KR101803482B1 - 맞춤형 3d 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자 단말로 진행하는 게임의 로봇 캐릭터 디자인을 사용자가 직접 커스터마이징(customizing)하여 캐릭터 선택의 자유도와 게임 집중도를 높이고, 이렇게 사용자가 직접 커스터마이징한 로봇 캐릭터를 이용해 코딩(coding) 교육용 프로그램을 게임으로 진행함으로써 코딩 교육에 대한 관심도 및 접근성을 높여 유아나 어린이의 조기 코딩 교육용으로 활용할 수 있으며, 커스터마이징한 로봇 캐릭터를 3D 프린팅하여 실물로 제공함으로써, 온라인(on-line)과 오프라인(off-line)을 모두 이용해 코딩 학습 및 학습된 지식의 적용을 구현함으로써, 코딩 교육의 효율을 향상시킬 수 있는 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템에 관한 것이다.

Description

맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템{GAME SYSTEM USING 3D PRINTING ROBOT}

본 발명은 사용자 단말로 진행하는 게임의 로봇 캐릭터 디자인을 사용자가 직접 커스터마이징(customizing)하여 캐릭터 선택의 자유도와 게임 집중도를 높이고, 이렇게 사용자가 직접 커스터마이징한 로봇 캐릭터를 이용해 코딩(coding) 교육용 프로그램을 게임으로 진행함으로써 코딩 교육에 대한 관심도 및 접근성을 높여 유아나 어린이의 조기 코딩 교육용으로 활용할 수 있으며, 커스터마이징한 로봇 캐릭터를 3D 프린팅하여 실물로 제공함으로써, 온라인(on-line)과 오프라인(off-line)을 모두 이용해 코딩 학습 및 학습된 지식의 적용을 구현함으로써, 코딩 교육의 효율을 향상시킬 수 있는 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템에 관한 것이다.

아이들의 지능 발달과 재미를 위해 조립식 완구, 특히 조립식 로봇이 오래 전부터 제공되었다. 이러한 조립식 로봇은 최근에 동력을 사용하여 작동되는 형태로 발전되고 있다.

이러한 조립식 로봇은 조립 구조 및 작동 구조 등이 발달됨에 따라 단순히 아이들의 놀이 문화 현상에 국한되지 않고, 로봇의 기초 및 응용 또는 로봇 작동을 위한 프로그래밍 등을 학습하면서 즐기기 위한 최첨단 로봇으로 발전되어 일반 성인들의 취미 활동으로 점차 발전하고 있는 추세이다.

이러한 최첨단 조립식 로봇은 대표적으로 덴마크의 LEGO사에서 판매하고 있는 MINDSTORMS^ㄾ(이하 마인드스톰이라 칭함.)이 있는데, 마인드스톰은 CPU, 각종 제어 모듈 및 모터 등이 내장된 베이스키트(프로그램 브릭)에 각종 관절 부품들을 조립하여, 다양한 형태로 로봇을 만들어 다양한 형태로 작동시킬 수 있는 제품으로써, 로봇을 이용한 대학생 등의 프로그래밍 입문 교육에도 널리 사용되고 있는 제품이다.

이 뿐만 아니라, 미국 Innovation First사의 VEXrobotics, Parallax사, 독일의 Fischertechnik 등이 다양한 종류의 교구 로봇키트 시리즈를 제공하고 있으며 이러한 제품들은 다양한 블록들과 센서들을 활용하여 학생 스스로가 조립하고 동작을 입력하고 오동작 여부를 검증하는 서비스를 제공하는 등, 세계의 많은 업체에서 다양한 블록과 센서들을 이용하여 사용자가 직접 조립하고 프로그래밍된 동작을 입력할 수 있는 조립식 로봇이 출시되고 있다.

이러한 조립식 로봇은 대부분, 블록 또는 모듈식 조립 방식을 채택하여, 사용자의 취향 또는 사용 목적 등에 맞게 다양한 형태로 조립되는 것이 하나의 특징이다.

그러나 상기 레고 사의 마인드스톰을 비롯한 종래의 조립식 로봇은 사용자가 다양한 형태로 조립할 수 있더라도, 결국은 제조사에서 판매되는 부품 디자인에 한정될 수밖에 없어 엄밀한 맞춤형 로봇이라 할 수 없다.

즉, 대부분의 조립식 로봇은 조립 및 제작의 편의를 위하여 정형화된 디자인의 부품들을 이용하여, 부품들의 조립 구조를 달리함에 따라 다양한 형태의 로봇으로 조립되어지므로, 완성된 로봇의 외관 디자인이 한정적이거나, 외관 디자인의 질이 떨어지게 된다.

실제로 상기 레고사의 마인드스톰 제품의 경우, 부품의 조립이 어렵고, 모듈화된 부품의 조립만으로 로봇이 완성되기 때문에, 다양한 디자인 또는 작동을 하는 로봇의 완성이 제한적이다.

즉 마인드스톰은 제조사에서 제공하는 한정된 부품만을 이용해 조립할 수 있기 때문에 제작되는 로봇의 외관 디자인 및 작동 방식이 대동소이하여 차별성이 없고, 이에 따라 마인드스톰을 통해 제작할 수 있는 로봇의 종류 또는 디자인은 인터넷상에서 검증이 완료된 한정된 조립 구조로밖에 구현될 수 없는 한계가 있다.

특히 종래의 모듈형 조립식 로봇의 경우, 구성 부품들이 블록 형태 등으로 정형화되어 있으므로, 디자인 및 작동의 제약을 받을 수밖에 없는 한계가 있다.

또한 영국 Valiant Technology사의 Roamer 키트 형 교구는 베이스키트 플랫폼으로 시작하여 부품을 플러그하면 다른 종류의 로봇제작이 가능한 모듈화 시스템을 갖추고 있으나, 이 또한 업체에서 제공하는 부품 디자인을 단순히 조합하는 것에 불과하여 로봇 디자인을 사용자가 직접 커스터마이징하는 기능을 100% 제공할 수 없다.

