리즈대학교, LabVIEW와 NI myDAQ로 공대 신입생 교육

“그 교육 모듈에는 약 160명의 학생이 있었으므로 비용 효율적이고 표준 컴퓨터 클러스터에 쉽게 배포할 수 있는 솔루션이 필요했습니다. NI 아카데믹 팀을 통해 발견한 NI myDAQ 하드웨어는 모든 조건을 만족하는 제품이었습니다.”

- Martin Levesley, 리즈대학교, 기계공학과

과제:

기계공학과와 제품 설계 신입생에게 업계에서 널리 쓰이는 하드웨어와 소프트웨어 기술을 교육해 학생들의 대학 생활을 돕고 졸업 후 취업 가능성을 높여줍니다.

해결책:

NI LabVIEW 시스템 설계 소프트웨어를 사용하도록 가르치는 실습 기반의 교육 방식을 개발하고, NI myDAQ 하드웨어를 통합하여 학생들의 참여를 유도하고 기본 프로그래밍 개념을 가르치기 전에 그래픽 시스템 설계의 실제 이점을 입증해 보입니다.

저자:

Peter Culmer - 리즈대학교 기계공학과
Martin Levesley - 리즈대학교 기계공학과

리즈대학교의 기계공학 및 제품 설계 교육과정에는 각각 "컴퓨팅 및 분석 기술"과 "기능적 프로토타입의 기초" 1학년 학부 강의가 있습니다. 이 교육과정에서는 학생들이 학계와 산업계에서 활용할 수 있는 실제 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 배웁니다.

기계공학: 컴퓨팅 및 분석 기술

리즈대학교의 기계공학과는 교육 및 연구 분야에서 국제적인 평판을 얻고 있으며 영국을 선도하는 기계공학과 중 하나입니다. 우리가 진행하는 연구의 높은 기준은 학부 커리큘럼 설계에 직접 적용되어 졸업생이 최신 기술, 방법, 지식의 기초를 갖추고 졸업하는 데 도움이 됩니다. 우리 교육은 명확한 업계의 수요를 맞추는 방향으로 설계되어 있습니다.

원래는 소프트웨어 전용 모듈인 "컴퓨팅 및 분석 기술"은 스크립트 기반 프로그래밍 언어와 통계에 중점을 두었습니다. 학생들은 대부분 이런 내용이 어렵다는 피드백을 주었습니다. 그래서 우리는 기존의 텍스트 기반 접근 방식에 LabVIEW 소프트웨어 플랫폼을 더했습니다. 학생들은 대부분 그래픽 방식의 접근법과 직관적인 사용자 인터페이스를 선호했습니다. 우리는 학생들의 참여도를 더 끌어올리기 위해 하드웨어 요소를 추가하고자 했습니다.

실습에서 학생들의 흥미를 끌 만한 하드웨어를 찾고 있었습니다. 그 교육 모듈에는 약 160명의 학생이 있었으므로 비용 효율적이고 표준 컴퓨터 클러스터에 쉽게 배포할 수 있는 솔루션이 필요했습니다. NI 아카데믹 팀을 통해 발견한 NI myDAQ 하드웨어는 모든 조건을 만족하는 제품이었습니다.

NI myDAQ은 강력하고 유연한 학생 중심 측정 디바이스입니다. 휴대성과 USB 인터페이스 덕분에 실험을 클러스터로 배포하기 쉬웠기에, 이상적이었습니다. 우리는 학생들에게 NI myDAQ을 디지털 멀티미터 (DMM) 로 설정하고 PC에 연결하는 방법을 교육했습니다. 그렇게 할 수 있었던 것은 NI ELVISmx 드라이버로 NI myDAQ을 PC 기반 오실로스코프, DMM 및 함수 생성기로 사용할 수 있었던 덕분이었습니다. 이는 다른 학습 모듈, 특히 다른 교육과정과 학생 개인의 외부 프로젝트에서도 사용할 수 있습니다.

이를 통해 우리는 LabVIEW에서 “시연 후 교육” 학습 개념을 도입했습니다. 우리는 각 강의 시작 부분에서 LabVIEW와 측정 하드웨어로 가능한 흥미롭고 관련성 높은 예를 먼저 보여드렸습니다. 예를 들어 중력장을 측정하고 Xbox 360의 Kinect와 연결했습니다. 학생들은 이런 예를 통해 흥미를 느끼고 시연에 사용된 기술을 학습하려는 의지를 얻었습니다. 최선을 다해 소프트웨어 도구의 유용성을 설득하려 했던 이전 교육 모듈과는 크게 다릅니다. 더 극적인 효과를 위해 실제 산업과 연구 분야에서 쓰이는 재미있는 실례를 추가해 더 큰 규모의 기술 활용도 선보였습니다.

리즈대학교는 21세기의 중요한 과제에 대한 솔루션을 연구하는 데 선도적 역할을 하며, LabVIEW는 이를 가능하게 하는 데 큰 역할을 했습니다. 우리는 학부생들이 빨리 LabVIEW에 익숙해지게 하고 있으며 그 결과를 눈으로 보고 있습니다.

