Инженеры до 18

Как юные приморские робототехники программируют машины и создают дроны

Анастасия Добровольская
22 мая 2018
В пять лет ученики приморского Центра развития робототехники (ЦРР) программируют роботов-щенков, а в 13 — собирают быстрые и манёвренные дроны для участия в соревнованиях. DV рассказывает, как полторы тысячи ребят из Владивостока ещё до 18 лет становятся инженерами, конструкторами и программистами.

В 2017 году сборная России победила во Всемирной олимпиаде роботов (World Robot Olympiad). На престижные молодёжные соревнования в Коста-Рику съехались около 400 команд из 53 стран мира. Участники должны были создать лего-роботов, которые изучали бы природу без ущерба для нее, помогали заблудившимся редким животным вернуться в ареал их обитания, очищали города от парниковых газов и строили турбины ветряной электростанции.

Сборную России представлял 41 робототехник. По итогам двухдневных соревнований ребята взяли треть всех медалей и стали первыми в общекомандном зачёте. В состав сборной вошли восемь воспитанников Центра развития робототехники во Владивостоке. Они принесли России серебро и два золота.

Также в 2017-м воспитанники ЦРР завоевали почти все комплекты медалей русско-китайских соревнований и вновь подтвердили лидерские позиции в сфере подводной робототехники.


Хобби и не только

Первые кружки по робототехнике начали работать в пяти школах Владивостока в 2014 году. Их организовали тренер двукратных чемпионов мира по подводной робототехнике Сергей Мун и генеральный директор компании DNS Дмитрий Алексеев, чтобы подготовить школьников к первому в Приморье «Робофесту».

«Робофест» — крупнейший в России фестиваль, который ежегодно объединяет робототехников от 6 до 30 лет. Во Владивостоке проходит региональный этап соревнований

После соревнований организаторы решили создать единую площадку, где школьники могли бы заниматься техническим творчеством и готовиться к соревнованиям. Так в Приморье появился Центр развития робототехники. Изначально он задумывался как клуб для продвинутых ребят. Однако желающих оказалось слишком много, поэтому ставку решили сделать на массовость и доступность.

— Наших учеников можно разделить на две категории. Для первых робототехника — это хобби, вроде танцев или вокала. Они просто получают удовольствие от занятий, расширяют кругозор. А вторые хотят большего — работать над собственными проектами и участвовать в соревнованиях, — объясняет Сергей Мун.

В ЦРР юные ученики конструируют и программируют роботов. Задачи могут быть самыми разными: от прохождения лабиринта до поднятия макета двигателя самолёта из воды на поверхность. Маленькие конструкторы программируют на карточках, создают мультфильмы и видеоигры. У старшеклассников задачи посложнее. Они разрабатывают подводные аппараты и презентуют их на соревнованиях всероссийского и международного уровня.

Старшеклассники разрабатывают подводные аппараты, с которыми потом выигрывают международные соревнования

— Наши ученики могут стать отличными конструкторами, инженерами, программистами, и я уверен, что большинство из них поступят в вуз на технические специальности. ЦРР даёт возможность попробовать себя во многих направлениях, развиваться в техническом творчестве под руководством опытных преподавателей, — отметил главный тренер центра Антон Осипов.

Сегодня у центра 11 филиалов: десять — в Приморье и один — в Хабаровске. Там учатся ребята в возрасте от 5 до 18 лет.


От географии к программированию

В ЦРР разработали около 40 образовательных программ. Каждая рассчитана на полгода. Они делятся по возрастам: дети могут ходить на несколько модулей одновременно. Ребята занимаются в небольших группах до десяти человек. Ученики за одно занятие в комплексе могут узнать что-то новое из географии, физики и химии и применить знания на практике в будущем.

— В конце каждого занятия у ребёнка должен получиться конкретный результат. Например, готовый робот или ездящая по определённой траектории машина, — объясняет преподаватель Центра развития робототехники Анастасия Фролова. — В структуре каждого занятия есть воспитательные, развивающие и образовательные элементы. В частности, мы учим ребят делать презентации и работать в команде.

Самым юным ученикам центра за полтора часа занятия под силу сделать робота-щенка, оснащённого датчиком расстояния и моторами. Механический питомец отъезжает или приближается, если к нему поднести руку. В девять лет ученики уже могут запрограммировать знаменитую видеоигру Pac-man.

В 13 лет начинается специализированная робототехника. Это курсы, близкие к университетским. Ребята могут выбрать, что изучать: программирование, схемотехнику или конструирование. Последние рассчитаны на технически подкованных детей, которые хотят научиться пайке, сборке токарных и сверлильных станков, а также работе на них. После освоения специализации ученики могут заняться проектной деятельностью, где требуются компетенции нескольких специальностей. Сегодня дети разрабатывают систему распознавания лиц, манёвренный и быстрый квадрокоптер, подводных роботов.

