Мирные помощники
Пятисантиметровые малыши, которые легко умещаются в детской ладошке, не имеют ничего общего с дроидами-разрушителями из «Звездных войн». Разве что только созвучное название. Но из-за своего размера детища волгоградского робототехника Андрея Антонова получили приставку «микро». Так появились «Микроиды» – миниатюрные роботы, которые программируются с помощью любого гаджета по беспроводной связи, прекрасно ориентируются в пространстве и при этом не требуют сборки.
– Это принципиально новое слово в образовании: «Микроиды» предназначены для изучения программирования и робототехники на уроках информатики, – говорит автор стартапа Андрей Антонов. – В беседе с учителями и руководителями общеобразовательных учреждений мы выяснили, что детям для освоения навыков работы с робототехническими конструкторами элементарно не хватает урока. Либо собирать, либо программировать – время ограничено. Пока ребята разберутся, пока учитель объяснит, как лучше выполнить задание, и затем они начнут собирать – все, время вышло. Наших роботов можно начинать программировать сразу же после начала урока и не нужно перед этим собирать.
Курс робототехники в российских школах появился всего год назад. Уроки конструирования предполагаются действующим сейчас образовательным стандартом начальной школы. Такое творчество хорошо развивает пространственное воображение, учит поиску решений и целеустремленности. Кроме того, развивается мелкая моторика обеих рук.
Но те решения, которые представлены на рынке сегодня, предполагают сначала сборку робота из множества деталей и блоков, а затем его программирование в специально созданной для этого конструктора среде разработки. Робот получается при этом достаточно габаритный, и ему не хватает места для перемещений на парте. Более того, для сборки робота на основе конструктора требуется достаточно много времени, и школьного урока для этого явно мало. Перенести незаконченную работу по сборке робота на следующее занятие не представляется возможным.
Нестандартное решение
Основной проблемой является практически полное отсутствие учителей робототехники.
– Некоторые западные компании предлагают собственные онлайн-курсы для «заточки» учителей под собственные коммерческие продукты, – продолжает Андрей Антонов. – Но согласуется ли это с политикой государства в области образования – большой вопрос. И все это на фоне отсутствия мотивации у учителей и директоров школ. Мы предлагаем использовать наших роботов на уроке информатики для обучения программированию на том языке, который изучается в школе, – Pascal, Python. Это не потребует переобучения учителей информатики. Но зато программирование на уроках станет более интересным и эффективным.
И это уникальное решение проблемы удивило экспертов Конкурса инноваций в образовании, который состоялся в начале сентября в рамках Международной образовательной конференции EdCrunch. Из 800 представленных проектов в финал вышли всего 20, среди них оказался и стартап «Роботы идут в школу» волгоградской команды разработчиков, которой руководит Андрей Антонов. Результат – спецпризы от Агентства Стратегических Инициатив, РВК и оргкомитета КИвО.
Эмоциональные крохи
GPS и ГЛОНАСС в одном маленьком роботе, обладающем продвинутым функционалом. «Микроид» запрограммирован видеть препятствие и самостоятельно выбирать траекторию движения. Созданием программного обеспечения занимается опытный специалист Алексей Калмыков. Кстати, он принимал участие в производстве анимационных фильмов, имеющих мировую известность, – «Маша и Медведь», «Белка и Стрелка».
– Кладем на стол поле, которым может быть, например, обычная карта местности с нанесенными на нее метками, – рассказывает Алексей. – Помещаем на нее нашего маленького робота. В смартфоне с помощью специального приложения пишем программу. По каналу Bluetooth передаем команду роботу. И – вуаля: робот начинает двигаться по заданной траектории. Ориентироваться в пространстве ему помогает лазерный дальномер, который позволяет ему определять дистанцию до препятствий с точностью до 1 мм.
Точность ультразвуковых дальномеров не превышает 1 см, а так как «Микроиды» достаточно маленькие и перемещаются в относительно небольших пространствах, то это слишком большая погрешность. Поэтому разработчики используют более точное средство измерений – лазерный дальномер.
