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[중학교] 4차 산업혁명과 미래 핵심기술

여러분 안녕하세요. 이번 시간은 4차 산업혁명과 미래 핵심기술을 알아볼겁니다.

앞에서 4차 산업혁명과 미래 직업에 관하여 조금은 수업해서 어느 정도 이해하고 있을거예요.
오늘은 4차 산업혁명에 대한 깊은 이해와 미래에 필요한 핵심 기술 13가지를 알아보도록 하겠습니다.
이 13가지 미래 핵심 기술 중에 여러분은 몇 가지 정도를 알고 있나요? 이 수업을 마치면 여러분은 미래 핵심 기술을 익히고 미래 사회를 예견해 볼 수 있을 겁니다.
드론의등장은 우리 사회를 풍요롭게 할까요? 이로 인해서 사라질 직업과 생겨날 직업을 생각해 보세요. 또 드론으로인하여 생겨날 사회 규칙 등을 생각해 보세요.
과거에는 없던 드론이이제는 우리의 현실에 다가 왔어요. 앞으로는 우리가 예측 못하는 사회가 시작되겠죠? 드론의등장이라는 단순한 사실 안에는 또 다른 모습을 우리는 볼 수 있어요. 드론이등장하면서 배달, 관측 등 많은 일을 하는 직업이 사라지게 되겠죠. 그렇지만 드론으로인해서 생기는 직업도 많을 겁니다. 미래드론교통담당관, 드론프로그래머, 드론운행기술자 등..... 이렇게 4차 산업은 많은 직업을 사라지게 하면서도 또 많은 직업을 새로 만들게 될겁니다. 이 밖에 드론으로인하여 새로운 법규와 제도가 마련될 것이고 행정기관, 교육기관도 생겨나게 되겠죠.
이번 시간 학습목표는
-. 1차 산업혁명에서 4차 산업혁명까지의 과정을 이해할 수 있다.
-. 4차 산업혁명에 따른 미래 핵심기술을 이해할 수 있다.
입니다.
4차 산업혁명이란 정보통신기술(ICT)의 융합으로 이뤄지는 차세대 산업혁명으로, '초연결', '초지능’, '초융합’ 사회를 말합니다.
초연결성은 사람과 사물, 사물과 사물 등 모든 것이 연결된다는 것으로 사물인터넷이 그 예입니다.
초지능화는 초연결성을 기반으로 대량의 데이터를 수집, 인공지능을 통해 분석하는 것입니다.
예측 가능성은 초연결, 초지능화된상태에서 빅데이터, 인공지능 기반의 기술이 예측 가능한 상태를 말하는 것으로 이 세가지가 융합된 사회가 4차 산업혁명입니다.
산업혁명은 1차부터 4차에 걸려 이뤄졌습니다. 증기기관에서 전기기관, 정보통신 기술의 발달, 인공 지능, 빅데이터를 통한 기술의 융합인 4차 산업혁명으로 이어집니다.
1번 산업혁명의 역사적 흐름에서 보면, 1차는 증기기관의 발명으로 기계적인 장치에서 제품을 생산했고, 2차는 전기기관의 발명으로 대량생산이 가능해져 노동력이 절약되었다고 했습니다. 3차는 정보통신기술, 즉 아이시티의 발달로 생산라인이 자동화되고, 사람은 생산라인의 점검 및 제어 즉 조정만을 하게 되었습니다.
4차에서는 AI, 즉 인공지능과 빅데이터, 로봇 등을 통해 기술이 융합하고 사람과 사물 공간이 초연결화되고초지능화되게되었습니다.
4차 산업혁명은 새로운 변화의 물결입니다. 4차 산업혁명은 우리가 하는 일을 바꾸는 것이 아니라 우리 인류 자체를 바꿀 것이라고 클라우스슈밥세계 경제포럼 회장이 말했습니다.
4차 산업혁명의 핵심 키워드는 융합과 네트워크, 물리학, 생물학, 디지털 등 산업 간 경계가 허물어지고 대량의 정보를 다양한 기기들이 공유할 수 있는 융합과 네트워크의 시대입니다.
4차 산업혁명이란
인공지능, 빅데이터, 초연결등으로 촉발되는 지능화 혁명, 그리고 그 이상입니다.
표에 나오는 내용들을 주의깊게살펴보면 1차에서 4차로 갈수록 산업혁명의 주기와 범위와 영향력이 많이 증가하는 것을 볼 수 있습니다.
3차에서 인간의 계획된 프로그래밍인 논리를 중요시하는 컴퓨터, 인터넷 시대였다면 4차는 기계의 방대한 데이터 반복학습이 직관화 되면서 인공지능, 빅데이터, 초연결사회가 되었습니다.