한편 전세계적으로 조기 코딩 교육 열풍이 불고 있는데, 코딩 교육이란, 인터넷이 중심이 되는 미래 사회에 맞춰 아이들이 조기에 프로그래밍 소프트웨어를 더 많이 경험함으로써 창의적인 인재를 육성하기 위한 교육 프로그램을 말하며, 이러한 코딩 교육은 과거 단순 암기하던 알고리즘, 플로차트와 같은 코딩 언어를 암기식이 아닌 레고 블록을 조립하듯이 쉽고 재밌게 학습할 수 있어 전세계적인 관심이 증폭되고 있는 분야이다.

이러한 코딩 교육의 일환으로, 최근에는 PLAY-I사의 Bo & Yana 로봇 등은, 블록리(Blockly), 스크래치(Scratch) 등과 같은 시각적인 인터페이스를 사용해 프로그래밍을 할 수 있는 코딩 전용 프로그램을 이용해 콘텐츠와 로봇을 융합한 모델을 제공하고, 이를 바탕으로 중, 고급 과정으로 전용 API를 이용하여 직접 코드를 작성하고 안드로이드나 iOS에서 실행 가능한 모바일 어플리케이션으로 제작할 수 있는 비즈니스 모델을 제공하고 있으나. 아직 온라인과 오프라인을 모두 아울러 코딩 교육에 접목시킬 수 있는 시스템을 구축하지 못하고 있는 실정이다.

이에 사용자가 교육용 게임, 특히 코딩 교육용 게임을 통해 프로그래밍 지식을 학습하고, 사용자가 구축한 프로그램을 로봇 등으로 실제로 구현하고 이해함으로써, 코딩 교육 효과를 향상시킬 수 있는 전반적인 교육용 게임 시스템의 필요성이 대두되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

사용자의 연령, 취향, 사용 목적, 창의력 개발 등의 세부 목적에 따라, 로봇 캐릭터의 외관 디자인을 맞춤형으로 스스로 커스터마이징하고, 이렇게 커스터마이징된 로봇 캐릭터를 기반으로 온라인 교육 게임과, 오프라인 로봇 제작을 연계하여 제공함으로써, 아동의 조기 코딩 교육의 집중도 및 재미를 향상시켜 교육 효과를 극대화 할 수 있도록, 사용자 단말을 통해 로봇의 부품별 외관 디자인을 사용자가 직접 커스팅마이징할 수 있고, 이렇게 커스터마이징된 로봇 캐릭터를 온라인 게임의 주인공 캐릭터로 활용함과 동시에, 3D 프린터로 오프라인 출력하여 제공할 수 있는 실물 로봇을 사용자가 주문 제작할 수 있는 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히 본 발명은 코딩 교육에 대한, 아이들의 보다 쉬운 접근 및 학습 효율 향상을 위해 로직(logic)을 이용한 코딩 교육용 프로그램과 3D 프린팅 기술을 접목하고, 실물로 구현되는 로봇을 통해 부품별 개별 작동 및 이를 위한 프로그래밍을 쉽게 이해하고 습득할 수 있는 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템은,

메인서버에 저장된 부품별 디자인 정보를 사용자에게 제공하고, 이를 이용해 사용자가 로봇 캐릭터를 직접 커스터마이징하여 주문할 수 있으며, 커스터마이징된 로봇 캐릭터를 이용해 게임을 진행할 수 있는 사용자 단말;

상기 사용자 단말이 접속되어, 로봇 캐릭터의 커스터마이징 정보와, 게임 진행 정보가 저장되는 메인서버; 및

상기 사용자 단말과 상기 메인서버와 연동하여, 상기 메인서버에 저장된 커스터마이징 정보를 기반으로 상기 사용자 단말로 주문된 로봇 캐릭터를 부품별로 3D 출력하여 사용자에게 제공하는 오프라인 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템에서

상기 사용자 단말을 통해 제공되는 게임은 로직(logic)을 이용한 코딩(coding) 교육용 프로그램인 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템에서

상기 오프라인 출력부에서 부품별로 출력되어 조립되는 본체는

커스터마이징된 로봇 캐릭터의 전체 외관을 형성하는 바디와,

상부에 상기 바디가 조립되며, 구동수단을 구비한 베이스키트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템에서 상기 본체는 상기 바디와, 상기 베이스키트가 결합되도록 하는 조립수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템은 교육용 온라인 게임과 3D 프린팅 기술을 이용한 오프라인 로봇 제작을 접목하여, 로봇 캐릭터를 사용자의 연령, 취향, 사용 목적, 창의력 개발 등의 세부 목적에 따라 직접 커스터마이징하고 이를 실제로 구현하여 제작함으로써, 교육 집중도 및 재미를 향상시킬 수 있으며, 특히 로직을 이용한 코딩 교육용 프로그램을 통해 코딩 교육 강화 및 실제 로봇 작동을 통한 프로그래밍 이해 및 습득 효율을 향상시킬 수 있는 이론 교육 및 실기 교육을 함께 실시할 수 있는 신개념 교육용 게임 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

나아가 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템은 로봇의 외관 디자인을 커스터마이징하는데 한계가 없고, 교육 단계별로 습득한 지식을 실제로 적용하여 로봇에 구현함으로써, 로봇의 디자인 및 조립을 단순 취미 활동이나 놀이 목적만으로 활용하는 것에서 더 나아가 아이들의 지능 개발 및 성인들의 지식 습득 등을 위한 교육 및 학습 목적으로 활용할 수 있어 범용성 및 효용성이 매우 뛰어나다.

도 1은 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2a는 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템의 커스터마이징 예시도들이고, 도 2b는 게임 화면 예시도들.
도 3a, 도 3b는 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇의 일실시예를 도시한 외관 사시도 및 1차 분해 사시도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇의 커스터마이징을 설명하기 위한 도면들.
도 5는 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇에서 바디의 부품별 디자인을 예시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇에서 베이스키트에 부가되는 구성을 설명하기 위한 도면.
도 7, 도 8a, 도 8b는 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇에서 조립수단을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 요부 사시도 및 조립 상태별 단면도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 3a를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템을 첨된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 도 1에 도시된 바와 같이(이하 로봇의 부품별 구체 구성의 도면 부호는 다른 도면 참고.), 본 발명에 따른 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템은 크게, 사용자 단말(30), 메인서버(S), 오프라인 출력부(50)를 포함한다.

