По ту сторону IT.
Роботы-помощники и ноу-хау для школ
Как ITшники помогают школьникам постичь науку, превращая скучные лабораторки в развлечения, а роботов учат танцевать и собирать тетрис
Уикенд побывал в гостях у компании DIXI-CENTER, которая параллельно развивает два проекта для детей — Smart Robots и Dixi-Education. Ребята рассказали нам, зачем нужно STEM-образование и как из горы железяк можно сделать функционального робота.
DIXI-CENTER 10 лет занимается поставкой, интеграцией и тестированием IT-оборудования, проектирует и внедряет облачные и серверные решения, обеспечивает информационную безопасность.
Без пробирок и мензурок
Cотрудники подразделения Dixi-Education разрабатывают программное обеспечение для цифровых школьных лабораторий — это альтернатива старому школьному инвентарю, который используют ученики во время лабораторных работ. В Америке такие цифровые комплексы начали разрабатывать еще 70-х, а в украинских школах они до сих непопулярны.

У нас можно учить детей только по той программе, которую утвердило Министерство образования. Но ребята создали программное обеспечение для цифровых лабораторий, оно позволяет проводить все лабораторки по школьной программе.

Игорь и Александр объяснили нам, как работает это оборудование:
Александр (справа) и Игорь (слева) показывают опыты с помощью цифровой лаборатории
— Лаборатория представляет собой набор датчиков и центральный прибор, который обрабатывает их показания. Например, есть датчик температуры, напряжения, силы тока.

Материально-техническая база в школах давно устарела — пользоваться допотопными мензурками и термометрами уже несовременно, поэтому и придумали такие цифровые измерительные комплексы. Все оборудование создано для проведения школьных лабораторных работ, с их помощью можно изучать законы Ньютона.

Лаборатории созданы и для учеников и для учителей (в них больше функций).

С помощью измерительного комплекса Игорь продемонстрировал нам, как происходит фотосинтез. Подопытное растение помещают в пластиковый контейнер, к которому подсоединяются датчики кислорода и углекислого газа, а их показания выводятся на экран.
—Установка показывает детям, как происходит фотосинтез. Растение перерабатывает в посудине углекислый газ в кислород, а датчики фиксируют эти изменения. Можно повторить такой опыт с разными растениями и узнать, у какого из них лучше фотосинтез. Мы уже проверяли и знаем, что это кактус, — делится Игорь.
Sscience (наука);
T — technology (технологии);
E — engineering (инженерия);
M — mathematics (математика).
Ребята хотят, чтобы как можно больше детей в Украине учились по системе STEM, ведь она развивает способности к исследовательской и аналитической работе, экспериментированию.

— Наше видение STEM-образования такое: с четырех лет ребенок может посещать школу робототехники и собирает роботов из Лего, а потом постепенно учится их программировать, подключать к ним разные датчики, в школе он продолжает свое обучение с цифровой лабораторией, а в институте начинает работать с более сложными системами. Тогда не будет такого казуса, когда студенту в институте говорят забыть все, что ты учил в школе, и такая же ситуация повторяется потом на работе, — поясняет Александр.


Детям такие занятия интереснее, чем опыты с металлическим шариком и линейкой. Благодаря лаборатории ребенок может измерить свою статическую и динамическую силу и понять, чем они отличаются, не перечитывая по три раза параграф учебника.

Проблема только в том, что многие учителя в украинских школах привыкли работать по старинке и к новым технологиям относятся с опаской.

— Мы договорились с Национальной академией педагогических наук, чтобы государство выплачивало надбавку учителям, которые используют такое оборудование. Оказалось, что это хорошая мотивация. Сейчас наши лаборатории есть в школах Тернопольской области, Хмельницкой, Полтавской и Киевской, а скоро будут вообще по всей Украине. Ведь в новом приказе Министерства образование цифровые лаборатории попали в перечень рекомендуемого оборудования. Государство даже выделило средства на их закупку, — рассказывает Саша.
Пока DIXI-Еducation приучает к новых технологиям украинские школы, их программным обеспечением для лабораторий заинтересовались иностранцы. Ребятам нравится идея, что оборудование с их ПО будут использовать школьники и других стран.
Они принесут стакан воды и станцуют для вас
Второй проект компании — роботошкола Smart Robots, заработает она уже осенью. Учить всех желающих будут Андрей и Артему, а пока у школьников летние каникулы, парни готовят для них учебную программу и собирают роботов в свое удовольствие.
Андрей (слева) программирует роботов, а Артем (справа) конструирует их.
— Мы хотим развить направление робототехники, чтобы наши ученики могли участвовать в соревнованиях детской высшей лиги на мировом уровне, — рассказывает Артем.

Ребята изучают мировой рынок робототехники, закупают и тестируют запчасти для роботов от разных производителей. Некоторые разрабатывают сами, а паяют их на Киевском заводе "Радар".

— В Украине робототехника в основном представлена конструкторами Лего. Но когда ребенок научился создавать Лего-роботов, он упирается в какой-то барьер — непонятно, чем заниматься дальше. Мы предлагаем нашим ученикам изучать взрослую робототехнику. Будем собирать роботов из прочных металлических запчастей, использовать мощную электротехническую начинку и программировать управляющие платы, — делится планами Артем.

Программу учителя разобьют на несколько этапов — новички начнут осваивать Лего-роботов, а ученики с подготовкой, например, студенты технических вузов, будут работать над более серьезными задачами.

— Сначала будем создавать с детьми роботов, которые выполняют примитивные задачи — перемещаются, взаимодействуют с окружающими объектами и реагируют на раздражающие факторы. Например, роботы начинают двигаться, когда включается свет или появляется какой-то звук, на различные газы тоже может быть реакция, — объясняет нам Андрей.

Чтобы создавать таких роботов, ученику нужно знать механику, программирование и проектирование.

—Ребенок в школе учит отдельно математику, физику, программирование, а потом не знает, как и где их использовать. В роботошколе все эти науки переплетаются и применяются для создания чего-то нового и функционального. Тогда есть толк от образования. В институте я изучал прикладную математику и физику, но, честно говоря, что и куда прикладывать, я так и не понял, — объясняет Андрей.
Этапы создания робота
1
Создание базы, с помощью которой робот будет двигаться
2
Проектирование манипулятора, который позволит роботу совершать какие-то действия
3
Подключение необходимых датчиков
4
Подключение контроллера и программирование
Конечно, роботы не делают за ребят всю работу в офисе, как на складах Amazon, но могут подать своим создателям стакан воды... или бутыль.

— Есть у нас робот с мощными моторами, когда мы его подключаем он может катать по офису двадцатилитровую бутыль с водой. Вот его можно использовать для доставки воды, — рассказывает Артем.
А если в офисе будет скучно, то другой робот развеселит всех зажигательным танцем.
Для Всеукраинского фестиваля по робототехники Robotica 2017 Артем с Андреем сконструировали робота, который умеет собирать тетрис.

— Робот катается по игровому полю, на котором разложены фигурки тетриса, собирает и складывает их, как в игре, — поясняют ребята.

Помогать готовиться к соревнованию и тестировать роботов ребята предложили студентам КПИ. Сначала пришли одни девушки, они собирали и программировали роботов, а потом уговорили прийти и парней.

В дальнейших планах у ребят создать роботов с коллективным мышлением, которые могли бы взаимодействовать между собой.
Участники обоих проектов работают в одном офисе, сидят за соседними столами и живут, как одна большая семья, ведь цель у них общая — заинтересовать детей наукой и технологиями.
Проводили опыты и тестировали роботов
Марина Шилович
Текст
Саша Осипова
Фото
Made on
Tilda