향후나타날우리나라의사회현상입니다. 저출산초고령화사회, 불평등문제, 미래세대삶의불안정성, 고용불안, 국가간 환경영향증대입니다.
다음은 사이버범죄, 에너지 및 자원고갈, 북한과 안보 통일 문제, 기후변화 및 자연 재해, 저성장과 성장 전략전환입니다.
위 10가지 미래 사회에 생길 수 있는 현상들입니다. 여러분들이 이런 사회 현상에 관심을 갖게 되면 여러분들의 직업 선택에도 많은 도움이 될 겁니다.
다음은 미래 핵심기술에 관하여 알아보도록 하겠습니다.
웨어러블 디바이스라는 것은 신체에 착용할 수 있게 제작된 디바이스를 개발하는 기술 신체 착용할 수 있게 제작된 디바이스를 개발하는 기술을 말합니다.
왼쪽에 보면 스마트워치들이여러 종류가 나와 있죠. 이 스마트워치들은지금 계속 발전을 해서 여러 가지 용도로 사용하고 있습니다.
웨어러블 디바이스는 신체에 착용할 수 있게 제작된 장치를 개발하는 기술입니다.
현재 시계, 안경, 옷 등과 같이 다양한 형태로 개발되고 있습니다.
센서와 처리 기기들이 착용에 부담이 없을 정도로 작아지고 가벼워지면서 가능해졌습니다.
스마트워치, 구글 렌즈, 혈압계, 심박동기, 헬스케어, 스마트 의류 등에 활용되고 있습니다.
관련 직업은 웨어러블 기기 개발자입니다.
웨어러블 기기 개발자가 하는 일은 시계, 안경 같은 액세서리, 옷 등 입거나 차거나 착용하는 기기들을 제어할 수 있도록 전자기기를 작동시키는 기술을 연구합니다.
앞으로 실생활에 보다 많이 활용될 분야이니 관심을 갖아 주었으면 좋겠습니다.
웨어러블 디바이스라는 의미는 무엇일까요? 웨어러블은 입일 수 있다는 의미이고 디바이스 장치 기계입니다. 입을 수 있는 기계장치 즉 몸에 부착할 수 있는 기계와 장치를 웨어러블 디바이스라고 합니다.
그래서 안경, 시계 등과 같이 사용자의 신체에 착용할 수 있는 전자장치를 말하고 있습니다.
이 장치를 통해 사용자 신체의 변화와 주변 환경에 대한 상세정보를 계속 실시간으로 수집할 수 있으므로 건강상태를 점검하기에 굉장히 편리합니다.
초기 웨어러블 디바이스는 액세서리 의류 일체 직물 형태의 시장을 형성했으나 현재는 생체인식 형태로까지점차 발전하는 나아가고 있습니다.
지금 삼성 등에서 나오는 스마트워치같은 경우는 당도 측정부터 시작해서 우리 몸을 지키는 의료 용도 뿐만 아니라 다양한 기능을 갖추고 발전되고 있습니다.
웨어러블 디바이스가 적용된 기기를 더 보겠습니다.
왼쪽에 보면 노인 건강을 케어하는글로캡이라는거예요. 약 복용 시간에 도움을 주게 돼서 만들어진 것입니다.
두 번째는 반려동물이나 어린이 치료할 때 올렛이라는그 제품이 있습니다. 양말의 체온과 혈액 그 다음에 산소농도를 체크하는 거고요
다음에 장애인 도우미 닷이라는게 있습니다. 움직이는 점자로 시간을 체크할 수 있게 만들어져 있어 시각장애인에게 많은 도움을 줍니다.
다음은 프로펠러예요. 응급환자 생명구조에 쓰이는 것으로 천식 기침을 갑자기 발작하는 빈도를 측정하여 급한 경우를 방지하게 하는 웨어러블 디바이스입니다.
두 번째 미래 핵심기술인 3D 프린팅입니다. 자 정의를 한번 볼까요? 3차원 제품의 형상을 디지털로 설계, 스캔하여 입체 구조물을 제작 다른 기술을 3D 프린팅이라고 합니다.
3D 프린팅은 3차원제품의 형상을 디지털로 설계, 스캔, 입체 구조물을 제작기술입니다.
3D 프린팅으로 인하여 필요한 물건을 만들어 쓸 수 있으므로 시간과 비용을 줄일 수 있습니다.
쌓아가는 적층형, 깍아내는절삭형 등으로 구분되고 모델링, 프린팅, 피니싱의제작 단계를 거치게 됩니다.
생활용품에서부터 건축, 음식, 무인비행기, 인공관절 등 활용 분야가 많습니다. 관련 직업은 3D 프린팅 운영 전문가로 만들고자 하는 제품의 모양을 설계하고, 설계된 모양대로 3D프린터로 출력하고 제품에 색을 입히는 등의 최종 마무리 작업을 하여 완제품을 만듭니다.
