lpgzt.ru - Образование Карта сайта|Обратная связь|Подписаться на издание    
 
23 ноября 2015г.<>
ПНВТСРЧТПТСБВС
1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30
Блоги авторов 
Администрация Липецкой области
Липецкий областной Совет депутатов
Облизбирком
Государственная поддержка хозяйствующих субъектов
Знамя Октября
Липецкое время
Управление физической культуры, спорта и туризма Липецкой области
Молодежный парламент Липецкой области
Управление потребительского рынка
Федеральное казначейство
Золотой гонг
Образование 

Тайны третьей планеты

23.11.2015 "ЛГ:итоги недели". Ольга Глушкова
// Образование
Фото Николая Черкасова
Фото Николая ЧеркасоваВеликолепная четвёрка юных робототехников – увлечённых, позитивных, инициативных и талантливых
Объединение «Робототехника» появилось по инициативе директора Центра развития 
творчества Ирины Малько

Из Москвы в родной Липецк Денис Коробейников возвращался в состоянии необычайного воодушевления – в дорожной сумке он вёз кубок и диплом. Ему с трудом верилось в то, что он, впервые приняв участие во всероссийском конкурсе педагогов дополнительного образования «Сердце отдаю детям», стал призёром – вторым во всей России


Название конкурса – яркое и доброе – отражает всю суть профессии педагога. Работаешь с сердцем, с душой – дети это чувствуют. За таким учителем они тянутся, как ростки к солнцу, а взамен дарят свои улыбки, уважение и достижения в учёбе.


Денис Александрович Коробейников уверен: чтобы работать с детьми, надо самому оставаться ребёнком. И признаётся: когда ребята расходятся по домам, он остаётся в пустом кабинете один, чтобы ещё немного задержаться на «третьей планете» – «поиграть» с… роботами – поколдовать над ними, придумать новые идеи для следующих «полётов». Денис Коробейников – руководитель творческого объединения «Робототехника» Центра развития творчества детей и юношества. Он учит создавать роботов.


При слове «робот» у меня, да, наверное, у многих людей возникает образ, подобный Вертеру из фильма «Гостья из будущего», снятого по мотивам фантастической повести Кира Булычёва «Сто лет тому вперёд». Но ни тогда, когда писатель создавал свою повесть (1977 год), ни тогда, когда она была экранизирована (1985 год), нам и не снилось, что подобные роботы, внешне ничем не отличающиеся от человека, станут реальностью, а само слово прочно войдёт в лексику россиянина.


Они везде нас окружают. Если просто, то робот – это автоматическое устройство. Ну, например, лифт – чем не робот? Едет по команде на нужный этаж. Банкомат – ещё тот робот! Деньги посчитает, выдаст, сколько попросили, ну а если что не так, может и «характер» проявить, например, карточку «проглотить»…



Сумаисты, исследователи и захватчики банок


Когда мы с фотокорреспондентом ехали в студию к Денису Александровичу Коробейникову, были уверены: там нас ждёт Вертер. Но его не оказалось. На большом столе посреди комнаты стояли небольшие конструкции на колёсах, похожие на машины из будущего, при этом сильно напоминающие леговские игрушки.


– Так это и есть Лего, – ответил на моё сравнение робототехник. – Своих первых роботов ребята создают из деталей известного конструктора. Главная из них – компьютер, или, как мы его называем, «кирпич». Дальше – двигатели, «глазки» – всевозможные датчики – инфракрасные или ультразвуковые, и гироскопы. «Глазки» могут различать белый и чёрный цвета либо внешнее освещение от нуля до ста. А гироскоп реагирует на изменение углов ориентации тела, на котором он установлен, относительно инерциальной системы отсчёта. С его помощью робот узнаёт, на какой угол повернулся или следует повернуться. Простейший пример гироскопа – это обычная юла-волчок.


Лего хорош тем, что ребёнок на начальном периоде обучения не отвлекается на достаточно сложные работы по созданию какой-то механической конструкции. Но при этом понимает, что такое двигатели, датчики, и учится программировать. Лего – переходный момент от самых простых роботов к более сложным. И соответственно, от простого блочного программирования к более серьёзному – почти настоящему.


