Первый шаг в робототехнику
Чему может научить обычный конструктор?
В минувшие выходные в городе состоялись первые соревнования по робототехнике «Робостарт». В течение одного дня Югорск стал экспериментальной площадкой для начинающих конструкторов и инженеров.
Роботы – то, что нужно
Какой мальчишка не любит машинки и железяки? А если это еще и управляемый механизм, к тому же собранный своими руками, то радости и восторгу нет предела. Для многих роботы становятся настоящим увлечением, которому не жалко отдавать все свое свободное время. Конструированием и программированием роботов ребята занимаются в Центре технического творчества и информационных технологий «Я и Ты», в молодежном центре «Гелиос» и «Юном технике». Начинают развивать кружковую работу в этом направлении и образовательные учреждения. В частности, школа №3 всерьез взялась за оснащение собственного технопарка, поощряя инженерные решения своих учеников. Взрослые понимают, как сегодня сложно удивить современного ребенка, тем более по-настоящему чем-то увлечь. Роботы – это как раз то, что нужно. Это и набирающее популярность хобби, и возможность реализовать все передовые технологии, при этом охватывающие огромное количество областей. Посудите сами – чтобы собрать самую простую модель робота, необходимы знания механики, электроники, конструирования, программирования, и даже физиологии. Не случайно, робототехнику называют образованием будущего: как правило, дети, которые сегодня увлечены роботами, завтра выбирают инженерно-технические специальности. Но не будем забегать вперед и делать прогнозы, а лучше посмотрим, насколько успешны начинания в робототехнике сегодня.
Все начинается с лего
Отличную возможность посмотреть на все разработки в области роботоконструирования предоставил Центр технического творчества и информационных технологий «Я и Ты», организовав первые открытые межмуниципальные соревнования «Робостарт». Изначально центр создавался как компьютерная школа, где можно обучиться компьютерной графике, дизайну и интернет-технологиям, но вот уже как год здесь успешно развивается робототехника. К слову, в Югре работает всего пять таких специализированных центров. Сегодня здесь занимается около 150 детей от 7 до 15 лет. Большинство из них – участники «Робостарта», и все они – дебютанты. «Ребятам уже пора показать свои умения и достижения, - говорит руководитель Центра Лилия СТЯЖКОВА. – Мы пригласили также участников с других территорий. К сожалению, не все смогли приехать. К соревнованиям допущены 32 команды. Для младшей группы задания попроще, для старших, конечно, регламент несколько сложнее, а победа достанется тем командам, которые смогут набрать максимальное количество баллов. Для этого нужен самый маневренный и точно запрограммированный робот».
В том, чтобы идея воплотилась в жизнь, заслуга огромного количества людей. Все они не остались в стороне от проведения соревнований, оказав свою посильную помощь. Администрация города помогла с площадкой, предоставив просторный спортивный зал, с помощью градообразующего предприятия сформировали призовой фонд, а работа интерактивно-выставочной зоны была бы невозможна без участия энтузиастов в мире робототехники.
Большинство моделей на соревнованиях – это, конечно, лего-роботы. Самые популярные среди юных роботостроителей серии – это «Technic» и более продвинутая «Mindstorms», которая как раз и является конструктором для создания программируемых роботов. Наборы «LEGO Mindstorm» помимо стандартных деталей (балки, оси, колеса и шестеренки) комплектуются также различными датчиками, сенсорами, двигателями и программируемым блоком питания. Так, последние модели роботов оснащены программным обеспечением, совместимым с PC и MAC, Bluetooth и USB, а также датчиками контакта, цвета и акустики, благодаря которым робот не только различает цвета и уровень оснащенности, но может функционировать как обычная настольная лампа. Собрать робота – это еще полдела. На стандартную лего-модель уходит, как правило, несколько часов. Гораздо больше времени потребуется на программирование. Вот почему все ребята на соревнованиях с ноутбуками. Если они не тестируют модель на трассе, значит сидят, уткнувшись в экран, где отображены цепочки из непонятных для непосвященного обывателя цветных блоков. Именно от того, насколько точно написана программа, зависит маневренность и точность движения робота.
Сами соревнования происходят на специальных трассах. В двух категориях – «Биатлон» и «Траектория», роботам предстоит пройти дистанцию от старта до финиша быстрее всех и не сбиться по дороге. Для усложнения движения на поле выставляются банки, которые по регламенту нужно либо обойти, либо, наоборот, собрать. Само поле небольшое, где-то два на полтора метра, вокруг плотной стеной стоят зрители и болельщики, все следят за тем, как по черной линии передвигается робот, больше похожий на тележку. Выезд за линию сопровождается огорченным возгласом – штрафные баллы обеспечены. Неприятно, но это не повод останавливаться и робот как муравей ползет дальше, к финишу. У одного участника робот развалился на части буквально перед стартом, но парень не растерялся, и буквально на ходу пересобрал модель. Находчивость на таких соревнованиях ценится не меньше, чем знание языка программирования.