먼저 상기 사용자 단말(30)은 상기 메인서버(S)에 접속 가능한 게임 기능을 포함하는 어플리케이션이 탑재되는 것으로, 사용자는 사용자 단말(30)을 통해 상기 메인서버(S)의 이미지 제공부(20)에 접속하여 로봇 캐릭터의 부품별 정보를 제공받을 수 있으며, 어플리케이션을 통해 로봇 캐릭터를 부품별로 다양하게 조합, 조립, 선택하여 메인서버(S)에서 제공하는 게임을 진행할 수 있다.

사용자는 상기 어플리케이션을 통해 제공된 부품별 디자인 정보를 확인하고, 자신의 취향에 맞게 부품을 선택하여 바디(110) 및 베이스키트(120)를 커스터마이징할 수 있고(도 2a 참고.), 이렇게 커스터마이징된 정보는 후술하는 상기 메인서버(S)의 저장부(40)에 저장되어, 게임 진행을 위한 캐릭터 및 오프라인 실물 로봇 3D 프린팅을 위한 출력 정보로 활용된다.

이때 사용자는 본 발명의 게임 시스템을 활용하여, 판매자가 이미지 제공부(20)에 미리 저장해 놓은 부품별 3D 이미지 정보(디자인 정보)를 기반으로, 바디(110) 및 베이스키트(120)의 구체 구성뿐만 아니라, 디자인까지도 선택할 수 있다.

여기서 부품별 디자인 정보란 개념은 로봇의 외관을 구성하는 각종 액세서리 등을 포함하는, 개별 부품마다 다수의 디자인 개념이 채용되는 것을 의미한다(도 5 참고.).

즉, 본 명세서의 도면과 같이, 바디(110)가 머리, 몸통, 팔로 구성된 반(半) 인간형 로봇이고, 베이스키트(120)가 캐터필러로 연결된 구동부재(121)를 갖는 구동수단을 포함할 경우,

바디(110)로써, 머리, 몸통, 팔의 각 관절 또는 그 일부, 그리고 각 부분에 부가될 수 있는 액세서리 및 베이스키트(120)로써 구동부재(121), 베이스 프레임(122) 등이 모두 개별 부품으로 제작되고, 이러한 개별 부품들은 판매자에 의하여 미리 3D 모델로 이미지 제공부(20)에 저장되는데, 이때 개별 부품마다 다수(적게는 수 종류에서 많게는 수십 종류)의 디자인으로 설계되어 이미지 제공부(20)에 저장된다.

그리고 사용자는 하나의 로봇을 구성하는 부품들을 자신의 취향에 맞게 개별적으로 직접 선택하여, 선택된 부품들의 조립으로 바디(110) 및 베이스키트(120)의 외관이 결정된다.

따라서 본 발명에 의한 맞춤형 3D 프린팅 로봇은 종래의 로봇과 달리 사용자가 직접 로봇의 전체 디자인을 커스터마이징할 수 있으므로 사용자에 맞게 개성적인 로봇을 제공할 수 있다. 즉, 예를 들어 로봇의 전체 부품의 10개이고, 각 부품마다 10개의 디자인이 채용될 경우, 로봇은 총 100개의 각기 다른 디자인으로 조립될 수 있으며, 사용자가 후술하는 디자인 정보의 업데이트를 실시하면 이를 통해 조합될 수 있는 디자인의 개수에 실질적인 한계가 없게 된다.

이때 사용자 단말(30)에 탑재되는 어플리케이션은 단순히 부품별 디자인 정보를 3D 이미지로 제공하는 것에서 더 나아가, 선택된 부품들이 다양하게 조립된 상태를 사용자에게 디스플레이(도 4a ~ 도 4c 참고.)할 수 있고, 조립된 상태에서 부품별로 디자인을 변경, 교체하여 확인(도 4d, 도 4e 참고.)할 수 있고, 더 나아가 조립된 상태에서 부품별 작동을 시뮬레이션할 수 있다.

또한 상기 어플리케이션은 개별 부품별로 회전 및 이동을 디스플레이하거나, 개별 부품별로 크기 및 색상 등을 조절하는 기능을 지원할 수 있다.

그리고 상기 어플리케이션은 사용자의 취향에 맞게 커스터마이징된 로봇의 조립 정보(또는 부품 선택 정보)를 저장부(40)로 전송하여 저장하고, 재로딩할 수 있는 파일 입출력 기능을 포함한다.

사용자가 어플리케이션을 통해 로봇 캐릭터의 외관 디자인을 최종 확정하여 저장하면, 저장된 로봇 디자인은 게임 진행에 필요한 로봇 캐릭터로 활용됨과 동시에, 이를 구매 신호(주문 신호)로 메인서버(S)에 송신하여, 이를 기반으로 하여 3D 프린터를 포함하는 오프라인 출력부(50)를 통해 부품들을 3차원 이미지로 출력하여 실제로 제작, 제공받아 로봇을 실물로 조립함으로써, 온라인 게임과 오프라인 로봇을 동시에 활용할 수 있다.

이때 사용자가 직접 커스터마이징한 로봇 캐릭터를 이용해 진행하는 게임은 사용 목적 등에 따라 달라질 수 있는데, 특히, 본 발명은 사용자 단말(30)을 통해 제공되는 게임으로써, 로직(logic)을 이용한 코딩(coding) 교육용 프로그램을 제공한다.

로직(logic)을 이용한 코딩(coding) 교육용 프로그램이란, 퍼즐이나 블록 등을 활용하여 컴퓨터를 기반으로 하는 프로그래밍에 필요한 디지털 논리 회로에 대한 교육을 게임 방식으로 단계별로 구현하여 제공하는 것으로, 동작, 제어, 형태, 소리, 연산 등 다양한 퍼즐 또는 블록을 조합해 로봇의 설계, 게임, 애니메이션, 미디어 아트 등의 프로그램 지식을 습득하고 제작할 수 있도록 하는 소프트웨어를 말한다.

이러한 로직(logic)을 이용한 코딩(coding) 교육용 프로그램을 활용하게 되면, 종래에 컴퓨터 프로그래밍이나 알고리즘 이해를 위한 암기식 교육을, 레고의 블록처럼 명령어 조작을 통해 맞추고 캐릭터를 논리적으로 이동시킴으로써 코딩 기초 교육을 단계별로 쉽게 습득할 수 있다.