Собрать робота из готовых деталей Лего не так-то сложно. Но после этого начинается главная работа юного робототехника – создание компьютерной программы для «игрушки». Ведь только после программирования робот будет выполнять определённые действия. Алгоритм (набор инструкций) может быть самым несложным. Можно, например, дать роботу простую задачу – двигаться вперёд. А можно и посложнее – выйти из лабиринта.


– Выход из лабиринта – одна из обязательных соревновательных дисциплин в спортивной робототехнике, – рассказывает Денис Александрович. – Победит робот или нет – зависит от написанной для него программы. Алгоритмы могут быть разной сложности. Например, когда у робота есть только один вариант действия – следить за поворотами, либо держаться только левой, либо только правой стороны. Здесь всё просто: сколько ни двигайся вдоль стены, выход всё равно найдётся. Робот может заехать в тупик, но есть алгоритмы, которые учат его выбирать правильный путь. Есть программы сложные, математические, например, построенные на основе теории графов, здесь речь идёт о создании множеств. С таким заданием справляются дети постарше.


Другая базовая номинация спортивной робототехники – борьба сумо. Для соревнований ребята создают роботов-сумаистов. Нет, внешне на представителей известной японской борьбы они никак не похожи. Но их «внутренний мир» настолько напичкан разнообразными алгоритмами, что иначе как бойцовскими их не назовёшь.


Итак, в кругу диаметром один метр стоят два робота-соперника. Запускаются программы, и начинается борьба. Роботы толкают друг друга, «наезжают», пытаются опрокинуть. Противоборство продолжается до тех пор, пока один из сумаистов не окажется за границей круга. Тогда всё – он проиграл.


– Сейчас у нас идёт подготовка к соревнованиям. Ребята делают разные конструкции сумаистов. Одни – с более жёстким корпусом, с защитой, другие – более «хитрых», с подъёмником, – рассказывает Денис Коробейников. – Кроме сумаистов есть роботы-захватчики банок. Их выступления тоже входят в программу соревнований. В кругу выставляют белые и чёрные банки, а робот должен любыми доступными ему алгоритмами найти белые и вытолкнуть их за круг, а чёрные оставить на месте. Вытолкнул чёрную банку – минус один. Есть дисциплина «Траектория». Это довольно сложный конкурс-исследование: задача робота пройти строго по чёрной линии, нарисованной на белом фоне. Здесь тоже свои нюансы. Например, точность прохождения может зависеть от освещения. Ведь робот привык работать в тех условиях, где его тренировали, а в другом месте привычное белое-чёрное окажется для него другим, а если светит солнце – это ещё один вариант белого-чёрного. И если ты не знаешь основ работы датчиков, то не поймёшь, какую выбрать калибровку действий робота в каждом конкретном случае. Робот начнёт сбиваться с чёрной линии, хотя на тренировках действовал безупречно.


23 декабря нас приглашают в Ижевск на региональный фестиваль «РобоФэст». Затем у нас в городе пройдёт «КреативитиЛаб», который ежегодно организует школа «Стратегия». А в апреле наш центр проводит чемпионат области по робототехнике.



Обыденные задачи


Уже через полгода после образования творческого объединения «Робототехника» подопечные Дениса Коробейникова участвовали в липецких соревнованиях. Среди соперников были юные робототехники из Воронежа.


– Помню, подбегают мои ребята и в один голос заявляют: Денис Александрович, у них такие роботы – нам их никогда не победить, – вспоминает педагог. – Но в итоге наши «сумаисты», над которыми мы больше всего «плакали», заняли первое и третье места. И ещё мы «захватили» диплом третьей степени в «Траектории»… После этих соревнований решили сделать что-нибудь полезное. И придумали робота, который «бегал» за солнышком. Если вам нужно, чтобы цветок всегда находился на солнце, пожалуйста! К вашим услугам – робот-цветочный горшок. Он будет перемещаться по комнате вслед за солнечными лучами.


