자기 자신이면 참을 아니라면 거짓으로 다른 수로 넘어간다 위 방법을 반복한다면 완전수를 찾을 수 있을것이다

이 활동을 하며 완전수 찾는 공식을 알게되어 유익하였고 완전수를 찾으며 수학적 사고를 키운것같다

5/24

수학,컴퓨터

완전수 찾기

20개 완전수 찾기

완전수를 찾기 위해서 다음과 같은 원리로 프로그래밍 소스를 만들었다.

날짜: 5/24

활동영역: 수학

활동주제: 완전수

활동목표: 8번째 완전수를 찾기

활동내용: 완전수는 자기 자신을 제외한 약수들의 합이 자기 자신이 되는 수이다. 약수의 합을 구하는 공식과 완전수 6, 28의 규칙을 찾아 완전수의 공식을 알아냈다.

활동소감: 약수의 합에 대해 잘 알지 못해 공식을 알아내고 나서도 이해하는데 어려움이 있었다. 그러나 이후에 완전수와 이와 관련된 메르센 소스에 대해 더 찾아보면서 완전수가 무엇인지 더 정확하게 알 수 있었다. 수학에 대해 내가 알지 못하는 것이 정말 많다는 것을 깨달았고, 이를 보충하고 싶다는 마음이 들었다.

날짜 - 5/24

활동영역 - 수학, 컴퓨터

활동주제 - 완전수

활동목표 - 완전수 20개 찾기

활동내용 - 완전수는 자기 자신을 뺀 모든 약수의 합이 원래 숫자의 값과 일치하는 수이다. 더 큰 값의 완전수를 계속해서 찾아내기 위해 상대적으로 더 작은 완전수를 소인수분해하며 완전수의 규칙을 찾아냈다. 규칙을 적용하여 계산해보니 큰 숫자까지 찾아낼 수 있었다.

활동소감 - 완전수라는 정의 자체를 새롭게 알게 되어서 신기했고, 함께 규칙을 찾으며 계산할 때 협동심을 기를 수 있었던것 같다. 다음에는 찾은 규칙을 프로그램에 적용하여 더 쉽게 완전수를 구해보고 싶다.

6/14

봄브 설계

봄브와 애니그마

봄브와 애니그마 이해하고 설계하기

봄브의 기본 원리인 일대일대응을 통해 애니그마 해독기 설계하기

간단한 암호인줄만 알았던 애니그마가 생각보다 복잡하고 여러 과정들을 거치면서 150조의 경우의 수가 생기는 어려운 암호였다는 것을 알게 되었다. 또한 이를 해독하기 위해선 많은 생각을 해봐야 할 것 같다고 생각한다

6/14

컴퓨터

튜링머신 발표하기

튜링머신의 내용 이해 및 제작,설계

튜링머신이 현대에 어떻게 영향을 미치고 있는지 내용을 조사하고 발표했다.

6/14

컴퓨터

튜링머신(1/2)

튜링머신의 원리를 알고 설계도 제작하기

튜링머신은 수학이나 전산학에서 긴 테이프에 쓰인 여러 기호들을 일정한 규칙에 따라 바꾸는 기계를 말한다.

수학자 다비트 힐베르트는 모든 수학적 명제가 해결될 수 있다는 것을 가정하고 이후에 수학자인 앨런튜링이 다항방정식에서 정수해나 유리수해을 구하는 디오판틴 방정식을 이용해 튜링머신을 개발했다.

튜링머신이 만들어지고 작동하는 원리를 탐구함으로써 이에 기반한 현대에 사용되는 기계들의 다양한 분야에 더욱 관심을 가지는 계기가 됐다. 여러 매체들을 접하면서 앞으론 누구나 일상생활에서 로봇을 많이 활용하게 된다는 기사를 쉽게 접할 수 있었다. 로봇 산업의 발전에 따라 인간의 삶도 바뀌게 되기 때문에 현존하는 웨어러블 기술이나 전자 의수와 같이 인간이 직접 로봇을 착용하게 되는 등 인간에게 직접 로봇을 착용하는 기술에 중요해진다. 미래 발전에 기여하기 위해서 이러한 분야를 직접 경험하고 더욱 탐구해 보고싶다.

6/14

컴퓨터

에니그마의 원리 이해

에니그마의 원리 이해하고 설계도 작성하기

에니그마는 회전자로 작동하는 암호 기계의 한 종류로 다중 치환 암호를 전기공학적으로 구현하였다. 크게 자판, 로터, 플러그 등으로 구성되어 있다.

에니그마 작동이 어떻게 되는지 하나하나 이해하다 보니 처음엔 간단해 보였지만 생각보다 복잡하게 작동하는 것을 알 수 있었다. 이러한 암호를 해독한 봄브가 궁금해졌다.

7/12

컴퓨터

에니그마 설계하기

에니그마를 만들기 위해 설계하기

에니그마 작동 원리를 다시 한 번 찾아보며 이해하고 에니그마를 만들 때 무엇이 필요하고 어떻게해야 작동할 수 있을지 고민해보았다.

