Новости – Общество
Общество
Искусственная рука, силиконовые платы и проект «Бублики»
Региональный школьный технопарк АИСИ. Фото: Рустам Журавков / «Русская планета»
Единственному в Астраханском регионе школьному технопарку — учебному заведению для одаренных детей — ровно два года
12 сентября, 2015 00:25
15 мин
Как говорится на сайте школы, технопарк — это новая форма организации доступа учащихся и учителей к участию в технически сложных проектах. Работает технопарк в наиболее перспективных на сегодняшний день направлениях: робототехника, микроэлектроника, технологии прямого цифрового производства, журналистика, телережиссура, операторское искусство, телевизионный монтаж.
«Русская планета» решила выяснить, каких результатов за два года работы удалось достичь сотрудникам и подопечным технопарка и с какими трудностями сталкиваются потенциальные ученые при внедрении своих разработок.
Здание технопарка находится, пожалуй, на одной из самых оживленных магистралей города, поэтому даже дети из отдаленных районов относительно быстро могут сюда добраться. Внутри технопарка нет ощущения, что ты попал в серьезное, «страшное» учебное заведение, где ставят двойки и грозят оставить на второй год. Внутри есть ощущение скорее какой-то инновационной лаборатории, в которой все работают со знанием дела и нацелены на результат.
Входим в лабораторию робототехники. Как говорит заведующий лабораторией Алексей Подгорный, в этом кабинете для школьников предстают практически неограниченные возможности для научного творчества.
– Используя наборы Lego и готовые модели электротехники, дети создают высококлассных роботов, выполняющих самые различные действия, — рассказывает преподаватель. — Например, здесь сейчас в работе робот, объезжающий препятствия, играющий в футбол, держащий равновесие на двух колесах. Здесь с ребятами мы занимаемся созданием моделей мобильных или промышленных роботов, готовимся к соревнованиям по робототехнике. Главное же — ребята здесь учатся на практике применить те знания, которые им дают на уроках математики, физики, информатики. В частности, ребята-новички очень удивляются, когда мы им показываем, как работают элементы высшей математики на практике. Именно тогда у них проявляется дополнительный интерес к учебе.
В лаборатории робототехники. Фото: Рустам Журавков / «Русская планета»
Затем Алексей Подгорный продемонстрировал корреспонденту РП модель робота «борца-сумоиста» из мира соревновательной робототехники. Особенность этой модели состоит в том, что соревнования с ее участием проходят по правилам японской борьбы сумо.
– Задача робота на круглом поле вытолкать соперника за его пределы, — отмечает Подгорный. — Это одно из самых любимых занятий наших робототехников. Автор конкретно этой модели выиграл недавно у нас региональные соревнования по робототехнике.
Есть в лаборатории и модель мобильного робота — раскройщика по металлу, работающего без вмешательства человека по заранее написанной программе.
– Он решает задачу раскроя слишком большого листового материала, который нельзя распилить ни одним существующим станком, — говорит Алексей Подгорный. — Это особенно важно, например, на судоверфях и металлообрабатывающих предприятиях, где есть задача из очень большого куска металла вырезать какую-то деталь. Нам в этом не может помочь ни один фрезерный или лазерный станок. Сама идея не нова, но в такой интерпретации она была подготовлена силами нашей лаборатории. Робот содержит в себе навигационный программный комплекс, который позволяет ему ориентироваться на раскраиваемом листе. Таким образом мы можем задать ему массив точек маршрута, и он объедет точно по ним. Сейчас здесь для наглядности стоит маркер, но в случае необходимости его легко может заменить фрезерный шпиндель, сварочная горелка или любой другой инструмент, с помощь которого можно обработать металл.
Разработчик «раскройщика» ученик 10 класса Иван для демонстрации работы своего детища расстелил на полу большой ватман, расчерченный линиями. Затем мальчик поставил робота на бумагу и нажал кнопку. Машина начала двигаться по ровным траекториям, вычерчивая шестигранную звезду. Таким образом робот может по заранее написанному коду начертить практически любую геометрическую фигуру, говорит Алексей Подгорный.
Сам юный изобретатель на вопрос РП о планах на новые изобретения признается, что сейчас полностью занят подготовкой к ЕГЭ. Что же касается ближайших планов, это участие в новых конкурсах с роботом-резчиком:
– Сейчас мы готовим раскройщик на конкурс компании «Intel» в Москве, — говорит юный робототехник. — Если там пройду отбор, возможно, поедем в США. Пока же я хочу поступить после школы на факультет «Электроника» Астраханского государственного университета.
Есть в лаборатории и большие роботы, собранные из отечественных компонентов. В частности, это роботы, которые должны работать вне помещений. В них есть современные модули связи и позиционирования: GPS и GSM.