– А можете сделать помощника по дому, чтобы и подмёл, и пыль вытер? – интересуюсь у инженера-робототехника.


– У меня любой ребёнок за два-три занятия запрограммирует робота-пылесоса. А на сборку конструкции уйдёт пара месяцев, – отвечает инженер. – Нужен мощный двигатель, насос – это понятно. Но что главное в роботе-пылесосе? Опять же – программирование. Нужно добиться того, чтобы робот выбирал правильную траекторию движения. То есть объезжал предметы. Он должен знать, что делать, если уткнётся в шкаф или стол, и уметь находить выход из любого положения. А это достигается программированием. Если тому же пылесосу на высоте стола и шкафа поставить щётки, он ещё и пыль протрёт. Это уже более сложная задача, но тем более интересная.… Пылесос мы не делали, зато была газонокосилка. Её придумал Николай Зернов и представлял на международном конкурсе «Таланты XXI века» в Санкт-Петербурге. Его газонокосилка может определить границы газона, аккуратно подстричь траву, а если на пути встретится какой-то объект, объехать его. Для опытного программиста, инженера создание подобных роботов – задача обыденная. А для детей – это как раз то, что нужно: им это интересно и понятно.


Но нам, неискушённым в делах робототехнике, и самый простой робот кажется «гостем из будущего». Сам Денис Александрович подобные «обыденные» задачи решает каждый день. Он строит свой дом, а параллельно вместе с сыном Алексеем создаёт «домашних» роботов, или «Умный дом». Он уже запрограммировал систему отопления. Утром, когда все уходят на работу и в школу, срабатывают датчики, и трубы начинают остывать до 12 градусов. Ближе к вечеру тепло подаётся интенсивней, и к приходу хозяев в доме уже тепло и уютно. Итог – реальная экономия.


От Лего к Ардуидо


Всех роботов, созданных не на деталях Лего, а на микропроцессорах, – создатели умных машин называют «настоящими». Технически их сделать сложнее – например, чтобы подсоединить провода, нужно поработать паяльником. Но самое главное – меняется язык программирования.


– Младшая группа моих подопечных – это дети девяти-десяти лет. Сначала мы подробно изучаем Лего, спортивную робототехнику, много играем и соревнуемся, – рассказывает Денис Коробейников. – С четырнадцати–шестнадцатилетними ребятами Лего проходим буквально за три месяца, потом «налегаем» на физику и математику, занимаемся программированием на платформе EV-3 и выходим на более высокий уровень – создание роботов на основе Arduino. Это – платформа, подобная Linux в операционных системах.


С помощью Arduino можно строить простые системы автоматики и робототехники. Программная часть платформы состоит из оболочки IDE для написания программ, их компиляции и непосредственно программирования роботов.


– Конструкции для роботов на Arduino ребята создают в компьютерной программе и потом печатают на 3D-принтере, – говорит педагог. – Вместо бумаги в нём используется леска определённого цвета. Она разогревается до 200 градусов, потом очень тонкими слоями – 0,1 миллиметра – ложится слой за слоем, и получаются пространственные конструкции. На них можно крепить реальные процессоры. Такие роботы – более быстрые и точные.



Они разговаривают!


В кино роботы разговаривают на знакомом нам языке. Но, оказывается, они могут «шифроваться» – создавать свою систему познания мира.


– В Австралии молодые робототехники научили роботов изобретать свой язык (я сейчас хочу своим ребятам такую задачу поставить), – говорит Денис Александрович.


– Как это возможно? – недоумеваю я.


– Очень просто. Загружаем в каждого робота определённые слоги, оснащаем системой датчиков. Робот по алгоритму начинает исследовать помещение. Находя какой-либо предмет, он его осматривает с помощью датчиков, определяет цвет, запах, размер и другие параметры и даёт ему имя – из тех слогов, которые в него заложили. Соответственно передаёт это слово своему коллеге. И через два-три месяца роботы начинают разговаривать. И это уже не фантастика, а нормальные вещи. Например, решили все страны мира вместе осваивать Марс. Каждый из исследователей говорит на своём языке. Но все создают своих роботов, закладывая одни и те же слоги, понятные всем. Попав на Марс, роботы должны самоорганизоваться, найти собственные языковую и символьную системы, дать названия найденным объектам. А на Земле эти названия расшифровывают. Это перспективная тематика, и не настолько фантастичная, как может показаться человеку неискушённому.