제품 설계: 기능적 프로토타입의 기초

우리는 여러 학문 분야를 아우르는, 제품 설계에 대한 혁신적인 교육과정을 개발하였습니다. 이 교육과정은 업계의 여러 선도 기업이 찾는 인재, 즉 미학과 기술을 동시에 이해하는 숙련되고 창의적인 디자이너를 교육하기 위한 과정입니다. 이 교육과정은 시각 디자인 관점과 공학 설계 관점의 제품 설계 교육과정을 결합한 것으로, 리즈대학교의 학생들에게 더욱 다양한 고용 기회를 제공합니다.

제품 설계를 배우는 학생들은 높은 수준의 수학과 물리학 지식을 요구하는 일반적인 공학 지식을 갖추지는 못하더라도, 전자 기기에 대한 지식은 필수적입니다. 제품 설계 교육과정에서는 제품의 동작 원리를 파악하여, 설계가 어떻게 실현되는지 이해하고 제조 과정에서 있을 수 있는 제약을 예측하는 것이 중요합니다. 즉, 우리는 겉보기만 번드레하고 이론적으로만 잘 동작하는 껍데기 같은 프로토타입이 아니라 전문적인 프로토타입을 만드는 실력을 갖춘 학생으로 성장하도록 교육하고자 했습니다. 2년 전, 우리는 이 모듈을 완전히 수정하여 LabVIEW와 NI myDAQ을 포함했습니다.

이전 접근법에서는 학생들이 주로 텍스트 기반의 주변 인터페이스 컨트롤러 (PIC) 하드웨어와 프로그래밍을 사용했는데, 이는 학생들이 이해하기 어렵고 구현 범위가 제한적이라는 느낌을 주는 방식이었습니다. 그래서 기능이 거의 작동하지 않는 간단한 “껍데기” 형태의 프로토타입을 만들기로 선택하는 경우가 많았습니다.

NI 플랫폼이 학부 제품 설계 프로젝트의 평균 수준 향상에 미친 영향은 놀라을 지경입니다. 학생들은 이제 다양한 최신 기술을 사용하는 복잡한 프로토타입을 만듭니다. 학생들은 LabVIEW의 그래픽 방식을 좋아하고, 생각하는 방식과 유사하게 프로그래밍할 수 있습니다. 또한 하드웨어와의 원활한 통합 덕분에 NI myDAQ으로 실제 신호와 쉽게 상호작용할 수 있으며, LabVIEW로 태블릿 컴퓨터와 무선으로 통신할 수도 있습니다.

영향: 학생 만족과 에코시스템

우리는 이제 학부생에게 미래의 교육과 산업에서 쓸 수 있는 하드웨어, 전자 및 측정 기술을 가르치고 있습니다. 이러한 핵심 목표와 함께 교육 모듈의 피드백에도 큰 변화가 생겼습니다. 전체 지지율이 14퍼센트에서 89퍼센트로 증가했는데, NI myDAQ이 중요한 역할을 했다는 점에 의심의 여지가 없습니다.

직관적인 그래픽 시스템 설계 방식 덕분에, 이제는 LabVIEW와 NI myDAQ 플랫폼을 이해하는 소수의 전문가로 제한되지 않습니다. 모든 분야의 학생과 직원이 교육 모듈을 개선하는 방법에 대해 피드백을 제공합니다. 또한 학생들은 PIC 하드웨어 또는 그에 상응하는 시스템을 사용할 때보다 훨씬 많은 지원을 받습니다.

심지어 학생들은 웹 기반 소셜 미디어를 통해 학생용 LabVIEW 지원 네트워크 및 사용자 그룹을 만들었습니다. 이것은 물론 예상치 못한 장점이었지만, 학교에서 크게 환영하고 격려하는 일이었습니다.

NI 지원

이 대학교는 NI 아카데믹 사이트 라이센스 프로그램(현재는 아카데믹 볼륨 라이센스)을 활용했습니다. 이를 통해 실험실 소프트웨어뿐 아니라 학생 설치 옵션을 사용하여 학생의 가정용 PC에 라이센스를 부여하고 관리했습니다. 실제로도 그러하듯이, 학생들의 모듈 참여도가 늘어날수록, 실험실 밖에서 학습을 계속하겠다는 요청을 더 많이 받습니다. 아카데믹 볼륨 라이센스는 IT 부서가 최소한의 개입으로 이를 쉽게 처리하도록 돕습니다.

아카데믹용으로 수강료가 할인된 교육과정을 통해 더 많은 사람이 실현 가능한 최상의 프로그래밍 방법을 배울 수 있으며, 이를 학생들에게 전달할 수 있었습니다. 리즈대학교는 학부생을 현업에 바로 투입할 수 있을 정도로 잘 준비된 인재로 키워야 한다는 강한 신념을 갖고 있으며, 이를 위해 최고의 NI 엔지니어에게 기술을 배워 전수해야 한다고 생각했습니다. 덕분에 흥미로운 연습문제와 교육과정 자료를 새로 만드는 일이 더 쉬워지기도 했습니다.

전반적으로 NI 아카데믹 팀과의 놀라운 협력을 통해 얻은 점이 많았습니다. NI는 커리큘럼 혁신을 세세하게 도와주었고 훌륭한 기술 지원을 제공했습니다.