— Мне с детства нравился конструктор лего, поэтому я и начал интересоваться робототехникой. Придя в ЦРР, я понял: если хочешь добиться результата, нужно вкладывать много сил и времени. В первые несколько лет тренировок я днями программировал без перерыва, — вспоминает ученик ЦРР, призёр Всероссийской олимпиады робототехников Герман Новоходский. — Благодаря занятиям в центре я понял, что хочу стать программистом, а также изучить подводную и летательную робототехнику.

То, что Центр развития робототехники помогает школьникам определиться с будущим, подтверждают и родители учеников. Как рассказывает Кристина Синельникова, её сын-девятиклассник уже определился с будущей профессией.

 — Мы с Ильёй уже рассматриваем специальности, связанные с робототехникой и программированием. Занятия помогли ему определиться с будущей профессией, — заметила она. — Сама я мало что понимаю в этом, но всегда поддерживаю сына, участвую в соревнованиях по робототехнике в качестве волонтёра.

Лего-робот, построенный учениками ЦРР

В ЦРР следят за успехами как детей, так и преподавателей. Дважды в год педагоги проходят «супервизию». Это система контроля преподавателей. Их работу оценивают по 16 критериям: от элементарного приветствия учеников до способности донести материал и дать ребёнку обратную связь.

— Очень важно, чтобы преподаватель взаимодействовал с ребёнком, помогал ему освоить материал. Если педагог показывает плохие результаты, из его группы уходят дети или на него жалуется ученик, для нас это сигнал, что у преподавателя есть сложности в работе, — рассказывает заместитель директора по развитию и обучению персонала Наталья Бокачёва. — Центр развития робототехники расширяется, преподавателей, соответственно, становится больше. И нам всем нужно двигаться в одном направлении.


Полезны не только победы, но и поражения

В копилке у юных робототехников ЦРР награды от регионального до всемирного масштаба. Особенно богатым на достижения выдался 2017 год. На всероссийском «Робофесте» воспитанники центра завоевали две золотые медали, а на соревнованиях по подводной робототехнике MATE ROV Competition вновь вошли в перечень лучших команд мира. На русско-китайских соревнованиях по робототехнике China-Russian Adolescent Robotics Competition 2017 команды Центра развития робототехники взяли пять комплектов медалей из шести.

Самое яркое достижение 2017 года — серебро и два золота на Всемирной робототехнической олимпиаде (World Robot Olympiad, WRO), которая проходила в Коста-Рике. Владивосток в медальном зачёте обогнал все города и страны. Это международные соревнования для школьников и студентов в возрасте от 10 лет до 21 года.

Скоро у воспитанников ЦРР вновь появится возможность проявить себя на самом главном молодёжном соревновании робототехников. В апреле во Владивостоке состоялся региональный этап Всероссийской робототехнической олимпиады. В соревнованиях приняли участие 32 команды из Владивостока, Артёма, Большого Камня, села Спасского.

Победа в Коста-Рике — самое яркое достижение ребят в 2017 году

Воспитанники центра завоевали первые места во всех категориях, где были заявлены. Команды уже готовятся к отборочным для поездки на заключительный этап ВРО-2018, который пройдёт 22−24 июня в Иннополисе.

— На соревнованиях я хочу, чтобы дети выступали на таком же уровне, как на тренировках. Когда ребята занимаются в центре, как правило, все заезды и препятствия даются легко, — объясняет главный тренер ЦРР Антон Осипов. — На турнирах может возникнуть много непредвиденных обстоятельств: робот попросту не поедет или перелетит через препятствие. Так что перед соревнованиями мы с ребятами обсуждаем технические нюансы и план действий, если что-то пойдёт не так. В соревнованиях по робототехнике немалую роль играет везение и, конечно, характер ребёнка, его умение справляться с трудностями.

Директор ЦРР подчёркивает, что ученикам идут на пользу как выигрыши, так и поражения. Победы становятся стимулом двигаться дальше, а поражения — досконально разобраться в своих ошибках, чтобы на следующих соревнованиях их не повторить.

— Несмотря на то что наши ребята часто становятся победителями крупных соревнований, мы относимся к ним объективно и фокусируемся на тренировках, а не на излишней похвале. У ребят и так часто бывает завышенное самомнение, а победы могут совсем вскружить им голову. Важно, чтобы ребята адекватно относились к своим достижениям, — объясняет Сергей Мун.

