Робот – зеркало человеческих возможностей

Мысли о роботизации всех сфер человеческого общества много лет назад были только в произведениях фантастов и попытках отчаянных изобретателей. Кого-то они поражали, кого-то развлекали, кого-то заставляли задумываться. С десятилетиями многие книжные идеи стали материальными, и сейчас, с развитием технологий, уже учёные обгоняют фантазии литераторов.

Любое большое дело начинается с малого, и человек небольшими шажками достигает цели. Важно, чтобы в этом были интерес, старание и терпение. Эти качества прививаются педагогами Центра развития робототехники, находящегося в городе Артёме. Чем там занимаются и каких успехов достигают ученики, корреспонденту «Выбора» рассказала руководитель Центра Елена Селезнёва.

— Елена Александровна, с какого возраста у вас занимаются дети?

— В Центре обучаются ребята с 5 до 16 лет и постигают базовые знания по созданию роботов. Как правило, их приводят родители, желающие привлечь своего ребёнка к познавательной деятельности и инженерному творчеству. А старшие ребята приходят уже за базовыми знаниями программирования. Сейчас у нас занимаются около двухсот ребят из Артёмовского городского округа, Надеждинского района и посёлка Трудовое. Младшие дети приходят один раз в неделю, старшие могут изучать сразу несколько курсов: робототехнику, программирование и подготовку к соревнованиям, посещая занятия более двух раз в неделю.

— В представлении многих людей при слове «робот» возникает некое подобие человека с электроникой внутри или огромная железная рука на шарнирах, сваривающая или красящая машины на автозаводе.

— Роботы бывают разные, у каждого своё назначение, они используются во всех сферах, от подземных работ до космоса. У нас преподаются основы конструирования, для чего разработано четыре модуля обучения робототехнике для разных возрастных категорий детей. Дети возраста пяти лет собирают роботов в виде транспортных и космических средств или животных, подключают и программируют на них мигание лампочек и звуковые устройства. Посредством этого у них развиваются мелкая моторика, пространственное мышление и воображение.

Ребятам с восьми лет прививается понимание, за счёт чего машины-роботы двигаются и выполняют определённые операции. Они знакомятся с устройством и функциями передающих шестерней, типами механических и ременных передач. На знакомых им примерах мы показываем, как они работают. Например, у велосипеда два колеса, две шестерни и цепная передача между ними, двигательный импульс передаётся посредством нажатия на педали. А с помощью переключения скоростей меняется повышающая и понижающая передача. У мотоциклов движение осуществляется через двигатель внутреннего сгорания или электромотор. Дети смотрят, как они работают, используют знания в сборке робота и в дальнейшем применяют их в конструировании и программировании.

— То есть, познав механику будущего робота, они учатся, как дать ему «жизнь» с применением компьютерной программы?

— В какой-то момент это начинает происходить параллельно. В 5-6 лет дети программируют роботов с помощью карточек. В состав комплекта конструктора робота входят блок управления, моторы и различные датчики, работа которых программируется считывающим устройством и специальными карточками с заранее записанными на них действиями робота и работы устройств. С 7-8 лет учащиеся переходят к программированию функций роботов на компьютере, составляют алгоритмы простых действий. Далее они переходят к более сложным комбинированным алгоритмам с различными условиями и циклами. Для каждого модуля предусмотрена своя программная среда.

С 10-11 лет ребята программируют колёсную платформу с различными датчиками и механизмами типа захватов и манипуляторов. С помощью знаний о линейном, пропорциональном и дифференцированном регуляторе они могут автономно управлять движениями робота. Например, запрограммировать его движение по черной линии. Либо запрограммировать ему сложную траекторию движения с различными поворотами, разворотами на перекрестках, более сложно синхронизировать движение робота и функционирование манипулятора. Робота можно запрограммировать не только считывать цвета объектов, определять их размер и расстояние до них, но и сортировать объекты по цвету и даже составлять один на другой. Самыми зрелищными всегда остаются шагающие роботы, которые двигаются с помощью механических конечностей.

