고등학생, AI를 적용해 쓰레기 분류 라인 개발

실제 문제를 해결하기 위해 지식을 적용하다

응우옌 탄 빈(Nguyen Thanh Vinh)과 쩐 카이 투안(Tran Khai Tuan)의 작품은 하노이의 꺼우저이 구 과학연구경연대회에서 1등을 차지했으며, 최근 응우옌 시에우 중·고등학교가 주최한 STEAM 페스티벌에서 전시 및 공연을 가졌습니다.

이 모델에 대해 Nguyen Thanh Vinh 씨는 쓰레기가 체인에 들어가면 위의 센서가 이를 감지하고 사진을 찍어 회로 기판에 부착된 AI 모델로 전송한다고 말했습니다. 이 도구는 쓰레기를 종이와 판지, 유리, 금속, 플라스틱 및 기타 쓰레기 등 여러 그룹으로 빠르게 분류합니다. 그곳에서 컨베이어 벨트에 있는 와이퍼가 자동으로 쓰레기를 해당 쓰레기통에 쓸어 담습니다. 센서가 신호를 받고 AI가 폐기물을 분석해 분류하는 데 걸리는 시간은 약 1~2초에 불과합니다.

이 제품의 탄생에 대해 Nguyen Thanh Vinh은 다음과 같이 말했습니다. "약 1년 전, 재활용된 가정 쓰레기를 분류하는 모델을 만드는 아이디어를 떠올렸습니다. 이는 가정 쓰레기가 분류되지 않고, 가족들이 모든 종류의 쓰레기를 같은 쓰레기통에 버리는 것을 보고 떠올랐습니다. 이로 인해 많은 재활용 쓰레기가 낭비되고 쓰레기 처리에 어려움을 겪고 환경에 심각한 영향을 미친다는 것을 알게 되었습니다. 작년 여름, 저는 Tuan을 초대하여 저와 함께 공부하고 연구했습니다. 2024년 9월에 담임 선생님의 지도 하에 모델을 만들기 시작했습니다."

아이디어를 현실로 만드는 것은 빈과 투안에게 큰 과제입니다. 트란 카이 투안의 말에 따르면, AI라는 개념은 그에게 아직 생소한 개념이고, 어떻게 사용하는지도 모른다고 합니다. 당시 투안 역시 빈이 제안한 아이디어에 따라 폐기물 분류 라인을 스스로 학습하고 제어할 수 있는 AI 모델을 어떻게 만들어야 할지 몰랐습니다.

"과학적, 현대적, 그리고 동시에 많은 폐기물을 처리하고 분류하기 위해 실무적으로 최적화된 생산 라인을 만드는 방법. 저는 그것을 만들기 위해 적절한 기술, 회로 기판, 칩, 카메라, 모터, 그리고 저렴한 재료를 조사하고 찾았습니다." Tran Tuan Khai가 공유했습니다.

이 아이디어를 처음 내놓았고 AI에 대한 지식이 있는 응우옌 탄 빈(Nguyen Thanh Vinh)은 가장 큰 어려움은 데이터 수집과 처리 과정이라고 말하며, 환경, 조명, 촬영 각도의 다양성을 보장하면서 충분히 큰 데이터 세트를 구축하는 것이 필요하다고 말했습니다. 또한, AI를 하드웨어 시스템과 통합하는 것도 중요합니다. AI는 Raspberry Pi에서 실행되지만 서보 모터를 제어하기 위해 Arduino와 통신해야 하므로 구성 요소 간의 데이터 전송을 최적화하여 낮은 지연 시간과 빠른 응답을 보장해야 합니다.

빈과 투안과 함께 이러한 어려움을 극복하는 것은 가족적인 우정입니다. Nguyen Thanh Vinh의 어머니인 Mai Thi Thanh Oanh 씨는 "Vinh이 저에게 이 아이디어를 제시했을 때, 저는 제품의 어려움과 실현 가능성도 분석했습니다. 그리고 그는 또한 로봇과 AI로 쓰레기를 분류하는 문제를 제기했습니다. 하지만 로봇으로 쓰레기를 분류하는 것은 매우 비용이 많이 들고 AI는 중학생의 손이 닿지 않는 곳이라는 것을 알게 되었을 때,"라고 말했습니다.

하지만 기술 분야에서 일하는 사람으로서 Thanh Oanh 씨는 원하는 제품을 얻기 위해 도전을 극복하고자 하는 열망을 이해합니다. Thanh Oanh 선생님은 자녀의 꿈을 이루기 위해 자녀가 담임 선생님과 학교에 꿈을 소개하도록 격려했습니다.

“선생님과 학교의 지원이 없었다면 아이들은 이 제품을 완성할 수 없었을 겁니다. 특히 담임 선생님은 항상 꼼꼼하게 지도해 주시고 아이들이 어려움을 극복하도록 격려해 주셨습니다.”라고 Thanh Oanh 씨가 말했습니다.

Thanh Oanh 씨는 자녀들이 AI에 대한 지식을 더 많이 얻을 수 있도록 이 분야 전문가와도 교류하여 Vinh과 Tuan이 제품 최적화에 대한 지식을 더 많이 얻을 수 있도록 했습니다. 빈과 투안의 아버지는 모두 재료를 구하는 데 도움을 주셨습니다.