ЦРР выступает организатором региональных соревнований в Приморье. Мероприятия превращаются в настоящий праздник инженерного творчества. Так, на недавнем региональном этапе Всемирной робототехнической олимпиады устроили выставку инновационных технологий, лекторий и мастер-классы по робототехнике для начинающих. Помимо регионального этапа ВРО и «Робофеста», центр проводит Robokids Challenge, хакатон Robotics Tournament, соревнования по подводной робототехнике. В последней, утверждает Сергей Мун, ученики ЦРР — лидеры в России.


Дальше — ДВФУ

После окончания школы ученики Центра развития робототехники смогут и дальше заниматься любимым делом. В Дальневосточном федеральном университете (ДВФУ), например, есть такие программы обучения, как «Мехатроника и робототехника», «Программная инженерия» и «Компьютерная безопасность».

Робототехника — одно из приоритетных направлений развития ДВФУ. Университет возглавляет уникальное сетевое объединение 20 российских и зарубежных вузов, предназначенное для подготовки специалистов и проведения исследований в области робототехники и автоматизации производства. В прошлом году вуз включился в разработку федеральной программы для сети детских технопарков «Кванториум». Методики университета будут использоваться для развития технического творчества молодёжи в сфере подводной робототехники по всей стране.

Студенты ДВФУ проявляют себя и на соревнованиях. Так, в марте команда робототехников, в составе которой были и студенты ДВФУ, заняла третье место в Открытом чемпионате Азии по подводной робототехнике Singapore AUV Challenge. В финале робот Junior успешно справился с двумя испытаниями из четырёх и принёс сборной ДВФУ и ДВО РАН бронзу соревнований. В августе 2018 года обновлённый аппарат примет участие во всемирном турнире RoboSub в США.


Робобудущее

Перед учениками центра не стоит задача «изобрести велосипед» или внедрить какую-то инновационную разработку на рынок, подчёркивает Сергей Мун. Пока они просто осваивают образовательную программу, учатся логически мыслить и работать руками.

— Разработки школьников редко могут конкурировать с продуктами известных на рынке компаний вроде «Хуавей» или «Майкрософт». У детей нет знаний, навыков и бюджета, которые есть у крупных предприятий. Сегодня все инновации напрямую зависят от технологичности — сенсорным смартфоном уже никого не удивишь, — поделился Сергей Мун. — Но чтобы совершить этот самый прорыв, нужно знать свою работу от и до. Считается, чтобы стать хорошим филологом, необходимо изучить вообще всю мировую литературу. В робототехнике примерно то же самое. Сначала — крепкая база и только потом — инновации.

По словам самих учеников, благодаря занятиям они быстрее схватывают и обгоняют школьную программу по информатике, физике и математике. В ЦРР говорят, что в фундаментальных знаниях ученики, скорее всего, уступают студентам-старшекурсникам. Однако на практике они определённо в выигрыше. Ребята осваивают несколько языков программирования, умеют разрабатывать мобильные приложения и программировать микроконтроллеры. У многих учеников уже есть идеи, как применить полученные знания.

— У меня в планах создать в нашей квартире что-то вроде «умного» дома. Я хочу установить датчики света, автоматизировать включение света или открытие штор. Также хотелось бы разработать сервер, чтобы подключить к нему все компьютеры и мобильные устройства жильцов квартиры. Во-первых, система позволит хранить все файлы в одном месте. А во-вторых, таким способом можно будет значительно освободить память, — добавил ученик ЦРР Герман Новоходский.

Сегодня в ЦРР готовятся к отборочным турам Всемирной робототехнической олимпиады. Основная цель в этом году — освоить новую категорию «Футбол роботов» и попасть на мировые соревнования. Центр планирует расширяться и открывать филиалы на Дальнем Востоке и, возможно, по всей России.

— Я считаю, что раньше всех появятся так называемые социальные роботы, которые будут общаться с человеком, гулять, рассказывать истории. Но чтобы наладить массовое производство роботов, нужен научно-технологический прорыв, который позволит делать их быстро и не так затратно, — поясняет главный тренер ЦРР Антон Осипов. — Людям старшего поколения, которые сейчас на пенсии, было непросто привыкнуть к телефонам. Мы, кому сейчас около тридцати лет, не всегда можем разобраться с роботами. А вот подрастающее поколение, которое воспитано на гаджетах, как раз таки способно совершить четвёртую технологическую революцию и построить будущее, которое нам и не снилось.

Рекомендуемые материалы
Зеркало, электробайк и телефония
Как создать стартап в Хабаровске и выйти с ним на американский рынок
Ысыах
Как жители Якутии встретили Новый год
6 суток — и вы во Владивостоке
10 вещей, которые особенно пригодятся вам в почти десятке тысяч километров Транссиба