Перегони, роботи та фізика: розумні розваги для наймолодших

Перегони, роботи та фізика:
розумні розваги для наймолодших

Гладіаторські робобої, робогонки та робоспектаклі — це вже не фантастика, а реальність. Займаються цим не айтішники з досвідом, а маленькі школярі, які вже можуть складати та програмувати роботів. Все це відбувається на курсах робототехніки SmartRob при KIDBI: міжнародному центрі розвитку підлітків.

Зліва направо: Вовк, Яблуко та Маг

Ми поспілкувалися з Яблуком, Магом і Вовком — відповідно співзасновником KIDBI — Михайлом Сохою, директором і тренером SmartRob — Сергієм Барановим та тренером Вадимом Дзюбою. Нікнейми — це одна із фішок центру, їх мають всі тренери та діти.

— Мы отошли от имен, в этом есть своя хитрость. Дети могут примерить на себя образ, который позволит им очень быстро раскрыться. Так раньше делали индейцы, — коментує Михайло.

Хлопці розказали історію створення SmartRob, як зацікавити дітей фізикою і робототехнікою та навчили нас програмувати роботів.

У пошуках фізика

KIDBI з'явився в 2013 році, там дітей навчають бізнес-грамотності та лідерству. Михайло ж хотів, щоб в центрі з'явилися курси, де діти вивчали б найновіші технології. Та зібрати команду для цього виявилось не так просто:

Михайло

Я заканчивал университет Драгоманова и по образованию учитель физики, поэтому робототехника — близкая тема. Я проводил много собеседований, но никак не получалось найти специалиста, который смог бы развивать этот проект и генерировать идеи. Потом пришла классная идея — почему бы не обратиться в университет Драгоманова. Я пошел на кафедру и попросил порекомендовать лучших студентов. Так я познакомился с Сергеем.

Сергій

Я тоді працював в університеті лаборантом: слідкував, щоб техніка в аудиторіях працювала, щоб все було налаштовано до занять.

Коли прийшов в KIDBI, то спочатку мене також навчали бізнес-грамотності, як проаналізувати ринок і зробити власний продукт. Можна сказати, що це був для мене інкубатор, який потім допоміг мені створити SmartRob.

Є багато курсів робототехніки для підлітків 14-15 років. В цьому віці вони вже вивчають фізику, у них розвинене аналітичне мислення. Ми вирішили зробити заняття для молодших дітей. Зараз направлення робототехніки дуже сильно розвивається, і у найближчі 50 років будуть великі прориви в цій галузі. Програмування переходить із абстрактного середовища в прикладне. Тобто коли ми програмуємо не штучний інтелект, а прикладні речі, які можуть спростити життя. Діти — це майбутнє, яке буде розвивати цей прогрес.

Ми запустили проект на початку вересня минулого року. У нас була одна група з шести дітей, а зараз вже п'ять філій.

Однакових роботів не буває

Ми відвідали одне з занять в SmartRob. В групі п'ять учнів, Маг та Вовк проводять заняття разом. Цього разу у дітей було відповідальне та складне завдання — зібрати робота на 16 сервоприводів. Та їх це не налякало, вони співали, жартували та обговорювали, хто як оформить свого робота: озброїть пушкою чи мечем, додасть роги, щоб був страшнішим. Кожному хотілось зробити найкращого та найсильнішого, адже в кінці заняття Маг і Вовк часто проводять перегони чи бої роботів. Вони розказали, що діти ніколи не збирають однакових роботів, кожен оформляє на свій смак.

Сергій

У нас є групи для дітей віком 6-8 років, 9-10 та 11-12. Спеціально створили програму для молодших, бо побачили, що діти цього віку іноді справляються із задачами краще, ніж старші учні.

Діти, з якими ми займаємось, ще мало знають про фізику і базове програмування. Хоч у нас більш ігрові конструктори, але учні тут вивчають структуру робота, з чого складається каркас, яким чином працюють сервоприводи та мікроконтролери.

По суті вчителів у нас немає, а є тренери, як в спорті. Ми не подаємо готові знання і не говоримо: «заучуй», як роблять в школі. Ми стараємось робити так, щоб дитина здобувала знання в процесі роботи. Тренер нічого не робить за того, кого тренує, він лише показує, як це робити.

Вадим

Нас поки що три тренери. Ведемо заняття по двоє, тому що дітям треба багато уваги. Після кожного заняття розбираємо роботів. Графік побудований так, що кожен день заняття проходять на різних локаціях, приблизно три заняття на день. У нас є спеціальна валіза, поміщаємо в неї конструктор і їдемо на іншу локацію, там все розкладаємо, проводимо заняття і їдемо далі.

Хоч у цій групі всі хлопчики, та Маг з Вовк розказали, що дівчата також цікавляться робототехнікою та електронікою.

Милий робослон та робоказки

Роботи, які самі ходять, їздять чи стрибають, зацікавлять кожну дитину, але як не злякати її страшними словами "сервоприводи" та "мікроконтролер", заохотити до програмування і створення власних моделей? Можливо, у Мага-Сергія є таємне закляття. Та виявилось, що це можна зробити без всякої магії. Щоб довести, Сергій вирішив заохотити до робототехніки журналістів Вікенду.

Піддослідним став робот-слон, якого робили діти з іншої групи, а тренери ще не встигли розібрати. Роботом можна керувати зі смартфону чи планшету, якщо встановити потрібний додаток. Підключається робослон до гаджету по Bluetooth, додаток показує, чи правильно підключені всі сервоприводи та дає змогу програмувати слона.

