고등학생, AI를 적용해 쓰레기 분류 라인 개발

지식을 적용하여 실제 문제를 해결하다

응우옌 탄 빈(Nguyen Thanh Vinh)과 쩐 카이 투안(Tran Khai Tuan)의 작품은 하노이 꺼우저이 구의 과학 연구 경연대회에서 1등을 차지했으며, 최근 응우옌 시우 중·고등학교가 주최한 STEAM 페스티벌에서 전시 및 시연되었습니다.

응우옌 탄 빈(Nguyen Thanh Vinh)은 이 모델에 대해 설명하며, 쓰레기가 체인에 투입되면 상단 센서가 이를 감지하고 사진을 촬영하여 회로 기판에 부착된 AI 모델로 전송한다고 말했습니다. 이 도구는 쓰레기를 종이, 판지, 유리, 금속, 플라스틱 등 다양한 쓰레기 그룹으로 빠르게 분류합니다. 분류가 완료되면 컨베이어 벨트의 와이퍼가 자동으로 쓰레기를 해당 쓰레기통에 버립니다. 센서가 신호를 수신한 후 AI가 쓰레기를 분석하고 분류하는 데 걸리는 시간은 약 1~2초에 불과합니다.

이 제품의 탄생에 대해 응우옌 탄 빈(Nguyen Thanh Vinh)은 이렇게 말했습니다. "약 1년 전, 재활용 생활 쓰레기 분류 모델을 만들어 보자는 생각을 하게 되었습니다. 가정 쓰레기가 제대로 분류되지 않고, 여러 가정이 온갖 종류의 쓰레기를 같은 쓰레기통에 버리는 것을 보고 아이디어를 떠올렸습니다. 이러한 상황이 재활용 쓰레기를 많이 낭비하고, 쓰레기 처리에 어려움을 야기하며, 환경에도 심각한 영향을 미친다는 것을 알게 되었습니다. 작년 여름, 투안(Tuan)을 초대하여 함께 공부하고 연구했습니다. 2024년 9월부터 담임 선생님의 지도 아래 모델을 만들기 시작했습니다."

빈과 투안에게는 이 아이디어를 어떻게 현실로 구현할 것인가가 큰 과제였습니다. 쩐 카이 투안의 말에 따르면, AI라는 개념은 그에게 매우 생소했고 AI를 어떻게 활용해야 할지 몰랐습니다. 당시 투안 역시 빈이 제안한 아이디어에 따라 폐기물 분류 라인을 스스로 학습하고 제어할 수 있는 AI 모델을 어떻게 구축해야 할지 몰랐습니다.

"과학적이고 현대적이며 실무에 최적화된 생산 라인을 구축하여 대량의 폐기물을 동시에 처리하고 분류하는 방법은 무엇일까요? 저는 이를 위해 적합한 기술, 회로 기판, 칩, 카메라, 모터, 그리고 저렴한 재료들을 연구하여 찾아냈습니다."라고 Tran Tuan Khai는 말했습니다.

이 아이디어를 처음 제안하고 AI에 정통한 응우옌 탄 빈(Nguyen Thanh Vinh)은 가장 큰 어려움은 데이터 수집 및 처리 과정이라고 말했습니다. 환경, 조명, 촬영 각도의 다양성을 확보하고 충분히 큰 데이터 세트를 구축해야 합니다. 또한, AI를 하드웨어 시스템과 통합하는 것도 중요합니다. AI는 라즈베리파이에서 실행되지만, 서보 모터를 제어하기 위해 아두이노와 통신해야 하므로, 구성 요소 간 데이터 전송을 최적화하여 낮은 지연 시간과 빠른 응답 속도를 보장해야 합니다.

빈과 투안이 이러한 어려움을 극복하는 데에는 가족의 든든한 동반자가 있었기 때문입니다. 응우옌 탄 빈의 어머니인 마이 티 탄 오안 씨는 이렇게 말했습니다. "빈이 이 아이디어를 제시했을 때, 저도 제품의 실현 가능성뿐만 아니라 과제도 분석했습니다. 그는 로봇과 AI를 이용한 쓰레기 분류 문제도 제기했습니다. 하지만 로봇을 이용한 쓰레기 분류는 비용이 많이 들고, AI는 중학생이 감당할 수 있는 수준을 넘어선다는 것을 알게 되었습니다."

하지만 기술 분야에 종사하는 탄 오안 선생님은 원하는 결과를 얻기 위해 도전을 극복하고 싶은 마음을 잘 알고 계십니다. 아이의 꿈을 이루기 위해 탄 오안 선생님은 아이가 담임 선생님과 학교에 발표하도록 격려하셨습니다.

"선생님과 학교의 지원이 없었다면 아이들은 이 작품을 완성할 수 없었을 겁니다. 특히 담임 선생님께서 항상 꼼꼼하게 지도해 주시고 아이들이 어려움을 극복할 수 있도록 격려해 주셨습니다."라고 탄 오안 씨는 말했습니다.

탄 오안 씨는 자녀들이 AI에 대해 더 많은 지식을 얻도록 돕기 위해 해당 분야 전문가들과 협력하여 빈과 투안이 제품 최적화에 대한 지식을 더 많이 얻을 수 있도록 했습니다. 빈과 투안의 아버지는 두 사람 모두 관련 자료를 찾는 데 도움을 주었습니다.