코딩 교육용 프로그램은 퍼즐이나 블록을 맞추고 로봇을 조립하는 등 어떤 대상의 구현 및 작동 원리를 논리적으로 쉽게 습득할 수 있게 도움을 주며,

코딩 교육용 프로그램 일례로, 대표적으로 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)에서 개발한 교육용 프로그래밍 언어인 '스크래치(Scratch'가 있다.

'스크래치'는 정해진 논리나 원칙에 맞게 블록을 쌓거나 캐릭터를 이동시켜 새로운 프로그램을 만드는 것과 같은 코딩 교육 효과를 제공하여 프로그래밍 기초를 위한 코딩 학습을 단계별로 제공한다.

도 2b는 '스크래치'와 같은, 로봇 캐릭터를 정해진 원칙에 맞게 블록들 사이로 이동시키거나 블록(또는 퍼즐)을 맞추어 과제를 해결하도록 하는 게임 방식의 코딩 교육용 프로그램의 예시도로써, 사용자는 직접 커스터마이징한 로봇 캐릭터를 활용해 게임을 진행하고 애니메이션으로 볼 수 있기 때문에 게임 접근성 및 집중도를 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 이렇게 사용자가 직접 커스터마이징하여 게임을 진행하는 로봇 캐릭터를 오프라인 출력부(50)를 통해 3D 프린팅 하여, 게임 진행에 따라 습득한 프로그래밍 지식을 활용해 자신만의 로봇을 실물로 주문, 제작할 수 있으며, 특히 로봇의 부품별 작동 원리를 게임을 통해 논리적으로 먼저 배우고, 이를 기반으로 실제 로봇에 적용하여 제작할 수 있으므로 코딩 교육이 단순히 이론적인 학습에 그치지 않고 실기로까지 자연스럽게 연장, 연결됨에 따라 코딩 교육 효과를 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

이 경우, 사용자가 직접 커스터마이징한 로봇 캐릭터는 코딩 교육용 게임에 단순 활용되는 것에서 나아가, 온라인 접속을 통한 다른 사용자와의 대결 모드나 특별 스테이지 도전 모드로 활용하고, 더 나아가 실물로 제작한 로봇을 이용해 오프라인 상에서도 부품별 작동을 이용한 로봇 대전 등을 구현함으로써, 온라인과 오프라인을 모두 이용한 코딩 교육 및 이를 활용한 놀이를 제공할 수 있다.

이러한 사용자 단말(30)은 일반 마켓을 통해 상기 어플리케이션을 다운받아 사용할 수 있는 일반 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 같은 스마트기기이거나, 메인서버(S)에 접속하여 상기 어플리케이션을 다운받아 사용할 수 있는 일반 PC, 또는 조이스틱 또는 조이패드와 상기 어플리케이션 및 PC 기능이 탑재된 무선 조종기 등의 전자장치가 활용될 수 있다.

참고로 본 발명에서 제공하는 사용자 단말(30)은 블루투스(bluethooth) 모듈, 적외선 통신 모듈(infrared data association), 유무선 랜 카드 및 GPS(Global Positioning System)를 통한 위치 추적이 가능하도록 하기 위해 DGPS 칩이 탑재된 무선 통신 장치와 같은 소정의 통신 모듈을 포함하는 것으로,

마이크로프로세서를 탑재함으로써 일정한 연산 동작을 수행할 수 있는 모든 종류의 단말기를 통칭하는 개념이다.

뿐만 아니라 상기 사용자 단말(30)에 탑재되는 어플리케이션은 데이터 송수신을 통해 실물로 제작된 로봇의 작동을 사용자가 직접 제어할 수 있는 기능을 수행할 수 있다.

다음으로 본 발명의 메인서버(S)는 사용자 단말(30)이 접속하여 상기한 기능의 어플레이션의 다운 및/또는 구동할 수 있도록, 기본적으로 온라인 게임 연결 및 정보 송수신 등을 위한 네트워크부(미도시)와, 이미지 제공부(20) 및 저장부(40)를 포함하는 인터넷 네트워크 기반의 장치 또는 웹서버를 통칭한다.

이하에서는 온라인 연결을 통한 코딩 교육용 게임 제공 및 진행 등 일반적인 게임 시스템에 적용될 수 있는 공지된 네트워크부의 상세 구성에 관한 설명은 생략하고, 본 발명의 핵심 중 하나인 이미지 제공부(20)와 저장부(40)의 기능만을 보다 상세히 설명한다.

상기 이미지 제공부(20)는 후술하는 실물의 로봇 본체를 구성하는 바디(110) 및 베이스키트(120)의 개별 부품별로 각기 다른 디자인 정보가 저장되는 것으로, 인터넷 통신망과 같은 네트워크를 통해 부품별 디자인 정보를 사용자 단말(30)에 제공할 수 있도록 한다.

상기 이미지 제공부(20)는 사용자 단말(30)의 고유 식별 정보를 수신한 후, 내부에 저장된 고유 식별 정보와 매칭하여, 내부에 저장된 고유 식별 정보와 동일할 경우, 상기 사용자 단말(30)에 부품별 디자인 정보를 송신하도록 하는 IP 인증 서버를 포함한다.

이어서 상기 저장부(40)는 상기 어플리케이션을 통해 선택된 바디(110) 및 베이스키트(120)의 커스터마이징 정보를 전달받아 저장한다.

여기서 상기 저장부(40)에 저장되는 커스터마이징 정보는 사용자가 모든 부품의 디자인 정보를 선택하여 완료한 정보(최종 결과물)뿐만 아니라, 부품별 디자인 정보의 일부 또는 완전 확정하기 전의 정보(중간 결과물)를 포함하며,

저장부(40)는 이러한 결과물을 저장하여, 사용자가 사용자 단말(30)의 어플리케이션을 통해 저장된 정보를 언제든지 검색하고, 재로딩 및 변경할 수 있도록 한다.

이러한 이미지 제공부(20)와 저장부(40) 및 네트워크부는 일종의 데이터베이스로써, 하나의 장치로 통합되어 설치될 수 있다.