산업 4차 산업의 언어라는 3D 프린팅은 도면과 재료만 있으면 단순 모형부터 자동차까지 뚝딱 만들어낼 수 있습니다. 주택 인공위성도 모자라서 심지어 인공장기까지 만들기 시작했습니다.
21세기의 연금술로 일컬어지는 3D 프린팅 기술인데요, 미래를 이끌 신기술에 대해서 더 알아보기로 하겠습니다.
3D 프린팅으로 멸종위기 동물은 인공부화해 복제할 수 있을까? 한번 생각을 해보면서 수업을 진행하겠습니다.
원하는 것을 뚝딱 만들어지는 3D 프린팅의 마법입니다.
만약 딱 한 번 3D 프린팅 기술을 쓸 수 있다면 여러분은 무엇을 가장하고 만들고 싶을까요?
“인공장기를 만들어 수많은 이식 대기 환자들에게 선물하고 싶어요”라고 했네요.
학생 : 박사님 이게 뭐예요?
박사 : 3D 프린터예요. 연구할 때 많은 도움이 될 것 같아 마련했는데, 어떠 멋지죠?
남학생 : 와. 저 그럼 이거 10개만 프린트해 주세요. 이거 정말 맛있는데 먹어서 없어지는게 너무 아깝거든요.
여학생 : 야, 벌써 몇 개째먹는데 프린트까지 해서 더 먹어야겠냐?
3D 프린팅은 의료 분야에 혁신을 불러오게 되었습니다. 귀나 혈관 근육 같은 신체기관이나 조직부터 보청기 치아 의족 등 의료 보조용품도 쓰리 프린터로 만들고 있습니다.
여기화면에나와있는로보핸드라는건데요손목의 움직임이 계속된 내전으로 해서 전쟁으로 손목이 잘려나간아프리카의 다니엘이라는 청년의 의수를 만들었는 가격 100달러에 불과합니다.
생산 비용도 적고 인쇄하는데 여섯 시간밖에 걸리지 않았다고 합니다.
다음은 바이오 3D 프린팅입니다. 쓰리 디프린터로조직 장기 등을 인쇄해 인간에게 이식하는 기술을 말합니다. 환자의 세포를 배양해서 인쇄하기 때문에 부작용이나 2차 감염을 줄일 수 있습니다. 즉 자기의 장기를 이용해서 다시 만들고 재생하기 때문에 상당히 안전하다고 할 수가 있죠. 그래서 안전하게 장기를 이식하는 겁니다.
문제를 통해 3D 프린팅을 알아 봅시다. 문제를 듣고 O,X를 맞쳐보세요. 응답시간은 3초입니다.
첫번째 문제 : 3D 프린팅은 주로 작은 크기의 제품을 작업할 때 이용한다.
(3초 후) 정답은 O입니다.
크기가 큰 것도 이용 가능하지만 시제품을 만들 때 빨리 작업하는데 유리합니다.
문제를 통해 3D 프린팅을 알아 봅시다. 문제를 듣고 O,X를 맞쳐보세요. 응답시간은 3초입니다.
첫번째 문제 : 물체를 여러 개 이어 붙일 수 없으므로 복잡한 구조물은 만들 수 없다.
(3초 후) 정답은 X 입니다.
물체를 여러 개 이어 붙일 수도 있고 복잡한 구조물, 건물, 자동차 등도 만들 수 있습니다.
문제를 통해 3D 프린팅을 알아 봅시다. 문제를 듣고 O,X를 맞쳐보세요. 응답시간은 3초입니다.
첫번째 문제 : 능숙하게 다루는 기술만 익히면 창의적이고 예술적인 작품을 만들 수 있다.
(3초 후) 정답은 O입니다.
기술이 능숙해지만 다양하고 창의적이고 예술적인 작품을 만들 수 있습니다.
지금까지 배운 내용을 정리해 보겠습니다.
첫째, 1차산업혁명부터 제4차 산업혁명까지 역사적 흐름을 알아보고 4차 산업혁명이란 무엇인가 정의를 내려 봤습니다.
제4차의 특징을 살펴보고 미래 핵심기술 13가지중에먼저 2가지 기술인 웨어러블 디바이스와
3D 프린팅 기술을 알아 보았습니다.
여러분도 미래 사회에 대해 많은 관심을 갖고 다음 시간에는 미래 핵심기술 13가지 중 11가지를 소개하도록 하겠습니다.
이상으로 4차 산업혁명과 미래 핵심기술(1) 수업을 마치도록 하겠습니다.

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