Сакрэты Arduino, або На што здольны пыласос, які нічога не памятае

Пра штучны інтэлект размовы вядуцца даўно, прычым не толькі ў асяроддзі тэхнікаў. І навіны пра тое, што хутка замест людзей выконваць амаль усю работу пачнуць робаты, ні для каго не сакрэт. Ужо сёння здзіўляць пачалі беларускія вучні. Тым больш прычына для гэтага існуе, і вельмі сур’ёзная.
Lego і будучыя інжынеры

У мінулым годзе на базе рэсурснага цэнтра інфармацыйных тэхналогій, які дзейнічае ў сталічнай гімназіі № 37, пачала працаваць першая ў Мінску Школа робататэхнікі. Адной з прычын стварэння незвычайнай тэхнічнай установы стаў недахоп інжынерных кадраў у краіне. Сёння тэхнічныя спецыяльнасці ў Беларусі карыстаюцца не вельмі вялікай папулярнасцю, у той час як у іншых краінах прафесія інжынера адносіцца да ліку прэстыжных.
“Неяк я задумаўся над тым, веды з якой сферы дзейнасці могуць спатрэбіцца майму сыну ў будучым, — расказвае дырэктар Школы робататэхнікі Ігар Бялевіч. — Я разважаў над тым, што будзе рабіць сын пасля заканчэння школы. І, увогуле, якія веды будуць запатрабаваны праз 15 — 20 гадоў? Дык вось, робататэхніка — гэта якраз тое, што патрэбна”.
Робататэхніка — дысцыпліна ўнікальная. Яна спалучае ў сабе некалькі актуальных кірункаў: фізіку, матэматыку, канструяванне і праграмаванне.
Аснову заняткаў складае работа з рабатызаваным канструктарам вядомай дацкай маркі Lego. Дарэчы, падчас заняткаў у Школе робататэхнікі вучні не толькі збіраюць мадэлі, але і самастойна прыдумваюць іх. Робяць яны гэта пры дапамозе камп’ютарнага 3D-рэдактара і ноўтбука, на якім устаноўлена спецыяльная праграма LEGO Digital designer, прызначаная для праектавання віртуальных 3D-аб’ектаў.
“LEGO Digital designer — праграма цікавая, — расказвае намеснік дырэктара Школы робататэхнікі Фёдар Кішчанка.— Яна дазваляе дзецям не толькі пазнаёміцца з асновамі 3D-мадэлявання, але і развіць прасторавае мысленне. Дарэчы, вартым увагі з’яўляецца тое, што ў ЗША і Расіі ў праграму школьнай адукацыі ўжо даўно ўключаны асновы робататэхнікі, прычым для вучняў пачатковых класаў навучанне з’яўляецца бясплатным. Мы таксама не павінны адставаць ад такіх новаўвядзенняў”.
Навучанне ў Школе робататэхнікі з’яўляецца платным. Восем заняткаў, кожныя з якіх доўжацца 90 хвілін, каштуюць 360 тысяч рублёў. Займаюцца ў школе вучні з 2-га па 9 клас, большасць з іх — навучэнцы гімназіі № 37. Цікавяцца робатамі не толькі хлопчыкі. 20 працэнтаў робататэхнікаў — дзяўчынкі.
“Дзяўчынкі больш акуратныя, разважлівыя, — тлумачыць Фёдар Кішчанка, — і, нягледзячы на тое, што працуюць яны павольней, чым хлопчыкі, робатаў яны збіраюць амаль без памылак”.

