576

Как работает центр робототехники

За последние полгода образовательная робототехника в Самаре совершила настоящий прорыв: 3 место на чемпионате России, победа на международном турнире роботов и выход на чемпионат мира — впервые за 10 лет. Мы поговорили с руководителем Центра робототехники и куратором проекта «R2D2-Самара» Владимиром Илюхиным о перспективах развития искусственного интеллекта, популяризации образования в этой области и будущем тех, кто конструирует роботов с дошкольного возраста. Попутно мы выяснили, что возможность бесплатно заниматься в центрах технического творчества есть у каждого самарского ребенка, а базовые знания в этой области нужны любому современному человеку не меньше, чем iPhone-6.

 

Почему вокруг робототехники сегодня такой ажиотаж — столько образовательных программ и инициатив на всех уровнях?

Это определяется глобальными социальными и экономическими мегатрендами. К примеру, международное консалтинговое агентствоFrost&Sullivan определяет робототехнику как направление, которое будет актуально и востребовано в ближайшем десятилетии наряду с глобальными дата-данными, разными социальными и экологическими проектами. Не секрет, что Google буквально год-два назад, будучи на тот момент классической IT-компанией, скупила около 40 робототехнических компаний мира. Сейчас любые производители понимают, что в это нужно вкладываться, за этим будущее. На уровне страны есть федеральная программа, которая реализуется в России, есть стратегия развития отрасли информационных технологий и различные распоряжения правительства, где робототехника указана как критическая технология, которую нужно развивать в нашей стране.

 

И как она развивается?

 

Роботы сегодня используются во многих областях, далеких от космических разработок. Беспилотные летательные аппараты занимаются аэрофотосъемкой, которую широко используют для анализа местности, контроля пожарной ситуации, наблюдения за качеством строительства различных объектов и тому подобное. Квадрокоптеры совершают облет трубопроводов, проверяя отсутствие утечек и несанкционированного доступа, а сейчас уже и доставляют еду (такой опыт, к примеру, имеет компания «Додо-пицца», давно интересующая редакцию своим нестандартным подходом — прим. ред.).

 

В медицине известны робот-хирург Da Vinci и экзоскелеты, позволяющие парализованному больному двигаться.

 

Если все же говорить о космонавтике, то все спутники, включая различные луноходы и марсоходы, — это тоже элементы робототехнических систем.

 

 

Чему из этого вы учите детей?

 

Начальный уровень представлен различными конструкторами типа Lego. Роботы на таком уровне могут, например, играть в теннис: они сами обнаруживают мячики и пытаются их перекинуть на сторону противника. Соответственно, если это соревнования, та команда, у которой лучше сделан алгоритм и лучше конструкция самого робота, перекинет большее количество шариков за меньшее время.

 

Средний уровень уже позволяет ребятам конструировать и проектировать свои модели с более мощными колесами, двигателями. Здесь уже используется GPS- или ГЛОНАСС-навигация, частично применяется проектирование деталей и распечатка их на 3D-принтере.

 

На профессиональном уровне уже рассматриваются целые гибкие производственные линии, которые применяются во многих современных предприятиях. Ребята учатся их программировать, настраивать.

 

С какого возраста начинается обучение?

 

С дошкольного. Во время учебного года у нас работают курсы для детей 6-7 лет. В каникулы организованы так называемые «Летние четверги» — занятия для детей с родителями. Также мы имеем положительный опыт работы с детским садом «Первый» в «Кошелев-проекте», который оснащен наборами робототехники.

«Если ребенок с детства занимается робототехникой, в вузе он в первые два года может включиться в научные проекты, а на последних курсах — устроиться в крупную мировую компанию»


Что умеют дошкольники после курса обучения?

 

Для их роботов, конечно, категории простые — ну, например, умение ехать по линии и распознавать черно-белое изображение.

 

Это фантастика и «Кир Булычев жив», но зачем вообще пятилетнему ребенку робототехника?

 

Во-первых, когда ребенок в раннем возрасте сталкивается с вопросом, для чего ему нужно учить, к примеру, физику или математику, и получает вразумительный ответ, он намного качественнее учится сам. А во-вторых, если он изучает базовые аспекты робототехники до поступления в университет, то в вузе он быстро может перейти к научно-практическим заданиям, а не начинать обучение с азов.