Ваня Сухоруков и Егор Почекаев в роботоконструировании новички, заниматься начали около двух месяцев назад, сначала в пятой школе, затем в «Гелиосе», да еще дома не по одному ящику лего. «Собираем все - машины, вертолеты, военные базы, танки, морскую пехоту. На школьные соревнования собирали модель робота-танка. Дело это небыстрое: сначала надо собрать, а потом запрограммировать, провести тест. Сегодня проехали удачно, по времени уложились. Посмотрим, как проедут другие роботы».
Участие в соревнованиях по робототехнике – отличный способ проверить правильность своих решений. Каждый участник искренне верит в то, что его робот самый лучший. Так ли это на самом деле, покажут соперники. Анализируя чужие заезды сразу видно, что у кого получается лучше, а что хуже, какого робота необходимо проапгрейдить, а с какого брать пример. Таким образом, ребята делятся опытом и знаниями. Но главное решение, конечно, принимает судья. Как ни странно, абсолютно мальчишечьи состязания судит девушка. Знакомьтесь, Янина КИСЛИЦЫНА, единственный в округе обученный по специальной программе судья соревнований роботов и преподаватель Центра технического творчества и информационных технологий «Я и Ты». Техникой девушка увлечена с самого детства, в 9 лет собрала сама свой первый компьютер, а куклам всегда предпочитала конструктор. По образованию финансист, но работу в банке без сожаления променяла на роботов. Улыбается: «Склад ума такой». Янина не скрывает – от соревнований у нее свои ожидания, и они не без амбиций. «Сегодня робототехника поддерживается на федеральном уровне, и есть много возможностей показать себя, проходит большое количество фестивалей и выставок. «Робостарт» - первые подобные соревнования в городе, они необходимы, прежде всего, чтобы ребята могли приобщиться к самой процедуре их проведения, оценили свои возможности, испытали себя. Возможно, кто-то свяжет свою жизнь с робототехникой. Лего – это только начало. Обычный конструктор может научить очень многому. Помимо развития фантазии и умения работать руками, развивается мелкая моторика, благодаря которой, в свою очередь, развивается наша речь. Развиваются технические навыки, - мы понимаем физику и механику. Мы учимся понимать биологию через восприятие датчиков, которые по сути заменяют роботу органы чувств. Например, датчик цвета – это наши глаза, а сенсорные датчики – наши руки. А еще в конструировании очень много творчества, и создавая очередную модель, мы понимаем, что можем не просто придумать все, что угодно, но и дать этой идее жизнь». В судействе Янина не допускает поблажек и личных симпатий. Все должно быть максимально объективно: «Мне нужны победители, которые поедут на «Робофест».
«Робофест» - это ежегодный Всероссийский молодежный робототехнический фестиваль, который проводится с 2009 года под патронажем Фонда Олега Дерипаска и поддержке Минобразования и науки. Девиз фестиваля – «Здесь собирают будущее», и попасть на него – мечта всех истинных любителей робототехники. Сегодня заявлено уже более 2500 команд-участников из 53 регионов России. Победители получают право участвовать уже в международных соревнованиях «Робокон». Сама Янина пока еще не была ни на тех, ни на других соревнованиях, зато на «Робофесте» посчастливилось побывать Артему Невротову. Юноша занимается в технопарке школы №3, признается, что конструирование захватило буквально с первого урока. Точно также, буквально с первой секунды, впечатляют роботы, которых Артем показывает на выставке. Три трансформера с полметра ростом умеют не просто двигаться, а синхронно танцевать – от балета до брейк-дэнса. Все зависит от заложенной в них программы. Она же определяет и массу других возможностей робота. Собираются такие модели из конструктора корейского производства «Robotis Bioloid». Из одного набора можно создать около 30 различных моделей – от дракона до человекоподобного гуманоида. А набор сенсоров, программное обеспечение, включающее в себя 3D-моделирование, позволяет создавать самых продвинутых роботов. Но в отличие от множества других популярных конструкторов, с помощью различных датчиков расстояния, датчиков звука робот может быть запрограммирован для работы в автономном режиме. Например, можно разработать и собрать робота-собаку, которая будет вставать, когда услышит один хлопок и приседать, когда услышит два хлопка и лаять, когда к ней приближается человек. Но Артем показывает не дрессированных собачек, а танцующих роботов. Это уже третья демонстрация их способностей за время работы выставки. Не успела заиграть музыка, как вокруг стола стихийно образовались зрители. У всех на лице удивленная улыбка. «Робота можно запрограммировать на любое действие, которое умеет выполнять человек, - рассказывает Артем. – Сегодня мы показываем танец. И если каждого из роботов мы собирали где-то около восьми часов, то танец «прописывали» месяца два. Это очень кропотливая работа, поскольку движения создавались механическим путем – каждый жест фиксируется в программе, заносится как шаг, робот его воспроизводит, и таким образом, весь танец состоит из огромного количества таких маленьких шагов, которые нужно отрегулировать по времени выполнения движения и в соответствии с центром тяжести робота. Кроме того, необходимо контролировать силу инерции, чтобы робота не заносило при выполнении сильных или резких движений. Именно с этой моделью мы ездили в прошлом году на «Робофест». К сожалению, призовых мест не заняли, зато увидели много всего интересного – различные конструкции роботов и их возможности, познакомились с другими ребятами, узнали о самых последних разработках в робототехнике. Сегодня это, в основном, роботы-помощники, которые поливают цветы, подметают за тобой, такие роботы весьма популярны. Впечатлений от поездки много, и я загорелся победой, появился стимул заниматься робототехникой дальше».
