Школьная робототехника – не просто кружок
Какую пользу может принести детское роботостроение
Учитывая повсеместную автоматизацию производства, роботостроение является одной из самых динамично развивающихся отраслей в мире. Согласно исследованию Market Research Future к 2030 году объем глобального рынка роботостроения достигнет свыше 200 миллиардов долларов США, а годовой рост превысит 22%. Поэтому в наши дни заниматься робототехникой не только модно, но и выгодно. Ежегодно по всему миру тысячи детей посещают инженерные кружки робототехники, которые работают как в общеобразовательных школах, так и при частных центрах.
В казахстанских школах предмет «Робототехника» пока не введен в обязательную учебную программу, в основном его преподают в кружках юного инженера и в качестве дополнительных занятий на факультативах. Но однозначно за последние несколько лет интерес к роботомоделированию у юных казахстанцев значительно вырос.
Занятия по созданию роботов проходят в специальных лабораториях, где дети чувствуют себя настоящими конструкторами и инженерами. По словам тренера по робототехнике, и заведующего лабораторией инженерно-технического творчества и ИТ НИШ города Алматы Бекзата Инкарова, главное пробудить в детях интерес к роботам и тогда обучение будет им даваться легко как игра.
"Знакомство с робототехникой начинается с 7 класса. Чтобы посещать кружок, ученику нужно пройти специальное тестирование. На первых порах школьников обучают базовым вещам, а именно конструктору Lego EV3. Это самый популярный базовый обучающий набор для занятий робототехникой. Благодаря использованию несложного конструктора, ребенок быстро усваивает элементарные технические принципы. После того как школьник научился моделировать и программировать роботов, он может принять участие в командных соревнованиях по робототехнике", - рассказывает Бекзат.
Бекзат - выпускник Suleyman Demirel University, он обучался по специальности вычислительная техника и программное обеспечение, педагогической работой занимается на протяжении пяти лет. За этот небольшой срок он подготовил десятки победителей международных соревнований по робототехнике.
"Интерес к робототехнике начал проявлять еще в юности. Учась в университете, занимался микроэлектроникой, работал с 3D-принтерами. Специфика моей профессии не только в том, чтобы пользоваться оборудованием, но и создавать что-то новое. Чтобы сконструировать робота ты должен полностью знать, как работают все датчики, вся его микроэлектроника, нужно хорошо знать такую науку как мехатроника. Также важно уметь вырезать самому детали, для этого мы используем либо лазерный станок, либо фрезерный. Здесь нам уже нужны знания в области 2D моделирования. Если мы создаем более сложный объект, его детали необходимо отрисовывать в 3D формате. После сборки робота, следует этап его программирования, далее идет тестирование модели на наличие программных ошибок, и непосредственно обкатка", - говорит Бекзат.
Члены клуба робототехники активно участвуют в соревнованиях, причем не только в пределах Казахстана, но и по всему миру. Для подготовки к конкурсу ребята досконально изучают правила, по которым будут проводиться соревнования, и какие требования предъявляются к будущим роботам. При проектировании роботов, юные робототехники анализируют существующие в мире модели, далее опираясь на них, создают собственные творения. Особенным успехом считается когда получается улучшить имеющиеся версии, однако это уже высший пилотаж в школьной робототехнике.
"Для создания небольших Lego-роботов, в команде достаточно 2-3 участников, более крупные модели требуют до 10 разработчиков. В каждой команде есть капитан, он непосредственно поддерживает прямую связь с руководителем. В команде обязательно есть конструктор и программист", - говорит Бекзат Инкаров.
Перед соревнованиями, когда робот успешно прошел тестирование «в поле» его еще раз тщательно тестируют. Тренер команды помогает ребятам лишь в тех случаях, когда они не могут справиться сами, но обычно такое бывает редко. В соревновательной робототехнике есть свои секреты, как и в спорте. Например, перед турниром, каждой команде важно изучить соперников, понять их тактику и на основе этого выработать собственную стратегию.