 

Если студент до первого курса не имел опыта работы с робототехническими конструкторами, он в первый год только осваивает Lego, на втором курсе знакомится с более сложным конструктором Arduino, на третьем — с ГЛОНАСС и GPS, на четвертом он только начал программировать что-то более-менее серьезное, и все — обучение закончилось. Другая картина, когда ребенок с детства занимается робототехникой, хотя бы класса с пятого или шестого, да даже с девятого. Он прошел начальные стадии, знает основы робототехники, умеет программировать, а потому может сразу включиться в серьезные соревнования либо в научные проекты — уже в первые год-два. В результате у него более интересная студенческая жизнь, более качественная дипломная работа. Соответственно, растут и ширятся перспективы дальнейшей научной или практической деятельности.

 

Имеете в виду востребованность ваших выпускников?

 

Практика последних 3-5 лет показывает, что на этапе дипломного проекта все наши выпускники уже трудоустроены. Их разбирают современные предприятия — многих забрал на работу завод Bosch, который строится сейчас в Самаре, потому что специалистов по мехатронике и робототехнике в регионе вообще никто больше не готовит. Другие выпускники уезжают работать в Москву и зарубежные компании, которые занимаются промышленной автоматизацией. Это Camozzi, SMC, Festo — мировые бренды, которые в промышленности широко известны. Ребята уже на этапе соревнований знакомятся со всей этой техникой и к 4 курсу хорошо ей владеют, отправляют резюме, и их берут на работу еще до окончания университета. Последние два года студенты, работая за границей, летели сюда, чтобы защитить диплом и улететь обратно.

 

В связи с развитием стартап-движения сегодня есть возможность создавать и свои фирмы. В области робототехники вообще распространена ситуация, когда серьезные мировые компании начинаются с группы инициаторов из 2-3 человек. Поэтому факультатив по робототехнике в школе или детском саду — это колоссальный задел для будущей карьеры.

«Робототехнические центры или центры технического творчества есть в ведущих самарских вузах, а также в школах, лицеях и колледжах»


Где в Самаре этому учат?

 

Робототехникой в городе занимается много различных учреждений. ЕстьСамарский лицей информационных технологий, где это направление на достаточно высоком уровне. Кроме нашего, есть еще три ЦМИТа — у СГЭУ, СамГМУ и Тольяттинского государственного университетов, где тоже представлена робототехника. Есть центры технического творчества: «Интеграл», «Радуга» — их около десяти в Самаре. Есть факультативы в школах, лицеях и колледжах.

 

Они все действуют сами по себе или включены в какой-то единый проект?

 

Сейчас мы все это систематизируем. Кто-то уже работает вместе с нами в ключе программы R2D2, кто-то пока присматривается. Основная идея — координировать и организовывать взаимодействие между всеми точками роста (для проведения соревнований, например), а также оптимизировать образовательную программу для педагогов и обеспечивать оснащение. Ежегодно появляются новые технологии, роботы, требования для участия в мировых чемпионатах. В Самаре сегодня никто больше эту информацию не отслеживает.

 

 

Выходит, R2D2 — основной генератор развития робототехнического образования в Самаре. Чем еще вы занимаетесь в рамках проекта?

 

Одной из задач мы поставили разработку методических указаний, пособий и проведение мастер-классов для преподавателей школ. Случалось, что школы оснащали наборами для конструирования, а педагогов никто не готовил, и эти наборы теперь пылятся. Другое наше направление — разработка образовательных программ по практической робототехнике для детей дошкольного и школьного возраста. Также мы проводим различного вида соревнования, потому что до сих пор все это было на очень слабом уровне.

 

Из-за недостатка информации и специалистов?

 

Не только. Все соревнования такого рода должны оснащаться полями определенной конструкции — площадками с подъемами, спусками, разным цветовым оформлением и покрытием, на которых роботы должны определенным образом ориентироваться. Это может быть, к примеру, имитация лунной поверхности. Поля каждый год меняются, а стоимость изготовления составляет порядка 100-200 тысяч рублей. До недавнего времени ребята с преподавателями либо делали такие поля для тренировок, как могли, сами, либо вообще приезжали на соревнования и только там начинали тренироваться. В результате на переделку модели, на доработку программы времени уже фактически не было.

 

В настоящее время проведение соревнований и, соответственно, создание полей стал финансировать аэрокосмический университет в рамках программы вхождения в международный рейтинг 100 лучших университетов мира. Результаты мы видим уже сейчас: в этом году в соревнованиях по робототехнике приняли участие около 600 самарских ребят и более 6000 зрителей, 18 самарских команд побывали на VII Всероссийском робототехническом фестивале, где заняли сразу 4 первых места, тогда как раньше наши команды в лучшем случае попадали в первую пятерку. В этом году участники от самарской области поедут на чемпионат мира, что вообще произойдет впервые за последние 10 лет.

 

Как обстоит дело с робототехникой в других регионах?