С 12 лет робототехники изучают электронные компоненты, учатся собирать электрические схемы, колесных роботов на схемах и программировать их. На занятиях учащиеся работают с электронными компонентами, светодиодами, пьезоэлементами, резисторами, индикаторами, LCD дисплеем, двигателями.

Также у нас есть направления программирования для ребят с 9 лет. Это создание анимации и игр. С 11 лет подростки проходят более сложные курсы с изучением высокоуровневых языков программирования. Они учатся разработке программных приложений, программированию дронов, созданию веб-сайтов, изучают компьютерное зрение.

— Популяризация возможностей компьютеров и робототехники, организация фестивалей и соревнований поощряют интерес молодёжи. О каких подобных мероприятиях в Приморье можно говорить?

— В течение года Центр развития робототехники организует и проводит не менее 9 видов соревнований по робототехнике и программированию краевого масштаба.

В апреле этого года уже в девятый раз состоялся региональный этап Всероссийской робототехнической олимпиады «ВРО — Владивосток 2024».

Шестые краевые робототехнические соревнования наш Центр проведет 23 ноября в ДКУ г. Артёма. А уже в январе следующего года в очередной раз состоится робототехнический фестиваль «Робофест-2025».

— Елена Александровна, ваши ученики участвуют в каких-либо соревнованиях?

— Конечно, всегда есть ребята, стремящиеся к участию в различных соревнованиях. Для них это возможность самореализации и проверки себя на способности. Среди них бывают и те, кто после первого поражения остывает к соревновательной деятельности и занимается далее только по курсу для себя. Есть ребята, показывающие отличные результаты на основных занятиях, но которые отказываются от участия в соревнованиях. Для них важен сам процесс постижения знаний и умений, а соперничество им не интересно.

Соревнования – это большой стресс для всех участников. Но это и огромный опыт. Ведь ребята не только соперничают между собой, но и могут почерпнуть новые техники в выполнении заданий или конструктивные навыки. Они становятся более самостоятельными, организованными и намного увереннее в себе. Я могу отметить несколько учеников нашего Центра, которые за последние годы много времени посвятили подготовке и показали отличные результаты на соревнованиях. Команда Матвея Локтионова и Петра Трещёва в категории 9-10 лет заняла 2-е место в «ВРО — Владивосток-2023», успешно прошла открытый отбор и стала участником Всероссийского этапа ВРО в Челябинске. Там они заняли призовое место в номинации «Стратегия». Также ребята получили «золото» на региональном фестивале «Робофест Владивосток-2024». Роман Балашев и Роман Кравченко в возрастной категории 12 лет в прошлом году заняли 2-е место на краевых робототехнических соревнованиях в Артёме по направлению Arduino.

Все ребята занимаются у нас на сегодняшний момент более 5 лет и неоднократно принимали участие в различных соревнованиях.

Есть у нас совсем юные призеры. Александр Кайгородцев и Илья Тищенко занимались в нашем Центре чуть больше года и в шесть с половиной лет показали высокие результаты на соревнованиях. Они заняли 1-е место на прошлогодних краевых робототехнических соревнованиях в Артёме и 3-е место на региональном фестивале «Робофест Владивосток-2024».

Все нынешние создатели суперсовременных роботов начинали с простых механизмов и электронных схем. С эволюцией человеческого мозга происходила эволюция в робототехнике. Сейчас робот-пылесос и стиральная машина-автомат стали обыденностью. Мы без восхищения смотрим документальное кино о роботах-манипуляторах на предприятиях и человекоподобных андроидах. А всё начиналось в третьем веке до нашей эры с механической служанки математика Филона Византийского, умевшей смешивать вино с водой и наполнять бокалы. По крайней мере, так гласит история, которую продолжают наши современники от преподавателей и учеников Центра развития робототехники в Артёме до учёных в экспериментальных лабораториях инновационного центра «Сколково».

Андрей КИШ, фото из архива Центра развития робототехники в г. Артёме.