다음으로 3D 프린터를 포함하는 오프라인 출력부(50)는, 사용자가 사용자 단말(30)을 통해 주문을 완료하게 되면, 상기 저장부(40)의 커스터마이징 정보를 로딩해서 이를 기반으로 하여, 바디(110) 및 베이스키트(120)를 부품별로 개별적으로 3D 이미지로 출력하게 된다.

이렇게 출력이 완료된 부품들은 사용자가 어플리케이션을 통해 전송한 배송 요청 정보에 따라, 판매자가 후술하는 조립수단(130)을 이용해 먼저 조립한 후 사용자에게 완성된 로봇을 사용자에게 배송하거나, 또는 조립 전의 개별 부품들을 사용자에게 배송하여 사용자가 직접 조립할 수 있도록 한다.

상기 3D 프린터는 이미지 제공부(20)에 저장된 부품별 디자인 정보, 즉 부품별 3D 이미지 정보에 따라 3차원 이미지로 개별적으로 출력하는 것으로,

상기 3D 프린터는 플라스틱, 고무, 금속, 세라믹, 나일론 등 다양한 파우더 소재를 이용해 3차원 이미지로 적층하여 출력하는 적층형(쾌속조형 방식) 출력장치 또는 고형 소재 덩어리의 외관을 조각하듯이 깎아내는 절삭형 출력장치 등 공지된 다양한 방식의 3D 프린터가 사용된다.

또한 상기 3D 프린터는 커스터마이징 툴 및 3D 스캐너가 구비된 출력장치일 수 있으며, 이러한 3D 프린터의 구성은 공지된 기술로써 상세한 설명을 생략하도록 한다.

이어서 본 발명의 게임 시스템을 이용한 게임의 진행과, 로봇의 제작 및 제공 서비스를 설명한다.

먼저 사용자는 판매자가 마켓 등에 배포한 무료 어플리케이션을 스마트 폰 등의 사용자 단말(30)로 다운받고(별도의 무선 조종기일 경우, 어플리케이션이 미리 탑재되어 있음.) 어플리케이션을 구동하여 상기 메인서버(S)에 접속한다.

사용자는 어플리케이션을 이용해 판매자가 미리 저장한 로봇의 바디(110) 및 베이스키트(120)의 부품별 디자인 정보를 확인하고, 어플리케이션을 이용해 개별 부품 디자인 및 조립된 로봇의 전체 디자인 등을 확인하여, 자신의 취향에 맞게 커스터마이징을 실시하여 게임 진행에 필요한 로봇 캐릭터를 설정, 완료한다.

이때 사용자가 커스터마이징 중 선택 완료된 부품 디자인 정보는 상기 저장부(40)에 실시간으로 저장되거나, 사용자가 별도의 저장 요청을 할 경우에 상기 저장부(40)에 저장된다.

사용자는 커스터마이징의 중간 결과물 정보를 상기 저장부(40)에 저장한 후 재로딩함으로써, 충분한 시간을 갖고 로봇의 전체 외관 디자인을 다각도로 판단하여, 부품의 디자인, 즉 외형, 크기, 색상 등을 선택할 수 있다.

이렇게 사용자가 로봇의 부품별 디자인 정보를 모두 선택 완료하여 저장하면, 이를 기반으로 로봇 캐릭터가 생성되어 메인서버에서 제공하는 코딩 교육용 프로그램의 주인공 캐릭터로 활용하여 게임을 진행할 수 있고, 게임 진행 중 단계별 클리어에 따라 로봇 캐릭터의 변경, 부품 변경 내지 업그레이드를 실시할 수 있으며, 이렇게 변경되는 로봇 캐릭터 정보는 저장부(40)에 저장되어 필요 시마다 사용자가 재로딩하여 활용할 수 있다.

또한 사용자가 어플리케이션을 이용해 디자인 변경된 로봇 캐릭터를 메인서버(S)에 구매 요청을 하게 되면, 메인서버(S)는 상기 저장부(40)에서 최종 저장된 커스터마이징 정보를 로딩하여 오프라인 출력부(50)로 전송한다.

상기 오프라인 출력부(50)의 3D 프린터는 로딩된 커스터마이징 정보를 기반으로 하여, 부품별로 3차원 이미지로 출력하여 로봇의 주문 제작이 완료되고,

제작된 부품은 조립되기 전 그 상태로 배송되거나, 판매자가 조립한 후 완성된 로봇이 배송된다.

이때 사용자는 상기 어플리케이션을 이용하여, 구동부재(121) 등의 추가 구성 내지 사양 등을 선택하여 주문할 수 있다.

또 사용자 단말(30)로써 일반 PC를 사용할 경우에는 사용자가 상기 이미지 제공부(20)에서 부품별 디자인 정보를 다운받아, 사용자가 직접 3D 모델링 프로그램을 이용해 부품의 외관 디자인을 변경하여, 상기 저장부(40)에 저장할 수 있다.

이 경우, 사용자가 직접 부품의 디자인을 변경하여 상기 저장부(40)에 저장하게 되면, 상기 저장부(40)는 업데이트된 디자인 정보를 상기 이미지 제공부(20)에 기저장된 디자인 정보와 대조하여 서로 매칭되지 않을 때 업데이트된 디자인 정보를 상기 이미지 제공부(20)로 전송하여 저장되도록 함으로써, 본 발명을 이용하는 사용자에게 로봇의 디자인 선택의 폭을 확충하여 제공할 수 있는 개방형 게임 시스템을 구축할 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 게임 시스템을 통해 실물로 제작되는 맞춤형 3D 프린팅 로봇의 구성을 상세히 설명한다.

본 발명의 오프라인 출력부(50)를 통해 부품별로 출력되어 조립되는 본체는, 상술한 바와 같이, 어플리케이션을 통해 커스터마이징된 로봇 캐릭터를 3D 프린팅하여 실물로 구현하는 것으로, 도 3a, 도 3b, 도 4a ~ 도 4e, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 크게 로봇의 전체 외관을 형성하는 바디(110) 및 로봇의 기초가 되는 베이스키트(120)로 구성된다.