Сонечныя батарэі, слон і правільныя паркоўкі

Аснову заняткаў у Школе робататэхнікі складае мадэляванне канкрэтных робатаў. Толькі пасля азнаямленчых урокаў вучні распачынаюць канструяванне “дарослых”, сур’ёзных механізмаў.
Цікавай і вартай увагі стала распрацоўка мадэлі сонечнай электрастанцыі, якую пад наглядам настаўнікаў сабралі вучні 4 класа. Сутнасць батарэі ў тым, што яна мае датчык святла і паварочваецца ў тым напрамку, дзе знаходзяцца сонечныя прамяні. Паколькі сонечны год у нас не вельмі доўгі, станцыя не разлічана на выпрацоўку той колькасці электраэнергіі, якой хапіла б на ўсю краіну. Затое калі такую цеплавую канструкцыю размясціць дома, падчас сонечнага надвор’я яна будзе здольная назапасіць тую колькасць святла, якой хопіць на ад зін пакой.
Яшчэ адной не менш цікавай мадэллю, якая “пасялілася” ў Школе робататэхнікі, стаў слон. Безумоўна, сабраная з элементаў канструктара жывёла адрозніваецца ад жывога сабрата не толькі памерамі. Усе каманды слон выконвае па першым загадзе. Справа ў тым, што на спіне робата размяшчаецца мікракамп’ютар, пры дапамозе якога можна “прымусіць” слана рухацца, падаваць голас, гуляць з любімай цацкай.
Задачы для робатаў пішуць самі вучні пры дапамозе праграмнага забеспячэння.
Распрацоўкай, якая ў будучым прынясе карысць грамадству, стане і транспарціровачная стужка, якая здольная дзяліць рэчы па колерах. Магчыма, калі-небудзь такое вынаходніцтва мінскіх школьнікаў пачне выкарыстоўвацца, напрыклад, на вытворчасці дзіцячых цацак ці вопраткі, якую таксама трэба будзе дзяліць у адпаведнасці з каляровай гамай.
Паказальна, што пры дапамозе робататэхнікі школьнікі спрабуюць вырашыць асноўную праблему вялікага горада — недахоп месцаў для паркоўкі.
Сэнс стварэння аўтаматычнай паркоўкі ў мініяцюры заключаецца ў наступным. На стале юныя інжынеры “пабудавалі” некалькі гаражоў. Перад пустымі гаражамі наклеілі каляровыя ізастужкі. І аўтамабілі пры дапамозе датчыкаў вызначалі, у памяшканні з якой ізастужкай ёсць свабоднае для паркоўкі месца.
Неаднаразова эксперыментавалі юныя інжынеры і з варыянтамі зніжэння колькасці аварый, а таксама аварыйных сітуацый на дарогах сталіцы. Аўтаробаты былі запраграмаваны так, каб падчас з’яўлення перашкоды на дарозе яны спыняліся на пэўнай адлегласці ад яе.
“Усе канструкцыі, сабраныя нашымі дзецьмі, простыя, але карысныя, — дзеліцца Фёдар Аляксеевіч. — Сёння нашы выхаванцы-васьмікласнікі працуюць над стварэннем робата-пыласоса. Ён здольны арыентавацца ў прасторы, аб’язджае перашкоды і прыбірае смецце. Калі паступіць каманда вярнуцца на месца — робат вернецца. Адзіным мінусам пыласоса з’яўляецца тое, што ён не захоўвае ў памяці маршрут, па якім прыбірае, і не памятае, у якім пакоі быў”.

Сакрэт поспеху — ва ўзаемаразуменні

Для таго, каб пастаянна развівацца і папаўняць багаж новымі ведамі, Школа робататэхнікі актыўна супрацоўнічае з іншымі арганізацыямі, якія займаюцца даследаваннямі ў адпаведнай навуковай галіне. Найбольш цесна наладжана сувязь з Аб’яднаным інстытутам праблем інфарматыкі Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. У сувязі з запатрабаванасцю інжынерных кадраў і цікавасцю да канструявання робатаў было прынята рашэнне пачаць супрацоўніцтва яшчэ з некалькімі школамі краіны. Напрыклад, у бліжэйшы час у Наваполацку пачнецца набор у школу, дзе таксама будуць вучыць праграмаванню і канструяванню робатаў, а гэта значыць, што колькасць таленавітых тэхнічных каманд у краіне значна павялічыцца.
“Асноўнае, чаму вучацца дзеці ў тэхнічных школах, — гэта работа ў камандзе, — расказвае настаўніца Школы робататэхнікі Ірына Міхайлаўна Кобрык. — Менавіта супольная праца прыводзіць да канкрэтных вынікаў. Так, вучні разам думаюць над тым, якім чынам пабудаваць работу, каб яна была найбольш прадукцыйнай. Дзеляцца адно з адным думкамі наконт канкрэтных задач, праграм, сумесна прымаюць рашэнні, а гэта найбольш аптымальны варыянт не толькі творчасці, але і работы ў цэлым. Некалькі разоў на тыдзень дзеці пасля заканчэння ўрокаў не бягуць дадому, а прыходзяць у школьны рэсурсны цэнтр інфармацыйных тэхналогій для таго, каб правесці час за мадэляваннем і канструяваннем новай тэхнічнай адзінкі. І самае цікавае, што на ўроках мы не адразу бяромся за збор мадэлей, а разбіраем спачатку тэарэтычны матэрыял”.
Што тычыцца планаў на новы год, то ў навучэнцаў Школы робататэхнікі многа ідэй, сярод якіх — пошук новых партнёраў, адкрыццё лабараторыі Arduino, у якой будуць стварацца мікрапрацэсарныя сістэмы. Асобным пунктам выдзелены ўдзел у Сусветнай алімпіядзе робатаў, якая адбудзецца сёлета ў Маскве.
Хочацца спадзявацца, што тэхнічная творчасць беларускіх навучэнцаў атрымае станоўчыя вынікі, таму што тыя задумы, якімі сёння жыве Школа робататэхнікі, сапраўды цікавыя і маюць права на жыццё.

Наталля ДУБІК.
Фота Алега ІГНАТОВІЧА.