Сергій

Робот — це по суті автомат, який керується в ручному управлінні з телефона. В ньому розміщується мікроконтролер, в якому є безпровідний модуль, куди передаються всі команди, далі вони розшифровуються і перетворюються в різні положення для кожного сервопривода. Фішка в тому, що кожен сервопривод може рухатися на 360 градусів.

В програмі є певні запрограмовані функції, вони готові для демонстрації і робот буде їх виконувати. Наприклад, є імітаційне моделювання поведінки слона: він п'є воду та робить інші речі. Дітям це цікаво. В додатку є велика кількість умов, рухів, які можна використовувати при програмуванні. Можна запрограмувати робота на поворот телефону. Робот може грати, співати, можна запрограмувати звук, який він буде видавати. Я ще хочу докупити touch-сенсори, тоді можна запрограмувати робота так, щоб він виконував якісь дії, коли його гладять.

Нам також дозволили покерувати робослоном. Із вже запрограмованих функцій не всі типові для звичайного слона. Адже цей може віджиматись від полу, ставати на голову і "бути милим", тобто лащитися, як кіт. А от запрограмувати власні дії для слона новачку не так вже й просто. З нашими експериментами робослон або падав на всі чотири лапи або кульгав. Діти в цьому завданні легко обійшли нас, бо досвіду у них більше. Вони вже складали і програмували слимака, вітряка, динозавра, страуса, папугу та навіть пінгвіна.

Сергій

Коли діти знають, як зробити робота, чим відрізняються роботи на колесах, на чотирьох ногах та на двох, то можуть створювати будь-якого свого. За 24 заняття ми складаємо більше 30 різних моделей, тому що на деяких заняттях ми складаємо по дві моделі.

У нас є різні змагання роботів: доганялки, сумо, перегони та навіть гладіаторські бої. Ще ми створювали робоказки. Наприклад, «Червону Шапочку». Кожна дитина створила свого робота з казки — вовка, маму, лісоруба, Червону Шапочку. Придумали якийсь інвентар та в актах ставили таку казку. Потім показували її на фестивалі робототехніки.

На перерві також весело. Хлопці п'ють чай з печивом та пробують грати на гітарі. Михайло береться допомагати юним музикантам. Разом у них виходить знаменита мелодії пісні The White Stripes — Seven Nation Army. Сергій розказав, що інколи вони з дітьми тестують окуляри віртуальної реальності та переглядають відео про інноваційні технології.

Від джампера до розумного будинка

Програму занять розробив Сергій з командою. Навіть на першому уроці діти створюють та програмують робота. Кожне заняття йде окремо від інших, їх навіть можна проходити в різній послідовності, а якщо дитина прийшла в групу посеред навчального курсу, то все одно зможе все зрозуміти. Тренери на заняттях виділяють півгодини на теорію і півтори на практику.

Вся програма розбита на чотири блоки.

На першому дітям розказують про основи конструювання. Вони дізнаються, яким чином працюють складні системи, які бувають приводи і контролери, що таке алгоритми та як їх можна запрограмувати. Спочатку діти роблять простих роботів, наприклад джампера — це просто нога, яка стрибає. Учні збирають її за 20 хвилин.

Другий модуль — основи програмування. Діти вивчають, що таке оператори, цикли, умови. Вони можуть створити робота, який програмується на рух по чорній лінії або двоколісні моделі для перегонів.

Третій — більш складне програмування, діти роблять складніших роботів. Наприклад, робослона, а також жирафа, вовка, богомола.

Четвертий блок — основи схемотехніки. Дітям розказують, як працюють конденсатори, резистори, транзистори. Звичайно, в ігровій формі, на спеціально розроблених макетах. Діти вже можуть створювати автоматизовані системи, наприклад, розумний будинок.

Є заняття з дизайну, де діти із універсальної чотироногої моделі роблять різних тварин, а також спеціальні додаткові уроки для змагань.

Сергій

Якщо проаналізувати курси робототехніки, то всі молодші групи працюють с платформою LEGO Mindstorms або з іншими навчальним конструктором з елементами автоматизації. Я розглядав такі варіанти, коли планував запустити курс. Хотів розробити власну систему, але зрозумів, що це дорого і потребує багато часу. Ходив на виставки, які зв'язані з робототехнікою та сучасними технологіями. На одній з них зустрів нову компанію, яка мене зацікавила. Це офіційний дистриб'ютор JIMU Robot в Україні. Там я побачив отакого робослона, він мені дуже сподобався. Ми замовили в них перший конструктор, який тільки з'явився в Україні. Я його протестував, написав до нього навчальну програму. Тепер ми закупаємо таких роботів для SmartRob.

Зміни маленькими кроками

Тренери та Михайло сподіваються, що завдяки курсам робототехніки більше дітей в майбутньому обиратиме професію, зв'язану з цією галуззю.

Сергій

Суть курсу в тому, щоб пробудити у дітей цікавість до вивчення таких речей. Ми подаємо це в спрощеному вигляді, але цікаво. Можливо більша частина з них пов'яже своє життя з технічними професіями, зараз в Україні на них дуже великий попит. Ми вже готуємо наступну програму, щоб після того, як діти освоїли таких роботів, могли створювати більш складні речі. Влітку планую сісти за розробку. Також плануємо проводити олімпіади по створенню роботів.

Михайло

После запуска курсов мы параллельно начали искать крупных партнеров, например, сейчас сотрудничаем с Festo. Это немецкая компания, одна из крупнейших в мире робототехники. У них есть курсы робототехники для взрослых. Если ребенок в будущем захочет развиваться в этой отрасли, мы свяжем его с компанией. Этим могут похвастаться очень немногие из наших университетов. Выпускаясь, студент начинает все с нуля. Нам бы хотелось поменять это в нашей стране, пускай даже маленькими шажками.