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 이 암석의 정체는 무엇일까?

암석은 생성된 환경에 따라 그 모습이 결정되는데, 경험이 부족한 학생의 입장에서 암석을 구별하는 것은 쉽지 않다. 사전적 정의의 화강암은 ‘흰색 또는 엷은 회색을 띤다. 닦으면 광택이 나는데, 단단하고 아름답다.’이고, 현무암은 ‘검은색이나 검은 회색을 띠고 기둥 모양인 것이 많으며, 입자가 미세하고 치밀하여 바탕이 단단하다.’이다. 인공지능이 암석의 겉보기 특징을 파악하여 여러분이 화강암과 현무암을 구별하는데 도움을 줄 수 있지 않을까? 우리가 직접 이러한 인공지능 모델을 만들어 보자.

학습 목표 

인공지능 이미지 분류 모델을 이용하여 화강암과 현무암을 구별하는 프로그램을 만들 수 있다.

※ 참고 : 2015개정 교육과정 기준, 화강암과 현무암은 4학년 교육과정에서 다룸.

학습 준비물

웹캠이 설치된 PC(노트북)

데이터 수집 아이디어

▲ #화강암, #현무암, #암석, #이미지 인식, #지도학습, #분류 학습

 1-1 인공지능 모델 학습하기

1) 이미지 모델 학습을 위한 데이터 입력하기 

프로그램을 통해 암석 구별에 사용할 모델을 학습시킨다. 화강암과 현무암 각각을 위한 이미지 데이터를 확보하기 위해 예시 이미지를 촬영하거나 가지고 있는 이미지를 업로드한다. 학습된 데이터가 많을수록 프로그램의 정확도가 높아지니 최대한 많은 데이터를 입력한다.

2) 이미지 모델 학습하기

3) 이미지 모델 학습 결과 확인하기

 1-2 엔트리 코딩하기

(1) 코딩 준비하기

(2) 비디오 인식 프로그래밍하기 

1) 촬영된 이미지를 판단하기

2) 인식된 이미지가 '화강암'인지 '현무암'인지에 따라 선생님의 반응 나타내기

3) 이미지가 입력되지 않거나 판별이 완료되면 다시 실행 안내하기

4) [시작하기] 버튼을 클릭하여 암석을 촬영해보며 인공지능(AI)이 화강암과 현무암을 바르게 구별하는지 확인해본다.

 1-3 기능 요약 (완성된 프로그램 살펴보기)

완성된 암석 구별 프로그램을 실행해보자.

▲ 완성 프로그램 : http://naver.me/xbwSF0wL

암석 구별 프로그램의 실행과정

1) 프로그램 실행하여 이미지 인식하기

2) 인공지능은 촬영된 이미지가 화강암인지 현무암인지를 기존의 학습된 모델을 이용하여 구별한다.

3) 판별된 결과를 화면에 출력하기

만약 촬영한 이미지가 현무암으로 인식되면 박사님이 “현무암이구나!” 이라고 말하고 화강암으로 인식되면 “화강암이구나!”이라고 말하며, 박사님이 손을 내미는 모습으로 바뀐다.

4) 이미지가 입력되지 않을 경우 대응하기

만약 이미지가 입력되지 않으면 박사님이 “암석을 구분해보자.” 라고 말하고, 박사님이 팔을 내미는 모습으로 바뀐다.

5) 암석을 화강암과 현무암으로 구별해주는 프로그램 완성하기

손을 내민 박사님을 클릭하면, 프로그램을 처음부터 다시 실행한다.

 1-4 실습과제

[기본]

1. [보기]를 참고하여 암석 구별 프로그램 알고리즘 완성하기

2. 완성된 암석 구별 프로그램 작동 테스트 및 수정하기

1) 인공지능 학습에 활용된 것 이외의 실제 화강암 사진을 프로그램에 입력하여 프로그램이 정상적으로 작동하는지 확인해 봅시다.

2) 인공지능 학습에 활용된 것 이외의 실제 현무암 사진을 프로그램에 입력하여 프로그램이 정상적으로 작동하는지 확인해 봅시다.

3) 프로그램이 정상적으로 작동하지 않는다면 알고리즘의 단계별로 다시 차분히 확인해 봅시다.

[심화]

1. 암석 구별 인공지능 프로그램을 필요에 맞게 수정하기

1) 화강암, 현무암 구별 시 문구 대신 나의 목소리로 알리기

화강암, 현무암을 구별할 때 문구로만 안내되면 화면을 보아야지만 확인할 수 있다. 이번에는 아래의 기능을 참고하여 나의 목소리로 확인하도록 해보자.

2) 화강암, 현무암 외의 암석을 구분하는 프로그램 만들기

화강암, 현무암 외에 다른 암석을 구분하는 프로그램도 만들 수 있을까?

 2. 암석 구별 인공지능 프로그램을 응용하여 새로운 프로그램 만들기 

이미지 학습 모델을 이용하여 비슷한 동물을 구분하는 프로그램을 만들어 봅시다.

[정리]

아래의 명령어를 살펴보고 어떤 프로그램인지 설명하기

[안내] 트리 오디오 인식 기능 활용 방법

1) 엔트리에서 인공지능 블록 추가하기

인공지능 블록을 생성하기 위해 [블록]에서 [인공지능] 카테고리를 선택한 후 [AI블록 불러오기]를 클릭합니다.

2) AI블록 가운데 [오디오 감지] 를 선택한 후 추가하기를 클릭한다.

3) [인공지능] 카테고리에 생성된 인공지능 블록들을 확인한다.

이미지 모델 학습 블록 살펴보기

엔트리 비디오 인식이 되지 않아요!