상기 바디(110)가 로봇의 전체 외관을 형성한다는 의미는 베이스키트(120)에 비해 상대적으로 외관 디자인 결정에 주된 요소로 기능한다는 의미일 뿐, 상기 베이스키트(120)가 로봇의 외관 디자인적 요소로 기능하지 않는다는 의미가 아니고, 단지 디자인 결정의 폭은 베이스키트(120)보다 바디(110)가 더 크다는 것을 의미한다.

먼저 상기 바디(110)는 다양한 부품의 조립을 통해 이루어지는데, 예를 들어, 도면과 같은 반(半) 인간형 로봇일 경우, 기본적으로 머리, 몸통, 팔 등이 각 관절을 매개로 개별 부품들이 조립되며, 베이스키트(120)가 다리를 대신하여 로봇의 직립 및 이동을 위한 부재로 기능할 수 있다.

물론 도면과 달리, 상기 바디(110)가 머리, 몸통, 팔, 다리를 포함하는 완전(完全) 인간형 로봇의 모든 구성들이 부품별로 조립되어 제작될 수 있고, 이때에는 베이스키트(120)가 다리의 발바닥부에 조립되어, 로봇의 직립 및 이동을 위한 부재로 사용될 것이다.

이밖에도 상기 바디(110)는 동물형 로봇의 외관, 차량형 로봇의 외관 등 다양한 디자인으로 제작될 수 있으며, 도면에서 베이스키트(120)가 동일한 디자인으로 도시되어 있으나 베이스키트(120) 역시 다양한 로봇의 외관 형태, 구조 등에 따라 그 구체적 구성이 달라질 수 있으며, 이러한 바디(11) 및 베이스키트(120)에 관한 상세 설명은 상술한 바와 같다.

이렇게 사용자가 로봇 캐릭터의 부품별 디자인을 개별적으로 선택하여 커스터마이징된 바디(110) 및 베이스키트(120)는 부품별로 서로 조립된 상태에서 베이스키트(120)의 상부에 바디(110)가 결합되어 로봇이 완성된다.

상기 바디(110)는 각 부품별로 개별 작동(여기서 작동은 후술하는 구동수단을 통한 자동 작동뿐만 아니라, 사용자가 수동으로 각 부품의 형태, 위치 등을 조절하는 수동 작동을 포함함.)할 수 있도록 바디(110)를 구성하는 주요 부품들이 관절 구조로 조립(예를 들어 구체관절인형의 관절 구조)될 수 있다.

그리고 상기 베이스키트(120)는 구동수단을 구비하여, 사용자 단말 또는 각종 콘솔 또는 미리 저장된 프로그래밍 또는 각종 센서 등을 이용해 자동으로 구동할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 3a, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 베이스키트(120)는 상부에 상기 바디(110)가 결합되는 베이스 프레임(122)과,

하나 이상의 모터, 각종 기어 및/또는 축, 그리고 상기 모터의 구동력을 전달 받아 작동하는 바퀴나 관절 등을 포함하는 구동부재(121)로 구성된 구동수단을 포함한다.

도면에서는 구동부재(121)로써, 캐터필러가 채용된 실시예를 확인할 수 있으며, 도면에 도시되지 않았으나, 구동부재(121)의 크기, 형상, 개수, 색깔, 캐터필러의 형태, 색깔, 후술하는 통신부(123) 내지 센싱부(126)의 위치, 크기 등을 이미지 제공부(20)에 기저장된 다양한 3D 이미지 정보에 기반하여 사용자가 선택할 수 있다(물론 경우에 따라 베이스 프레임(122)의 디자인도 선택 가능함).

따라서 본 발명의 구동수단이 구비된 베이스키트(120)는 바디(110)를 지지하는 기초로써, 로봇의 실제 움직임을 수행하기 위한 모든 형태를 포괄하는 개념이다.

또 상기 베이스키트(120)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 구동수단을 통한 이동 및 작동을 구현하기 위하여, 상기 구동부재(121) 외에 통신부(123), 발광부(124), 구동 제어부(125), 그리고 센싱부(126) 등을 더 포함할 수 있다.

상기 통신부(123)는 사용자 단말(30; 도 1 참고.)로 사용되는 스마트기기 또는 각종 콘솔 등의 무선 조종기로부터 작동 신호를 전달받기 위한 것으로, 유, 무선 방식 모두 가능하며, 대표적인 무선 방식으로는 RF 통신, 블루투스(bluetooth), 적외선 통신 방식 등이 적용될 수 있다.

그리고 상기 발광부(124)는 하나 이상의 발광 소자(예를 들어 LED 광원 등)로 구성되며, 3D 프린팅 로봇의 동작 상태에 따라 사용자에게 표시하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 로봇이 이동 중이거나 정지 중일 때, 또는 공격이나 방어를 수행할 때 상기 발광부(124)는 서로 다른 일정 색으로 발광 또는 점멸되는 형태로 구동될 수 있다.

다음으로 상기 구동 제어부(125)는 사용자 단말(30)을 통해 송수신되는 제어신호에 따라 상기 구동부재(121)의 구동을 제어한다.

뿐만 아니라, 상기 구동 제어부(125)는 미리 저장된 작동 프로그래밍에 따라 별도의 제어가 필요 없이 로봇이 일정 동작(또는 이동)으로 구동되도록 할 수 있으며, 이 경우 후술하는 센싱부(126)와 연동하여, 그 작동을 자동으로 제어하게 된다.

이어서 상기 센싱부(126)는 베이스 프레임(122)의 전후좌우에 구비되는 각종 센서로 구성된다.

상기 센싱부(126)는 각종 센서로 수집되는 정보를 상기 구동 제어부(125)로 전달하여, 로봇 이동 시 장애물이 있을 경우 자동으로 방향을 전환하도록 하거나(예를 들어 근접 발광 센서), 특정 정보 수집 시 로봇이 특정한 동작을 수행(음성 인식 센서)하도록 할 수 있다.

이러한 구성들을 통해 3D 프린팅된 실물 로봇은 사용자 개인이 단순 구동시켜 사용할 뿐만 아니라, 다른 사용자의 실물 로봇과 연계하여 로봇 대전을 실시하는데 활용할 수 있다.