"PVC 컨베이어 벨트를 사는 것은 매우 어려웠습니다. 제조 시설은 작은 공장이 아닌 큰 공장을 위한 대형 컨베이어 벨트만 만들었기 때문입니다. Vinh의 아버지는 제조 시설에 가서 컨베이어 벨트를 만들고 그날 밤 컨베이어 벨트를 집으로 가져와서 아들이 제때 제품을 완성할 수 있도록 했습니다."라고 Thanh Oanh 씨는 회상했습니다.

열정, 가족과 학교의 지원 외에도 지식은 여전히 ​​빈과 투안이 제품을 완성하는 데 기반이 됩니다. Nguyen Thanh Vinh씨에 따르면, 학교에서는 교육부 프로그램과 케임브리지 프로그램이라는 두 가지 통합 프로그램을 배우고 동시에 컴퓨터 과학을 포함한 IGCSE를 단기간에 공부하여 이 제품을 만드는 데 필요한 배경 지식을 더 많이 습득합니다.

AI를 마스터하는 세대를 꿈꾸다

중등학교와 고등학교에는 빈과 투안 같은 학생들 외에도 세계 프로그래밍 대회에서 금상을 수상한 학생들도 있습니다. 2025년 국제 STEM 올림피아드의 프로그래밍 부문에서 100/100의 만점을 받아 금메달을 수상한 6CI5학년 학생 Pham Ngoc An입니다.

Nguyen Sieu 중등학교 교장인 Nguyen Thi Minh Thuy 씨는 "우리는 10년 전부터 축제를 통해 학생들의 열정을 고취하기 위해 STEAM 교육 프로그램을 아주 일찍부터 시행하기 시작했습니다. AI와 반도체 칩이 우리 삶에 들어왔고 세계 경제에 영향을 미치고 있기 때문에 학교에서 반도체 기술을 커리큘럼에 통합할 때가 되었습니다. 학교는 항상 기술을 업데이트하고 있으며, 앞으로는 과목을 통합한 반도체 기술 프로그램을 도입할 것으로 예상됩니다."라고 말했습니다.

하노이의 많은 고등학교가 여전히 기술 프로그램 도입에 주저하고 있는 반면, 유치원과 초등학교부터 게임까지 운동장을 마련한 학교도 있습니다.

민 투이 씨에 따르면, 아이들은 게임을 하고 있다고 생각했지만 로봇과 상호 작용하여 과제를 주고 로봇을 지휘했습니다... 미취학 연령에도 전 세계적으로 4~8세를 위한 토너먼트가 있으며 베트남 학생들이 참여했습니다. 나이가 들수록 기술에 대한 열정이 커집니다. AI가 강력하게 발전하면, AI가 당신을 이끌지 않고 AI를 이해하고 익힐 수 있습니다.

학생들은 외국어를 통해 새로운 기술에 접근합니다. 이는 응우옌시에우 중등학교에서 수년간 시행해 온 방법입니다.

"영어는 의사소통 도구일 뿐만 아니라 학생들은 학술 영어를 사용하여 세계의 최신 문서를 검색합니다."라고 Minh Thuy 씨가 말했습니다.

학생들이 어떤 분야에든 열정을 갖는 데 있어 교사가 핵심 요소라고 밝힌 응웬 티 민 투이 씨는 "학교는 교사들이 전문 기술을 향상시킬 수 있도록 훈련할 뿐만 아니라 영어 교사도 훈련합니다. 동시에, 기술과 영어에 대한 기술을 가진 젊은 교사를 양성하여 학생들이 체계적이고 빠르게 과학과 기술에 자신 있게 접근할 수 있도록 이끌고 있습니다."라고 말했습니다.

평생 학습의 정신을 지닌 민 투이 씨는 기술은 인간을 대체할 수 있지만 감성 지능은 그렇지 못하다고 믿으며, 학생들이 기술을 숙달하고 사회에 인본주의적 가치를 전파하기 위해 갖춰야 할 것이 바로 감성 지능이라고 생각합니다. 빈과 투안과 마찬가지로 그들은 AI를 적용해 제품을 만드는 데 그치지 않고, 더 중요한 점은 그들의 제품이 지역 사회에 의미를 갖고 실질적으로 환경을 보호한다는 것입니다.

교육훈련부 차관 Pham Ngoc Thuong에 따르면, 교육 및 기타 분야 전반을 현대화하려면 과학, 기술 및 디지털 전환을 통해 획기적인 진전을 이루는 것이 필요합니다. 현재 상황은 당과 국가가 교육 분야의 기본적이고 포괄적인 혁신에 관한 결의안 29와 과학기술 개발에 관한 결의안 57을 시행함에 따라 AI를 일반 교육에 도입하기에 유리합니다. 그러면서 “중요한 건 학생을 중심으로 교사와 관리자를 양성하는 것”이라고 강조했다.

Pham Ngoc Thuong 부차관은 교육부에 AI를 교과 과정에 더 신속하고 강력하게 도입하는 데 대한 자문을 맡겼습니다. 먼저, 고등학교 수준의 정보 기술 및 기술 과목에 도입할 가능성이 있습니다. 동시에, 교육훈련부는 교사들이 이 도구를 사용하도록 적극적으로 교육하고 양성해야 합니다.

출처: https://baotintuc.vn/giao-duc/hoc-sinh-pho-thong-ung-dung-ai-sang-che-day-chuyen-phan-loai-rac-20250328151519733.htm