Робототехника, как и обычные школьные предметы, имеют свои уровни сложности, соответственно, от этого зависит и возраст обучающихся.
"Робототехника для младших школьников отличается от старших тем, что для них обычно используются небольшие модели высотой до 20 сантиметров, соответственно их и собирать и программировать намного легче. У старшеклассников требования выше. Помимо базовых вещей им нужно использовать свои оригинальные детали и элементы. Здесь и программирование сложнее они пишут настоящий код, например, на языке C++. Помимо этого языка ребята программирует на Java, Pyton, осваивают web-программирование. И конечно в командах старшеклассников больше участников иногда может доходить до 15 человек. Есть еще одно требование - наличие в команде одного SMM-специалиста, который будет продвигать проект в социальных сетях, на это тоже обращают внимание. Сборка сложных моделей роботов для конкурса это целый научный проект, все этапы которого обязательно должны документироваться", - рассказывает тренер по робототехнике.
Обучение робототехнике всегда проводится в команде. Благодаря такому формату у детей повышается вовлеченность и соответственно растет результат. При обучении робототехнике тренеры внимательно следят за дисциплиной с самых первых дней работы над проектом. Если ученик пропускает занятие, то его исключают из команды, заменяя другим более ответственным. Тренер должен знать несколько языков программирования, свободно разбираться в оборудовании для создания роботов, так как именно он следит за сервисным состоянием всей техники от 3D-принтеров до станков.
Робототехника в Казахстане довольно популярна, поэтому желающих участвовать в проектах и конкурсах всегда много. Предпочтение отдается заинтересованным ребятам. Для того чтобы дети развивались как техники и инженеры для них создаются идеальные условия.
С 2016 года воспитанники Бекзата Инкарова начали выходить на международный уровень по соревновательной робототехнике. Принимали участие в таких турнирах как VEX, FRC, Международная олимпиада (WRO) и другие. В 2016 году в Москве команда заняла 1 и 2 место на международном соревновании Robofest. В 2017-2018 годах в Тайланде на соревнованиях по VEX ребята заняли первое место. Среди крупных достижений можно отметить и успешное выступление на мировом этапе по VEX, где казахстанские школьники вышли в плей-офф из 400 команд со всего мира. Помимо этого ребята выиграли все республиканские соревнования по программам VEX IQ и VEX EDR среди младших и старших школьников соответственно. Из недавних крупных достижений: два первых места в Великобритании на инженерных соревнованиях FIRST Tech Challenge (FTC) в этом году.
"В Казахстане робототехника начала активно развиваться всего 6 лет назад. Можно сказать, что мы сейчас находимся только в начале пути. К тому же в стране не во всех школах есть предмет робототехника и даже не во всех НИШ она внедрена. Такими крупными лабораториями как у нас, в республике оснащены только три школы. Здесь дети могут каждый день заниматься конструированием роботов", - говорит Бекзат Инкаров.
Как отмечают тренеры, робототехника влияет на выбор будущей профессии, так как при сборке роботов, ученики получают полезные технические навыки. Дети овладевают знаниями из области мехатроники, программирования. Так они выбирают будущую профессию программистов, дизайнеров, есть ребята, которые запускают свои стартапы. Некоторые, будучи еще учениками, принимают заказы как фрилансеры, создают сайты и мобильные приложения.
"У нас есть выпускники, которые работают в крупных IT компаниях страны. По сути, наши ребята выходят со школы с уровнем знаний студентов второго курса вузов it-специальностей. Многие поступают на инженерные специальности в топовые университеты мира, сейчас трое обучаются в Гарварде", - делится успехами Бекзат.
Среди полезных качеств от занятий робототехникой, которые выделяют тренеры: умение работать в команде, знание техники, владение программированием, дизайном и моделированием.
Сейчас в мире изучать робототехнику стало намного легче и интересней. Внедрены программы обучения детей от 4 лет. Все начинается с любви к обычному конструктору Lego. Все это позволяет детям очень быстро понять и осваивать робототехнику.