Перемещаться роботу по полю позволяет колесная платформа. Для определения своего местоположения «Микроид» считывает те самые оптические и радиочастотные метки, которыми оснащено поле. В этих метках закодирована информация о его текущем местоположении и об объектах, размещенных на поле.
– Технологии, которые мы разработали и используем в своих роботах, достаточно сложные с точки зрения и математики, и технической реализации, – поясняет математик-программист Сердар Курбанов. – Можно сказать, что наши «Микроиды» находятся на гребне современных технологий. Эксперты понимают технологическую сложность проекта, поэтому мы часто сталкиваемся со скептиками, сомневающимися в технологической реализации идеи. Многие решения, которые мы используем, далеко не тривиальны. Но для нас это хорошо. Это значит, что «Микроидов» сложно скопировать.
Эти малыши – вовсе не бездушные машины, строго выполняющие команды, они очень эмоциональны. Каждый робот может «слышать» и воспроизводить различные звуки, даже петь и танцевать, а полноцветный дисплей с расположенными вокруг него светодиодами позволяют роботу выражать эмоции: робот может радоваться, грустить, обижаться и даже психовать, а после успешно выполненного задания появляется смайлик – крохотная машина дарит улыбку. «Микроиды» встречаются, дружат и обмениваются сердечками.
«Выставляйте счет!»
В будущем программированием роботов будет заниматься гораздо больше людей, чем их конструированием и сборкой, говорят разработчики миниатюрных роботов. И это станет общемировым трендом. На сегодняшний день робототехника развивается в основном за счет очень небольшого числа энтузиастов. Задача волгоградцев – сделать ее массовой, доступной и интересной.
– Мы выявили большую потребность в нашей технологии в сфере школьного образования, – замечает специалист по маркетингу Елена Антонова. – Нам все директора школ, с которыми мы вели переговоры, говорят: «Выставляйте счет!». Но у нас сейчас одна проблема: нужно немного времени, чтобы довести продукт до массового производства.
Стоимость одного «Микроида» составит порядка 5 тыс. рублей при том, что элементная база состоит из самых современных импортных деталей. Российские предприятия, к сожалению, пока не производят необходимых комплектующих, сетуют разработчики. А некоторые импортные компоненты появятся в продаже только в следующем году. И это тоже немного сдерживает срок появления продукта на рынке. Однако потом потребитель получит самый современный продукт.
– Мы надеемся, что сможем составить конкуренцию иностранным высокотехнологичным компаниям на мировом рынке, – говорит Андрей Антонов. – Да, сегодня есть американские аналоги, но они сильно уступают нашим «Микроидам» по функциональности и значительно дороже. Мы изначально позиционируемся как импортозамещающий проект. Кроме того, мы планируем выйти на международный рынок, так как в настоящий момент не видим функциональных аналогов.
По словам Андрея Антонова, «Микроиды» позволят каждому решать конкретные задачи. Не исключено, что помимо школьных занятий роботы будут использоваться также для исследований в области «коллективного разума» и изучения искусственного интеллекта в вузах.
Роботы активно входят в нашу жизнь, и, возможно, уже завтра программист или оператор роботизированных систем станет одной из самых востребованных профессий в развитых странах. И Россия не должна отставать.
Зачем детям нужно уметь управлять роботами?
Управление роботами позволит применить на практике знания, полученные сразу на нескольких предметах. Такая визуализация программирования хорошо развивает пространственное воображение, учить поиску решений и целеустремленности. Кроме того, развивается логическое мышление. Курс робототехники есть в школах многих стран.
В рамках каких предметов предполагается преподавание робототехники?
Во ФГОС, на основе которого формируются основные общеобразовательные программы, робототехника внесена в разделы информатики и технологии курсивом и в настоящий момент находится на стадии обсуждения.