"PVC 컨베이어 벨트를 구하는 게 정말 어려웠어요. 공장에서 대형 공장용 대형 컨베이어 벨트만 생산하고 소규모 공장용은 생산하지 않았기 때문이죠. 빈 씨의 아버지는 공장에 가서 컨베이어 벨트를 직접 만들어 오셨고, 아들이 제때 제품을 완성할 수 있도록 그날 밤 집으로 가져오셨어요."라고 탄 오안 씨는 회상했습니다.

열정, 가족 및 학교의 지원 외에도 지식은 빈과 투안이 제품을 완성하는 데 여전히 중요한 기반입니다. 응우옌 탄 빈에 따르면, 학교에서는 교육훈련부 프로그램과 케임브리지 프로그램, 두 가지 통합 프로그램을 배우고 있으며, 동시에 컴퓨터 과학을 포함한 속성 IGCSE 과정을 통해 이 제품을 만드는 데 필요한 배경 지식을 더 많이 습득할 수 있도록 돕고 있습니다.

AI를 마스터하는 세대를 꿈꾸며

중·고등학교에는 빈과 투안 같은 학생들 외에도 세계 프로그래밍 경진대회에서 금메달을 딴 학생들이 있습니다. 바로 6·CI5반 Pham Ngoc An 학생인데, 2025 국제 STEM 올림피아드 프로그래밍 부문에서 100점 만점에 100점이라는 만점을 받으며 금메달을 땄습니다.

응웬 시에우 중·고등학교 교장 응웬 티 민 투이 씨는 "저희는 약 10년 전부터 축제를 통해 학생들의 열정을 고취하기 위해 STEAM 교육 프로그램을 매우 일찍부터 시행해 왔습니다. AI와 반도체 칩이 우리 삶에 들어왔을 뿐만 아니라 세계 경제에도 영향을 미치고 있기 때문에, 이제는 반도체 기술을 교과 과정에 통합해야 할 때입니다. 학교는 끊임없이 기술을 발전시키고 있으며, 앞으로는 여러 과목을 통합한 반도체 기술 프로그램을 도입할 계획입니다."라고 말했습니다.

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

민 투이 씨에 따르면, 아이들은 게임을 하는 것처럼 보이지만 로봇과 상호작용하며 과제를 주고받고 명령을 내립니다. 미취학 아동부터 전 세계적으로 4~8세 어린이를 위한 대회가 열리고 베트남 학생들도 참여하고 있습니다. 아이들이 나이가 들수록 기술에 대한 열정은 더욱 커집니다. AI가 강력하게 발전하면 아이들은 AI에 휘둘리지 않고 기술을 이해하고 익힐 수 있습니다.

학생들은 외국어를 통해 새로운 기술에 접근할 수 있는데, 이는 응우옌 시에우 중학교와 고등학교가 수년간 시행해 온 방법입니다.

민 투이 씨는 "영어는 의사소통 도구일 뿐만 아니라 학생들은 학술 영어를 사용해 세계의 최신 문서를 검색하기도 합니다."라고 말했습니다.

학생들이 어떤 분야에든 열정을 갖도록 하는 핵심 요인으로 교사를 꼽은 응우옌 티 민 투이 씨는 이렇게 말했습니다. "학교는 교사들의 전문 기술 향상을 위한 교육뿐만 아니라 영어 교육도 제공합니다. 동시에, 기술과 영어에 능숙한 젊은 교사들을 양성하여 학생들이 체계적이고 빠르게 과학 기술에 자신 있게 접근할 수 있도록 이끌고 있습니다."

평생 학습 정신을 가진 민 투이 씨는 기술이 인간을 대체할 수는 있지만 감성 지능은 대체할 수 없다고 믿습니다. 학생들이 기술을 숙달하고 인본주의적 가치를 지역 사회에 전파하기 위해서는 감성 지능이 필수적입니다. 빈과 투안처럼 두 사람은 단순히 AI를 적용하여 제품을 만드는 데 그치지 않고, 더 중요한 것은 그들의 제품이 지역 사회에 의미 있고 실용적인 방식으로 환경을 보호한다는 것입니다.

교육훈련부 차관 팜 응옥 트엉(Pham Ngoc Thuong)은 교육 및 기타 분야 전반의 현대화를 위해서는 과학, 기술, 그리고 디지털 전환을 통해 획기적인 발전을 이루어야 한다고 강조했습니다. 당과 국가가 교육의 근본적이고 포괄적인 혁신에 관한 결의안 29호와 최근 과학기술 발전에 관한 결의안 57호를 시행한 현 상황은 AI를 일반 교육에 도입하기에 유리한 환경입니다. 동시에 그는 "핵심은 학생을 중심으로 교사와 관리자 교육에 집중하는 것"이라고 강조했습니다.

팜 응옥 투옹 차관은 일반교육부에 AI를 교육과정에 더욱 빠르고 강력하게 통합하는 방안을 자문하도록 지시했습니다. 특히 중등 교육의 정보기술(IT) 및 기술 과목에 AI를 도입하는 것이 중요합니다. 동시에 교육훈련부는 교사들이 AI를 활용할 수 있도록 적극적으로 교육하고 역량을 개발해야 합니다.

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