Инновационный браслет для незрячих. Фото: Рустам Журавков / «Русская планета»
– На основе этого робота можно создать какую-нибудь автомобильную сигнализацию, робота-уборщика, прототипа робота-сапера, робота для нужд МЧС, робота-разведчика и т. д., — говорит Подгорный. — Тематика проекта здесь ограничена только фантазией ученика. Ну и, конечно, при создании любого робота мы стараемся, чтобы ученики проявляли какую-нибудь толику исследования, чтобы иметь на будущее необходимые методы и алгоритмы для новых проектов.
Посещают школьники технопарк три раза в неделю по два часа по согласованию с руководством школ. Каких-либо вступительных испытаний для поступающих нет. Попасть сюда можно только в порядке очереди. Но при этом каждому попавшему сюда ребенку дается 36 академических часов на подготовку проекта:
– За это время ученик должен получить весь комплекс необходимых знаний по данному проекту, — рассказывает Алексей Подгорный. — Ребенок должен разработать конструкцию, написать программу, подготовить презентацию. Обычно ребята тратят на все это около месяца. Если ученик показывает хорошие результаты, мы рекомендуем ему оставаться у нас подольше. У нас сейчас есть ребята, которые занимаются здесь второй год. Мы из них формируем сборную Астраханской области по спортивной робототехнике. Потом вывозим их на различные конкурсы, соревнования и олимпиады. Но, конечно, по истечении 36 часов ребенок волен выбирать. Есть у нас и посложнее проекты — мы на них отводим побольше времени в силу того, что их невозможно выполнить в такой короткий срок. На такие проекты идут те ребята, которые имеют как минимум азы роботехники, т.е. умеют интуитивно собирать технику, умеют писать какие-то простые программы. Для них остается дело только за составлением алгоритма, а он — наше все. В основном все наши роботы управляются без вмешательства человека, а потому самое важное уметь правильно написать программный код.
Робот «Борец-сумоист». Фото: Рустам Журавков / «Русская планета»
Далее — лаборатория микроэлектроники. Она предназначена для обучения работы на микрокороллерах, говорит РП заведующий лабораторией Евгений Цырульников.
– Здесь школьники учатся работать с микроконтроллерами. В реальной жизни для работы на данных устройствах требуются широкие познания в области схемотехники и электроники. Однако благодаря имеющемуся в технопарке новейшему аппарату Arduino у детей есть возможность изучать механизмы работы микроконтроллеров без каких-либо дополнительных навыков.
Преподаватель лаборатории микроэлектроники Виталий Набиев говорит, что здесь дети занимаются изготовлением макетов:
– Несмотря на то, что это все макеты, они полностью функциональны. Например, вот макет устройства автополива для растений, который придумали шестиклассники. По похожему же принципу сделана кормушка для кошек. Она дозирует определенное количество корма, когда он заканчивается.
Есть в лаборатории и искусственная рука. При помощи отдельного блока управления механизм выполняет широкий спектр работ — от рисования до сварки, шлифовки и фрезерования. Раньше она была с перчаткой. Сейчас ребята ее немного видоизменяют для возможности управления ею силой мысли, говорит ученый.
Роботизированная рука: варит, шлифует, фрезерует. Фото: Рустам Журавков / «Русская планета»
– Есть и менее приметные, но заслуживающие большего внимания предметы, рассказывает Виталий Набиев. — Это, например, дозатор лекарственных средств. Этот аппарат на конкурсе корпорации «Intel» занял первое место. Аппарат дозирует таблетки по загруженной программе в определенное время. Когда человеку по плану необходимо принимать таблетки, он издает постоянный неприятный уху звук. Еще планируется сюда установить определитель отпечатков пальцев, чтобы, например, домашнее животное или ребенок не могли нечаянно взять таблетку.
На данный же момент ученики лаборатории заняты подготовкой ко всероссийскому конкурсу «Ученые будущего». Сейчас ребята работают с разработкой нейроинтерфейса для человека.
– Это, в частности, сейчас такая футболка с охлаждением и нагревом в зависимости от климатических условий, — говорит ученый. — У меня конкретно в разработке сейчас персональный шумомер. Это нечто защищающее нас от акустических превышений. Человек будет носить это устройство и в случае превышения необходимого уровня шума устройство будет излучать свет. Сейчас еще мы разрабатываем метод изготовления гибких плат на силиконе для компьютеров. Есть еще проект «Бублики». Это проект стандартизации датчиков для контроля температуры воздуха и влажности. В зависимости от данных характеристик аппарат будет отправлять данные на головной компьютер, который управляет, например, работой сплит-системы, подогрева полов, индивидуального отопления и т.д. Есть у нас еще датчик уровня воды для слабовидящих.