즉, 사용자 단말(30)을 통해 메인서버(S)에 접속한 상태에서 오프라인 대전을 신청하면, 상대방의 로봇 정보(체결 게이지, 공격력, 방어력 등)가 연동하여 대전이 성사되고, 이후 실물 로봇을 이용해 정해진 게임 원칙에 따라 수동 또는 사용자 단말(30) 등을 이용한 자동 작동을 하여 대전을 실시할 수 있다.

오프라인 대전이 성사되면, 각 로봇에 구비된 구동부재(121), 통신부(123), 발광부(124), 구동 제어부(125), 그리고 센싱부(126)가 사용자의 직접적인 제어나 정해진 프로그램에 따라 작동하여 상대 로봇에 대한 공격 및 방어를 실시하고, 이러한 공격 및 방어 정보는 사용자 단말(30)로 전달되어 로봇의 체력 게이지가 줄거나, 특정 승리 규칙을 달성하는데 활용되어 대전의 승패가 결정되고, 이렇게 오프라인 대전이 종료되면, 대전 상대방의 정보와, 대전 시뮬레이션 정보 등이 메인서버(S)의 저장부(40)로 전송, 저장되어, 온라인 사용자들의 전체적인 대전 순위가 결정되어 제공되는 등의 방식으로 활용될 수 있다.

다시 도 3a, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기한 구성의 바디(110) 및 베이스키트(120)는 조립수단(130)을 통해 서로 결합된다.

상기 조립수단(130)은 상기 바디(110) 하부에 돌출된 돌기부(132)와, 상기 베이스키트(120) 상면에 구비된 조립공(136)을 포함하여, 돌기부(132)가 조립공(136)에 삽입되면서, 암수 결합 방식, 볼트 결합 방식, 나사 조임 방식 등 일반 조립식 로봇 등에 채용될 수 있는 다양한 조립 구조가 사용될 수 있다.

또한 도면에 도시되지 않았으나, 본 발명은 상기 조립수단(130) 외에 베이스키트(120)에 내장된 모터 등의 구동수단의 구동력을 바디(110)로 전달하여 바디(110)의 부품들이 개별 작동할 수 이도록 하는 구동력 전달수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 구동력 전달수단은 상기 모터와 연결된 각종 중개기어 및/또는 축 등으로 구성되고, 이러한 중개기어 및/또는 축이 바디(110) 부품의 관절 등에 연결되어 사용자 단말(30) 또는 구동 제어부(125)의 제어 신호에 따라 바디(110) 역시도 개별 작동이 가능하도록 할 수 있다.

한편 본 발명은 베이스키트(120)에 구동수단이 내장되는 형태이므로, 바디(110)의 바닥과, 베이스키트(120)의 상부면 상에 정형화된 조립수단을 도입하여, 조립의 편의성을 높이는 것이 보다 바람직하다.

즉, 로봇의 전체 외관 디자인을 결정하는 외부로 노출된 부위를 제외한 바디(110)와 베이스키트(120)가 접하는 면에 정형화된 조립수단을 도입하여, 구동수단의 장착을 쉽게 하고,

특히 본 발명은 다양한 조립 방식 중 원터치 스냅 방식의 조립수단(130)을 도입하여, 바디(110)와 베이스키트(120)의 조립 및 분리를 쉽게 실시할 수 있도록 할 수 있다.

이를 위하여 도 7, 도 8a, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 조립수단(130)은 상기 돌기부(132)와, 상기 돌기부(132) 상단과 연결되며 상기 바디(110)의 바닥(111)에서 내측으로 탄성 지지되도록 결합되고 상부면의 높이가 일측으로 경사진 원형사면부(133A)를 갖는 원형몸체(133)로 이루어진 조립부재(131)와,

상기 바디(110)의 바닥(111)에서 상기 조립부재(131) 둘레에 돌설되며, 상측단에 상기 원형사면부(133A)에 접촉되는 고리부(135A)를 갖는 가압돌기(135)와,

상기 베이스키트(120)의 조립공(136) 상에 구비되며, 상기 돌기부(132)의 체결홈(132A)에 삽입되는 원형꼬임부(137A)를 갖는 탄성부재(137)를 포함한다.

먼저 상기 조립부재(131)는 돌기부(132)와 원형몸체(133)를 잇는 연결부(131A) 상에 코일스프링(134)이 결합되어 원형몸체(133)가 바디(110)의 바닥(111) 상부, 즉 내측으로 탄성 지지되도록 결합된다.

그리고 상기 가압돌기(135)는 상기 원형사면부(133A)의 최하측 면부(133a) 상에 배치되어 조립부재(131)를 축으로 바디(110)를 회전시키면, 고리부(135A)가 원형사면부(133A)를 타고 회전하여, 원형몸체(133) 즉, 조립부재(131)를 바디(110) 외측으로 하강 돌출시킨다.

상기 돌기부(132) 및 조립공(136)은 다각 형상으로 형성되어 돌기부(132)가 조립공(136)에 삽입되었을 때 돌기부(132), 즉 조립부재(131)가 회전되지 않으며, 돌기부(132)의 일측 외주면에는 체결홈(132A)이 함몰 형성된다.

그리고 탄성부재(137)는 일종의 토션 스프링으로, 원형꼬임부(137A)의 양측 단부가 벌어지는 방향, 즉 원형꼬임부(137A)가 오므려지는 방향으로 탄성력이 발휘된다.

상기 탄성부재(137)의 일측 단부는 조립공(136)의 설치홈(136a)에 고정 결합되어 고정부(137a)로 기능하고, 타측 단부는 조립공(136) 외측으로 노출되어 가압부(137b)로 기능한다.

따라서 바디(110)와 베이스키트(120)를 조립하기 위하여, 돌기부(132)를 조립공(136)에 1차 삽입한 상태에서 바디(110)를 일측으로 회전시키면, 가압돌기(135)의 고리부(135A)가 원형몸체(133)의 원형사면부(133A)를 타고 동반 회전하게 되어, 결국, 고리부(135A)가 원형사면부(133A)의 최상측 면부(133b)로 이동되면서 원형몸체(133)를 하측으로 가압하여, 조립부재(131)의 돌기부(132)를 하강 돌출시킨다.