Роботы предсказывают будущее


Если ребёнок увлёкся робототехникой, он никогда не расстанется с этой наукой. И даже, выбрав другую профессию, будет использовать в жизни полученные знания. Ведь, овладев ими, можно делать много полезного. Например, создавать альтернативные источники энергии, конструировать для своих детей радиоуправляемые мульти- или квадрокоптеры (это гораздо дешевле, чем готовые модели).


А кому-то из ребят робототехника помогает определиться с будущей профессией. Для первого выпускника Дениса Александровича Коробейникова Вахтанга Шенгелия всё закончилось инженерной должностью на НЛМК. В своё время, будучи ещё студентом Липецкого политехнического техникума, где преподаёт спецдисциплины Денис Александрович, он сделал робота, который действовал по принципу сортировочного конвейера. Свою модель Вахтанг Шенгелия представил на форуме «Шаг в будущее» в прошлом году. На региональном этапе в Липецке он занял второе место. А на этапе всероссийском, который проходил в Московском государственном техническом университете имени Баумана, – третье.


– Несмотря на то, что у Вахтанга Шенгелия нет высшего технического образования, Новолипецкий металлургический комбинат, увидев его работы, принял молодого специалиста на должность инженера контрольно- измерительных приборов и автоматизации, – делится наставник Денис Коробейников.


Лиза Малахова, Денис Воржев и Александр Щеглов, которые занимаются в студии Дениса Александровича, тоже хотят стать инженерами: программистами, электриками, робототехниками.


Лиза в день нашего визита в Центр творчества принесла своего первого робота на Ардуино.


– Мой папа увлекается физикой, и я – тоже. Поэтому мне всегда было интересно общаться с мальчишками – они ближе к технике, – рассказывает Лиза Малахова, ученица 7 класса первой гимназии. – Я уже освоила роботов Лего, теперь хочу двигаться дальше – создавать настоящих. А после школы мечтаю поступить в Московский физико-технический университет, чтобы стать физиком-программистом или робототехником.


Денис Воржев и Саша Щеглов учатся в физико-математическом девятом классе 64-й гимназии. Они в «Робототехнике» – с первых дней образования творческого объединения. Ребята не раз занимали призовые места в различных соревнованиях и конкурсах.


– Я занял второе место во всероссийском конкурсе, представив робота-манипулятора с пультом управления, – рассказывает Денис Воржев. – Связь робота с пультом я сделал беспроводной. Манипулятор демонстрировал захват и вращение в трёх плоскостях. Вообще роботы-манипуляторы используются на производстве, конечно, там они более сложные. Сейчас у меня новый проект, который я представлю на «Шаге в будущее» – система, координирующая работу сварочного манипулятора.


Александр Щеглов – математик, ещё дошкольником он участвовал в математических олимпиадах. Третье место во всероссийском конкурсе по робототехнике ему принёс робот-графопостроитель.


–  Я размышляю над своей будущей профессией, – говорит Александр. – Скорей всего она будет связана с IT-технологиями, физикой и математикой, робототехникой.



Третий элемент


Победа Дениса Коробейникова в Москве – первая и самая значимая. Он почувствовал это уже на отборочном этапе, когда из 85 претендентов выбрали всего десять финалистов, в числе которых был и он.