 

По-разному. Есть регионы, которые включились в федеральную программу «Робототехника» еще на этапе ее открытия в 2008 году. Это, например, Челябинская область, Санкт-Петербург, Москва. Если у нас сейчас около 600 участников соревнований, то у них около 6000.

 

Если оснащение образовательных и воспитательных учреждений происходит на государственные средства, значит, занятия в них бесплатные?

 

Во всех государственных учреждениях детей учат в основном бесплатно — в центрах допобразования, школах, садиках. Что касается нашего центра, у нас есть бюджетные группы и индивидуальные, которые мы набираем на коммерческой основе. Но все, кто хочет, может заниматься по утвержденному расписанию бесплатно.

«Мир идет к шестому технологическому укладу с высоким уровнем техники, технологий и информации. Чтобы жить в техногенной среде и быть адекватным, нужно иметь начальный уровень владения этой техникой»


Проверяете ли вы какие-то показатели успеваемости по определенным дисциплинам? Проводите вступительные тесты?

 

Пока нет. Но когда ребята начинают собирать робота, реализовывать проект, они сами чувствуют свои пробелы и делают выводы. Например, собирают робота и вдруг не понимают, на каком принципе работает датчик. В школе недоучил, прослушал, а на кону в конкурсе — планшет. Ребенок сразу понимает, что, не имея определенных знаний, он недополучает материальных ценностей. Так что для занятий робототехникой нужно только большое желание.

 

А все эти наборы, конструкторы? Это же довольно дорогое удовольствие.

Да, базовый комплект Lego стоит порядка 20-25 тысяч рублей. Кроме того нужен ноутбук, а для участия в соревнованиях желательно иметь расширенный набор, где больше всяких датчиков. Это уже около 50-70 тысяч. Однако многие школы и центры технического творчества укомплектованы3-5 такими наборами. Для подготовки к соревнованиям определенного уровня этого вполне достаточно.

 

Что делать, если ребенок хочет заниматься робототехникой, но в его школе такой опции нет?

 

Можно обратиться к нам, и мы подскажем, где в вашем районе есть центр технического творчества, оснащенный наборами по робототехнике, которыми ребенок может воспользоваться бесплатно. Это как с пианино: сначала можно походить в музыкальную школу и понять, нравится или не нравится. Потом, чтобы развиваться и прогрессировать, нужно уже иметь инструмент, а нашем случае набор — чтобы собирать как можно больше разных моделей, как можно больше программировать.

 

 

Даже если учесть, что скоро начнется повальное увлечение робототехникой, это ведь не гарантирует, что все захотят ее сделать своей профессией.

 

Такой задачи и не стоит. Цель всех существующих программ — познакомить детей с робототехникой в принципе. Весь мир идет к шестому технологическому укладу с высоким уровнем техники, технологий и информации. Нас уже не удивляют стиральные машины и микроволновые печи с собственным интеллектом, роботы-пылесосы. Чтобы жить в такой техногенной среде и быть адекватным, нужно иметь элементарный начальный уровень владения всей этой техникой.

 

Робототехника позволяет познакомить ребенка с миром, в котором через 5-6 лет ему предстоит самостоятельно жить. Даже если он будет работать юристом, экономистом, ему не помешают знания о том, как все это устроено и как это работает. В технический университет по соответствующему направлению пойдут только те, кого заинтересует возможность разработки автоматических систем и создания новых роботов.

 

Справка «БД»

Центр робототехники — многоуровневая образовательная структура, к деятельности которой имеют отношение сразу несколько организаций и программ. Компания «Аквил» — малое инновационное предприятие, созданное в 2010 году при соучредительстве Самарского государственного аэрокосмического университета с целью коммерциализации разработокЦентра мехатронных систем и робототехнических комплексов, действующего на базе СГАУ.

Центр мехатронных систем и робототехнических комплексов — научная и образовательная структура СГАУ, относится к кафедре автоматических систем энергетических установок, специализацией которой является автоматика ракетных двигателей и авиации, а с 2000-х годов и промышленная автоматизация.

Центр молодежного инновационного творчества «Аквил» создан для популяризации робототехники, организации и проведении образовательных занятий, конкурсов, выставок и прочего. Базируется на площадке СГАУ.

Проект «R2D2-Самара» — инициатива Департамента информационных технологий Самарской области. Цель — развитие массового образования в области робототехники. Действует с февраля 2014 года.

Владимир Илюхин — кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматические системы энергетических установок» СГАУ, директор Центра мехатронных систем и робототехнических комплексов СГАУ, директор ООО «Аквил», директор Центра молодежного инновационного творчества «Аквил», руководитель проекта «R2D2-Самара».