다 이해했다고 생각했지만 아직 부족한 부분이 있어 어려웠고 설계를 할 때 현실적으로 작동되기 위해서 설계를 해본 적이 없어 어려움을 겪었다.

날짜 - 6/14

활동영역 - 수학, 컴퓨터

활동주제 - 에니그마

활동목표 - 에니그마의 작동 원리 이해하기

활동내용 - 에니그마는 로터, 플러그보드, 키보드 크게 세 가지로 나눌수 있으며 키보드에서 특정 문자를 입력하면 회로를 통해 플러그보드, 3개의 로터와 반사판, 다시 3개의 로터와 플러그보드를 거쳐 7~9번의 문자 변형이 일어나고 변형된 문자가 출력되는 방식으로 작동한다. 암호를 전달하는 사람과 받는 사람의 기계가 동일한 방법으로 기계를 조립해야 암호 해독이 가능하다.

활동소감 - 과거에는 어떤 방식으로 암호를 주고받았는지 이해하게 되었고 생각보다 기술이 엄청 복잡해서 신기했다.

날짜 - 7/12

활동영역 - 수학, 컴퓨터

활동주제 - 에니그마

활동목표 - 에니그마 설계하기

활동내용 - 에니그마의 작동원리를 고려하여 설계해야 하므로 원리에 대한 정확한 이해가 필요했고 이를 복습하는 시간을 가졌다. 또 직접 에니그마를 제작하기 위해 필요한 부품과 설계 방식을 생각해보았다. 에니그마의 모든 부분을 구현하기에는 어려움이 있어서 문자를 숫자로 대신하는 등의 방법을 생각해보았다.

활동소감 - 에니그마의 복잡한 원리를 더 자세히 이해할 수 있는 시간이었어서 재미있었고 이걸 정말로 구현할 수 있을지 걱정이 되었다.

7/12

컴퓨터

3D 프로그래밍

3D 프로그램을 이용하여 직접 도안 제작해 보기

'오토데스크' 라는 프로그램을 이용하여 제작하고 싶은 작품의 틀을 3D형태로 만들 수 있었다. 먼저 바닥에 기본적인 밑그림을 그려 원하는 높이를 조절한다. 이후에 다양한 조작 방법을 통해서 편집하기 위해 선택한 여러 조각의 형태를 겹치거나 깎는 등 다듬어서 모양을 잡는다. 이때 잘못된 수치로 설계하거나 약간의 오차가 있으면 3D프린트를 하고나서 조립하지 못하게 되거나 적절한 완성작이 이루어지지 않을 수 있기 때문에 정교하고 정확한 기술이 필요하다.

3D프린터는 인간이 대체하고 싶은 물건을 만드는 것을 목적으로 활용된다. 생명공학 분야에선 환자의 데이터를 기반으로 신체에 맞는 의료 의지 보조기구를 제작할 수 있다. 인공 관절이나 뼈 등은 신체 구조에 맞게 설계를 할 수 있기 때문에 더 나은 편의성을 제공한다. 또한 인공 장기로도 장기 이식을 기다리는 환자들에게 큰 도움이 된다. 이처럼 여러 이점들을 가진 3D 프린팅에 대해 더욱 자세히 알고 직접 다뤄보면서 누군가에겐 필요한 인공 신체들을 직접 제작해 보고 싶다.

7/12

컴퓨터

튜링머신 설계하기

튜링머신 설계

다음 시간부터 튜링머신 만드는 과정에 들어가기 때문에 작동하는 영상을 시청해보며 작동되는 원리와 무엇으로 구성되는지 다시 한번 학습을 해봤다. 그리고 실제로 구현할 때 스캐너가 색깔을 감지할지 또는 숫자를 감지해서 움직이게 만들지 각각의 상황에 대한 장단점을 고려해보고 모둠원과 의견을 나누었다. 마지막으로 종합된 의견을 바탕으로 간단한 스케치로 설계를 해보았다.

영상을 시청하며 튜링머신 내용을 복습할 때마다 새롭게 느껴진다. 또한 모둠원과의 의견을 나누는 과정을 통해 다양한 방법을 공유할 수 있어 유익했다.

날짜 - 5/24

활동영역 - 수학

활동주제 - 완전수

활동목표 - 완전수 8개 찾기

활동내용 - 완전수의 예시를 몇 개 살펴보고, 완전수에 대한 여러 식과 특성들을 생각해 보며, 특정 조건 하에 항상 완전수가 되는 식을 찾았고, 조금 생각해 보니, 모든 짝수 완전수는 찾은 식의 형태로 나타남을 알 수 있었다.

활동소감 - 오랜 시간 여러가지 경우를 생각해 보며 계속 고민한 끝에 원하는 식을 만들어 낸 것에서 성취감을 느꼈다.

8/23, 9/13, 10/18

컴퓨터

튜링머신(2/2)

튜링머신 제작하기

튜링머신이란 컴퓨터의 계산 가능성을 알아보는 기계이며 컴퓨터를 이해하는 데 기본적인 원리이다.