이에 따라 상기 돌기부(132)가 조립공(136)에서 하강되면서 원형꼬임부(137A)의 중공부((도 8a에서는 설명의 편의를 위하여, 원형꼬임부(137A)의 중공부가 보이는 형태로 도시하였음.)에 진입하면, 원형꼬임부(137A)가 벌어지면서 돌기부(132)가 중공부를 통과하게 되고, 조립부재(131)의 하강 돌출이 완료되면, 원형꼬임부(137A) 높이에 체결홈(132A)이 도달하여 탄성력에 의해 원형꼬임부(137A)가 다시 오르려지면서 체결홈(132A)에 삽입되어 돌기부(132), 즉 조립부재(131)가 조립공(136)에 고정됨으로써, 바디(110)와 베이스키트(120)의 조립이 완료된다.

이 상태에서는 코일스프링(134)의 압축에 의하여 조립부재(131)와, 바디(110)의 바닥(111)이 서로 멀어지도록 가압되면서 조립부재(131)의 돌기부(132)가 탄성부재(137)에 구속되어 승하강될 수 없으므로, 바디(110)를 베이스키트(120)에서 타방향으로 회전시킬 수가 없기 때문에 바디(110)와 베이스키트(120)의 견고한 조립 상태가 유지된다.

또한 베이스키트(120)의 외측에는 분리 버튼(미도시)이 구비되며, 이와 연결된 버튼부(138)가 상기 탄성부재(137)의 타측 단부, 즉 가압부(137b) 상에 배치된다.

따라서 바디(110)와 베이스키트(120)를 분리하기 위하여, 사용자가 분리 버튼을 누르면 이와 연결된 버튼부(138)가 탄성부재(137)의 가압부(137b)를 가압하여 원형꼬임부(137A)가 벌어지면서 체결홈(13A)에서 이탈하여 돌기부(132)의 구속이 해제된다.

그리고 이 상태에서 바디(110)를 타방향으로 회전시키면 고리부(135A)가 원형사면부(133A)의 최하측 면부(133a)로 이동되면서 가압이 해제되어 코일스프링(134)의 탄성력에 의하여 조립부재(131)가 상승하여, 결국 돌기부(132)가 원형꼬임부(137A)에서 이탈되어 돌기부(132)를 조립공(136)에서 분리시킬 수 있다.

본 발명에 의해 실물로 구현되는 로봇은 상기와 같이 바디(110)의 회전을 통한 원터치 스냅 방식으로 조립수단(130)의 체결이 이루어져, 조립 및 분리가 매우 쉬우면서도, 조립된 상태를 견고하게 유지할 수 있다.

이상으로, 본 발명은 기존에 없던 온라인 게임과 오프라인 실물 로봇을 접목하여 게임으로써의 재미를 높이고, 오프라인 실물 로봇의 디자인 베이스가 되는 로봇 캐릭터를 사용자가 직접 커스터마이징함으로써 게임 집중도를 향상시킬 수 있으며,

코딩 교육용 프로그램을 이용한 게임 진행을 통해 로봇의 설계, 게임, 애니메이션, 미디어 아트 등의 실현에 필요한 프로그래밍 지식을 습득하고, 이를 기반으로 더 높은 단계의 게임에 도전하고 자신의 로봇 캐릭터를 변경, 업그레이드함으로써 교육과 재미를 동시에 즐길 수 있으며,

특히, 온라인을 통한 코딩 교육과, 이를 기반으로 사용자가 직접 커스터마이징하고 작동을 프로그래밍한 실물로봇을 이용한 오프라인 활용이 서로 보완적으로 작용하여 코딩 학습 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 맞춤형 3D 프린팅 로봇 및 이를을 이용한 게임 시스템을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 로봇 20 : 이미지 제공부
30 : 사용자 단말 40 : 저장부
50 : 오프라인 출력부
110 : 바디 120 : 베이스키트
121 : 구동부재 122 : 베이스키트 프레임
123 : 통신부 124 : 발광부
125 : 구동 제어부 126 : 센싱부
130 : 조립수단

Claims (4)

1. 메인서버에 저장된 부품별 디자인 정보를 사용자에게 제공하고, 이를 이용해 사용자가 로봇 캐릭터를 직접 커스터마이징하여 주문할 수 있으며, 커스터마이징된 로봇 캐릭터를 이용해 게임을 진행할 수 있는 사용자 단말;
   상기 사용자 단말이 접속되어, 로봇 캐릭터의 커스터마이징 정보와, 게임 진행 정보가 저장되는 메인서버; 및
   상기 사용자 단말과 상기 메인서버와 연동하여, 상기 메인서버에 저장된 커스터마이징 정보를 기반으로 상기 사용자 단말로 주문된 로봇 캐릭터를 부품별로 3D 출력하여 사용자에게 제공하는 오프라인 출력부;
   를 포함하고,
   상기 오프라인 출력부에서 부품별로 출력되어 조립되는 본체는, 커스터마이징된 로봇 캐릭터의 전체 외관을 형성하는 바디(110), 상부에 상기 바디(110)가 조립되며 구동수단을 구비한 베이스키트(120) 및, 상기 바디(110)와 상기 베이스키트(120)가 결합되도록 하는 조립수단(130)을 포함하며,
   상기 조립수단(130)은,
   상기 바디(110) 하부에 돌출된 돌기부(132),
   상기 돌기부(132) 상단과 연결되며 상기 본체의 바닥에서 내측으로 탄성 지지되도록 결합되고, 상부면의 높이가 일측으로 경사진 원형사면부(133A)를 갖는 원형몸체(133)로 이루어진 조립부재(131),
   상기 본체의 바닥에서 상기 조립부재(131) 둘레에 돌설되며, 상측단에 상기 원형사면부(133A)에 접촉되는 고리부(135A)를 갖는 가압돌기(135) 및,
   상기 베이스키트(120)의 조립공(136) 상에 구비되며, 상기 돌기부(132)의 체결홈(132A)에 삽입되는 원형꼬임부(137A)를 갖는 탄성부재(137)를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 사용자 단말을 통해 제공되는 게임은 로직(logic)을 이용한 코딩(coding) 교육용 프로그램인 것을 특징으로 하는 맞춤형 3D 프린팅 로봇을 이용한 게임 시스템.
   
3. 삭제
4. 삭제

Images