Образование будущего
Конструировать роботы дома весьма затратно. Самые доступные, пожалуй, только базовые игровые конструкторы Лего Техник, цена которых варьируется от 5 до 10 тысяч рублей. Раза в два дороже обойдутся Лего Майндстормс. Примерно в этой же ценовой категории находятся образовательные, специально предназначенные для кружков и секций, конструкторы на базе Ардуино от российского производителя «Амперка». А самые дорогие – это, как раз, Биолоиды, их стоимость зашкаливает за 100 000 рублей за один набор. Кроме того, необходим компьютер, а еще лучше ноутбук. Но дорого, не значит, недоступно. И ноутбуки, и конструкторы лего есть в мобильном классе Центра технического творчества и информационных технологий. Конструкторы серии Биолоид – главная гордость технопарка школы №3, ребята из «Юного техника» отдают предпочтение «Амперке». Конструкторы разные, но подход в образовании един: изучение механики, уроки программирования и сборки роботов. Но необходимое оборудование это еще полдела. Если нет грамотных преподавателей, способных заинтересовать и увлечь за собой, – конструкторы будут пылиться на полках. В школах с этой ролью вполне справляются учителя информатики. Если же есть все необходимые составляющие: достаточное количество конструкторов, программное и компьютерное обеспечение, грамотные кадры, и самое главное, дети, желающие заниматься, то можно смело утверждать: в Югорске робототехника есть и она двигается вперед.
Подпись к фото
Равиль Миниахметов приехал на соревнования вместе со своими подопечными из Алябьево. Преподаватель информатики не скрывает, для того, чтобы заниматься робототехникой нужна хорошая материальная база, на одном наборе конструктора долго не протянешь. Руководство школы услышало юных техников и в этом году приобрело для школьного клуба пять новых комплектов.
Подпись к фото
Молодежный центр «Гелиос» представил на выставке модели роботов, собранных из Лего Майндстормс. Особенно по душе юной публике пришелся слон-робот, умеющий двигаться и поднимать хоботом фрукты. На базе центра работают две группы, в одной можно собирать модели из конструктора Кнекс, в другой – из Лего. мнению Александра Касапа, специалиста по профориентационной работе, такой вид досуга – отличная альтернатива компьютерным играм и бесцельному блужданию по улицам.
Подпись к фото
Одно увлечение не должно мешать другому. Слава Котельников пять лет занимается в авиамодельном кружке «Юного техника», но и робототехника теперь тоже в числе его хобби. Два месяца назад он собрал своего первого робота из набора «Амперка», и теперь мечтает сконструировать робота-шпиона.
Подпись к фото
Роботы уже давно перестали быть диковинкой, перебравшись со страниц научно-фантастических романов на магазинные полки и к нам в дома. На выставке можно было познакомиться с некоторыми инновационными разработками, которые имеются в продаже интернет-магазинов. Детские игрушки-роботы, самополивающиеся горшки для цветов,
hi-tech сувениры, 3D-наушники – и это далеко не весь перечень полезных гаджетов для дома, автомобиля и офиса.
Анна Гурова.
Врезка в текст Узнать больше
Слову «робот» скоро исполнится 100 лет: оно придумано в 1921 году Йозефом Чапеком для пьесы его знаменитого брата Карела Чапека под названием «РУР». По Чапеку, робот - это «живая, наделенная интеллектом рабочая машина»; обратим внимание на слово «живая». Слово «робот» - однокоренное русскому «работа»; но те, кто переводит его как «работник», заблуждаются. Robota по-чешски - не просто труд, но труд тяжелый, неприятный и, как правило, принудительный. Точнее будет перевести robot как «раб». Если авторские права на слово «робот» принадлежат Йозефу Чапеку, то слово «роботехника» введено в обиход Айзеком Азимовым, самым маститым исследователем роботов среди фантастов. Означает оно совокупность инженерных и научных дисциплин, с помощью которых производятся роботы. Также Азимов сформулировал четыре закона роботехники (хотя известны лишь три).
Первый закон. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
Второй закон. Робот исполняет приказы человека, покуда это не противоречит Первому закону.
Третий закон. Робот стремится сохранить свою жизнь, если это не противоречит Первому и Второму законам.
Однако существует еще и нулевой закон, описанный в романе «Основание и земля»; он именно нулевой, то есть более приоритетный, чем первый. А именно: робот не может причинить вред человечеству или своим бездействием допустить, чтобы человечеству был причинен вред.