간단한 구성 요소

• 테이프: 테이프에 값을 쓰고 지우며 데이터를 입력할 수 있는 판

• 읽기와 쓰기 센서: 테이프 위를 움직이며 데이터를 읽고 쓴다

• 상태 전이 함수: 테이프에서 읽은 기호를 바탕으로 쓰기, 이동 등 다음에 이루어질 행동을 결정한다

처음에 정한 최종 목표로는 팀원들이 같이 3D프린터를 이용하여 부품들을 직접 제작하고 조립하는 형식으로 진행하려고 하였다. 하지만 생각보다 각자의 의견이 다양하고 여러 대안을 생각하는 시간이 많아졌다. 그만큼의 토론 시간도 길어지게 되면서 최종 결과물은 제작하지 못하게 되었다.

그래도 제작하려고 노력하는 과정에서 축적된 경험과 지식은 배울 점이 많았다. 앞으로 활동을 진행할 땐 목표를 조금 낮추고 단계적으로 계획하면서 실행할 필요가 있다고 느꼈고 계속 토론만 하면 진행이 되지 않게 되기 때문에 구체적이고 목표를 세우고 그에 맞춰 나가야 된다.

11/15

물리, 공학

태양광으로 작동하는 로봇, 빛 감지 센서, 인체 전류 감지 센서

재생 가능 에너지의 이해 및

회로의 원리를 알고 직접 제작하기

1) 태양광 작동 로봇

로봇의 표면에 있는 태양광 패널은 광전 효과를 이용해 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다. 전자가 이동하며 전기가 발생하게 되는데 빛의 세기에 따라 작동할 수 있는 힘이 변하기 때문에 최적의 환경이 필요하다.

2)빛 감지 센서

빛의 세기를 전기 신호로 변환시키고 광센서에 빛이 닿으면 전류를 생성한다. 광저항은 빛에 따라 저항이 변하는데 이 신호를 통해 빛의 강도나 변화를 측정할 수 있다.

3)인체 전류 감지 센서

땀에 포함된 나트륨, 칼륨 이온과 같은 전해질이 전기를 전도하며 센서는 이로 인해 발생하는 전기 신호를 감지한다. 센서는 땀과 접촉한 전극 사이의 전기전도도 또는 전위 차이를 측정하여 전류의 크기를 확인하고 이를 통해 센서가 작동되는것을 알 수 있다.

센서와 태양광 에너지라는 첨단 기술을 직접 다뤄보면서 과학이 우리의 일상과 얼마나 밀접하게 연결되어 있는지 경험할 수 있었다. 특히 인체 전류 감지 센서를 통해 인간과 기계가 상호작용하는 과정이 흥미로웠다. 이번 활동을 통해 기술적 지식뿐만 아니라 창의성과 문제 해결 능력 등 많은 것을 배울 수 있는 기회가 되었다.

8/23 9/13 10/18

컴퓨터

애니그마 설계하기

애니그마 키보드 설계하기

애니그마 키보드를 설계하기 위해 키보드 매커니즘에 대해 탐구하고 사용할 스위치를 찾아보았다

스위치 종류에 대해서 찾아보면서 택트 스위치, 토글 스위치 등 평소에 쓰던 스위치가 어떤 스위치인지 알게되었다. 나는 이중으로 클릭이 되야한다는 스위치를 찾아야했다. 스위치 종류는 아니지만 키캡에서 비슷한 것을 찾았었다. 하지만 스위치를 제대로 찾지 못해 아쉬웠다.

활동영역 - 수학, 컴퓨터

활동주제 - 에니그마

활동목표 - 에니그마의 구조와 작동 원리 이해하기

활동내용 - 에니그마의 구조와 원리를 살펴보며, 전류의 흐름과 각 장치의 원리 등을 이해하기 위해 깊게 생각해 보며, 에니그마를 자세하게 이해할 수 있었고, 이해한 내용을 정리하여 적극적으로 발표하였다.

활동소감 - 모둠원과 에니그마의 구조 중 이해가 어려운 부분에 대해 토론하며, 더 에니그마를 자세하게 이해할 수 있었다.

날짜 - 7/12 부터 쭉

활동영역 - 수학, 컴퓨터

활동주제 - 에니그마

활동목표 - 에니그마 설계하기

활동내용 - 에니그마를 제작하는 것의 복잡도와 시간을 고려하여, 문자 변환 대신 숫자 변환 기능으로 바꾸고, 로터의 개수를 줄이는 등의 방법을 생각해 보았다. 실제 에니그마의 키보드는 세밀하게 만들기 어려워 같은 기능을 하는 버튼을 찾아내어 대체하고, 로터를 돌리는 방법을 모둠원과 같이 토론하는 등 다양하고 많은 생각을 하였다. 이후, 에니그마를 만들 시간이 부족해 다른 모둠원은 만들기를 포기했지만, 동아리의 다른 모둠의 사람들을 설득하여 몇 명을 모아, 에니그마 제작을 하기 위해 끝까지 노력했고, 약속 장소에 오지 않은 사람을 데리러 가는 등 에니그마 제작을 계속 진행하기 위해 노력했다. 하지만, 결국 시간이 부족하여 제작을 완료하진 못했다.

활동소감 -