– Участвуя в конкурсе «Сердце отдаю детям», я впервые в жизни почувствовал, что такое настоящая команда. Весь педагогический коллектив Центра помогал мне. Мы вместе снимали мульт­фильм о роботах, коллеги много подсказывали, когда я готовил презентацию своей образовательной программы для отборочного тура. Также нужно было снять видеоролик-самопрезентацию «Моё педагогическое кредо». Я построил сценарий на основе идеи «Умного дома», отталкиваясь от известного выражения, что каждый мужчина должен построить дом, – рассказывает Денис Александрович. – В финале было несколько сложных испытаний. Понимание того, что за мной стоит большая команда – мои коллеги и ученики, помогло мне всё преодолеть. Я познакомился с педагогами из разных городов. И убедился, что уровень дополнительного образования в России довольно высокий, и эта сфера активно развивается. Конечно, в советское время дополнительное образование охватывало каждого школьника. В шаговой доступности были комнаты школьника, где детей учили фотографировать или вырезать по дереву. Почти все мальчишки увлекались авиа- или судомоделированием. Мы ходили в походы, занимались мотокроссом, футболом, хоккеем. Охват допобразования должен быть лавинным.


Мы привыкли к традиционной воспитательной схеме: семья – школа. Но о том, какие безграничные возможности даёт ребёнку дополнительное образование, часто забываем. Музыка, спорт, техническое творчество – всё это нужно детям для гармоничного развития, для масштабного понимания окружающего мира. Дополнительное образование – третий элемент схемы семья–школа. Оно как третья планета, попадая на которую дети познают столько нового, удивительного, красивого. Планета, на которой всегда тепло и уютно, потому что правят на ней настоящие учителя, готовые отдавать детям свои сердца.


В ТЕМУ



Ирина Александровна Малько,директор Центра развития творчества детей и юношества:


- Понимая, что робототехника сегодня очень перспективное направление, мы два года назад решили создать в Центре творческое объединение. Стали искать педагога, обратились в учреждения профобразования, так познакомились с Денисом Александровичем Коробейниковым. Он оказался как раз тем человеком, который, обладая инженерными знаниями, может учить детей, легко находит с ними контакт.


Управление образования и науки области поддержало нашу инициативу. Нам выделили средства на закупку необходимого оборудования и деталей. Мы прошли по школам, рассказали детям о робототехнике. И к нам пришли больше тридцати мальчишек и девчонок. Через несколько занятий у некоторых интерес прошёл. Но сформировался костяк – команда из пятнадцати школьников. Они постоянно участвуют во всероссийских и международных конкурсах. В этом году мы набрали новую группу и пригласили ещё одного педагога, который работает с маленькими детьми.


Мы сразу поставили высокие задачи. Замахнулись на всероссийский уровень –  получилось. Уже через два месяца после открытия студии выступили в конкурсе «Шаг в будущее». А в этом году мы уже участвовали в международном фестивале Джуниор Скилз в Казани, ребята привезли бронзовые медали.


Задача дополнительного образования – это не только профориентация. Занимаясь в студиях, ребёнок познаёт мир более широко, находит единомышленников, получает новые знания. Ещё одна важная задача – воспитательная. Педагоги личным примером приучают детей к порядку, пунктуальности, учат уважительному и доброму отношению к людям. Уверена, что будущее – за дополнительным образованием. Это огромный пласт, многими ещё неизведанный, объединяющий все главные направления – спорт, науку и творчество.

Поделиться ссылкой:  
Загрузка комментариев к новости...
Воскресенье, 24 сентября 2017 г.

Погода в Липецке День: +19 C°  Ночь: +3C°
Авторизация 
портал
СЕГОДНЯ В НОМЕРЕ 

Аристократ духа

Сергей Малюков, slaavo7@yandex.ru
// Культура

Забвению вопреки

Роман Ромашин, romanromashin@ yandex.ru
// Общество

А вот кому «спасатель» от денег?

Анастасия Карташова, тел. 50-17-35
// Общество

Пятый век обители


// Общество
Даты
Популярные темы 

«Елец» вернули с небес на землю

Иван Алексеев // Спорт

Без фальстарта с надеждой

Денис Коняхин // Спорт

«Лабиринт» для умников

Ольга Журавлева // Образование

Быстрый гол! И крепка оборона…

Иван Афанасов // Спорт

Без намёков на сенсацию

Геннадий Мальцев // Спорт



  Вверх