На вопрос РП о внедрении данных наработок ученые технопарка оптимизма не выказали. Главной проблемой астраханских изобретателей, как и всех ученых, остается отсутствие спроса на новации, говорят преподаватели технопарка. Как говорит один из учредителей научно-производственной компании «Аделика» и завлабораторией Евгений Цырульников, у компании и у молодежного инновационного центра нет необходимых средств, чтобы производить их продукцию в запас.
– В первый раз нам очень помогло государство, когда была госзакупка на 60 экземпляров браслетов для слепых, — говорит ученый. — Это как всегда. Наука у нас в России не умеет продавать. В той же Америке науку учат продавать. В нашей «школе» это не считается правильным. Видимо, мы должны до этого дойти. Сейчас мы активно ведем разработки для людей с ограниченными возможностями, потому что, как оказалось, эта ниша у нас в России не до конца занята. Мы пытаемся внедрить, например, говорящие термометры, весы для незрячих, системы зашторивания и т.д.
Проходим в лабораторию FabLab. Это по сути своей профессиональный центр прямого цифрового производства и прототипирования. В лаборатории есть настоящие 3D-принтеры, печатающие специальным пластиком модели по заранее заданной программе, лазерно-фрезерные станки для обработки любых материалов, 3D-сканеры, создающие трехмерные модели реальных объектов. Ведущий инженер лаборатории Антон Рябицев говорит, что в технопарке сотрудники лаборатории научились сами собирать 3D-принтеры, используя в том числе материалы, созданные другими 3D-принтерами:
– С этого года наши дети учатся сами конструировать 3D-принтеры. С помощью большого станка мы вырезаем нужные детали из материала акрила все для принтера. Некоторые шестеренки из пластмассы, которые делаются тоже на принтере, также идут в сборку, — отмечает инженер.
Что касается новаций в области 3D-принтеров на будущее, то, по словам Антона Рябицева, в его планах постепенный уход от пластика, из которого в данный момент делаются все предметы:
– В наших планах создание больших 3D-принтеров в строительных целях. Кроме того, мы хотим постепенно уйти от пластика. В перспективе, мы рассматриваем возможность перехода, например, на детали из бетона. Я знаю точно, что такие наработки есть в нашем инженерно-строительном институте. Но это скорее очень далекая перспектива, — уверен ученый.
Модель робота-раскройщика по металлу. Фото: Рустам Журавков / «Русская планета»
Третьим пунктом нашей «экскурсии» становится электромонтажная лаборатория. Здесь юные изобретатели осваивают мультиметры, необходимые для проведения паяльных работ, и осциллографы — диагностическими приборы, измеряющие характеристики электрического сигнала. Напротив, в электромонтажной лаборатории находится полноценный компьютерный класс с новейшим оснащением. Здесь ребят обучают различным компьютерным языкам и программам. Рядом расположена фотолаборатория, в которой можно производить все виды полиграфических работ: цветную печать, широкоформатную печать, ламинирование, обработку графических элементов.
В технопарке есть и телестудия. В режиме реального времени здесь осуществляется нелинейный монтаж, создаются видеоклипы, ведется художественная фотосъемка. Специальное оборудование дает широкие возможности для реализации медийных проектов.
На данный момент астраханский региональный технопарк по сути своей является уникальным для России. По словам заместителя директора технопарка Ильи Воеводина, основатели заведения при его создании брали пример с иркутского технопарка.
3D-принтер, собранный инженерами технопарка. Фото: Рустам Журавков / «Русская планета»
– Однако у нас за два года список направлений стал шире и оборудования стало больше, — не скрывает гордость Илья Воеводин. — Поэтому мы сейчас в России без ложной скромности практически уникальные. Главная же идея была в том, чтобы дать школьникам использовать последние достижения науки и техники, и вообще работать с ними «по-взрослому», в режиме научного центра. Здесь с ними работают преподаватели астраханских вузов, в основном технического направления, хотя у нас есть и телевизионные курсы. Что касается дальнейшего продвижения разработок наших юных ученых, для этих целей у нас создан «Астраханский молодежный инновационный центр». Его задачей помимо работы с молодежью является еще и доведение данных разработок до промышленного производства. В частности, одним из успешных таких примеров можно назвать производство наших астраханских 3D- принтеров, собираемых в здании технопарка и еще в двух зданиях города. Мы уже направили 12 таких устройств в школы региона. Компания «Аделика» производит браслеты для незрячих. Браслет с помощью надетого на него датчика может распознавать и воспроизводить числа и целые предложения при наведении на надписи.
поддержать проект
Подпишитесь на «Русскую Планету» в Яндекс.Новостях
Яндекс.Новости
