Инженеры будущего. Чему учат юных изобретателей в Белгородском детском технопарке

Создание машины-помощника

Роман Давыдов уже 10 лет ведёт занятия по робототехнике в Белгородском детском технопарке «Кванториум» и частной школе «Искорка» и специализируется на подготовке воспитанников к региональным и федеральным конкурсам.

Он отмечает, что Всероссийский конкурс «Инженеры транспорта» – один из наиболее значимых в этой сфере. Он направлен на популяризацию инженерного творчества среди детей и молодёжи и даёт возможность участникам применить на практике свои знания и разработать проектные решения для совершенствования транспортной отрасли России.

Фото: Павел Колядин
Дети в науке. Как работает белгородский технопарк «Кванториум»

Изначально команды показали свой уровень подготовки в Воронеже на региональном этапе. Воспитанники «Кванториума» заняли на этом этапе 1-е место и получили сертификат на доработку робота. Со всей России в региональных конкурсах отобрали по 16 команд на каждое из направлений. Для участия в финале из 16 команд выбрали только 10.

Федеральный этап Всероссийского конкурса проходил с 26 по 27 февраля в Екатеринбурге в течение трёх дней. Наставник отмечает, что в финале действовали серьёзные ограничения – тренеру нельзя было подходить к команде во время испытания.

«На месте изменилось задание – не критично, суть осталась та же, но дети должны были адаптировать робота под новые параметры, – рассказывает наставник белгородской команды. – Я ругаю ребят за то, что они используют инструкции, и учу их брать всё из головы, поэтому они не испугались такого сюрприза».

Фото: Алексей Дацковский
Как в обычной белгородской школе готовят специалистов отрасли будущего

Основным заданием для команд из разных регионов страны стало создание приложения и уникального робота, который мог бы автономно собирать заказ из разных позиций, работая на складе. Умная машина-помощник должна уметь сканировать QR маркировку каждой позиции на полках стеллажей, захватывать нужные объекты и доставлять их в отведённое место. Ограничений по внешнему виду робота не было, поэтому каждый проект, помимо функциональности, стал индивидуальным отражением участников – все роботы на «Инженерах транспорта» получились совершенно разными. Механизированный помощник воспитанников «Кванториума» преимущественно состоит из металла, пластика, конструкторского блока и деталей, напечатанных на 3D принтере.

«При разработке проекта мы подумали о том, чтобы робот мог захватывать контейнеры с деталями, потому что на складе товаров для ремонта никто не будет брать по одному болтику, – рассказывает Роман Давыдов. – Ещё мы взяли колёса всенаправленного движения и поставили с двух сторон захваты – для верхней и нижней полок. А на захватах стоят ограничители, которые дают роботу понять, что он доехал до нужного уровня полок и может взять объект».

Занятия робототехникой — отличный вклад в будущее детей / Фото: Валерия Шатько

Паяли все

В состав команды вошли ребята старшей группы: Тимофей Ладошкин из белгородской частной школы «Искорка», Алиса Кушнир из школы № 49 Белгорода, Будимир Дьяченко из Тавровской школы «Формула успеха» и студент Инжинирингового колледжа НИУ «БелГУ» Максим Михайлов. Участники быстро распределили между собой роли и помогали друг другу в ходе подготовки проекта для Всероссийского конкурса.

Фото: Павел Колядин
Быстрее, технологичнее, умнее. Почему соревнования роботов – это тоже спорт

«Робота паяли все, – отмечает Роман Вячеславович. – На месте у них уже было чёткое разделение обязанностей – каждый выполнял порученную ему задачу».

Алиса, активистка «Движения первых», подготовила презентацию проекта и стала отличным оратором на соревнованиях. Тимофей придумывал и конструировал уникальную машину-помощника. Максим занимался разработкой приложения для робота, настройкой камер и программным обеспечением. Будимир программировал движение робота, а также создавал и печатал необходимые 3D модели для проекта. В итоге общими усилиями ребята собрали в классе робототехники «Кванториума» оригинальное изобретение, соответствующее всем параметрам, заявленным в критериях «Инженеров транспорта».

Часть деталей уникальны, они создавались с нуля специально для проекта. Будимир отмечает, что создание и печать моделей – процесс кропотливый и сложный. Для начала необходимо было сделать в специализированной программе 2D эскиз каждого элемента, на основе которого получается объёмная модель, а потом настроить принтер, чтобы он отпечатал получившуюся деталь.

Фото: личный архив
Первый шаг в науку. Чем занимаются в свободное время белгородские старшеклассники

«Робототехникой занимаюсь со 2-го класса, а 3D моделированием и программированием – с 3-го, – объясняет Будимир. – Несмотря на это, нужный результат получился не с первого раза, и я отметил для себя моменты, к которым буду внимательнее в будущем. Например, в начале движения можно было сделать, чтобы робот двигался, пока не приблизится к стене на определённое расстояние, но можно было обойтись без вычислений на датчике и заменить его на обычный отсчёт времени – так было бы удобнее, потому что обзор камер робота постоянно менялся».

В ходе работы над деталями возникли и другие сложности – при сборке робота тоже не всё получалось сразу. Ребятам приходилось оперативно решать задачи. Неожиданная трудность возникла у команды прямо перед выездом на региональный этап – пластиковая часть от склейки с металлическими столбами начала плавиться, но в итоге закрепилась прочно.

Как собрать и запрограммировать робота

«Я позаботился о том, чтобы всё было хорошо в плане инженерно-технической части, то есть взял на себя ответственность за конструирование – всё, что нужно было делать руками, от создания робота до проверки», – рассказывает Тимофей.

Первые два дня финальных соревнований белгородская команда лидировала в рейтинге, но в последний день опустилась на третье место. Ребята говорят, что призовое место стало для них стимулом расти и стремиться к победе.

«В «Кванториуме» дети учатся работать с различными робототехническими системами – самостоятельно создавать и программировать, – объясняет Роман Вячеславович. – Такой подход сыграл нам на руку во время соревнований – половина участвующих команд из‑за отсутствия помощи наставника не смогла даже начать движение, а мои ребята без моего участия сумели хорошо выполнить большую часть поставленных задач».

Команда соревновалась в номинации «Автоматизированный склад» и приложила максимум усилий для достижения заветного финала / Фото: Валерия Шатько

Продолжить путь

«Помню, как они переживали за свои первые соревнования, – рассказывает Роман Вячеславович.– Всероссийский конкурс «Инженеры транспорта» показал, как они выросли и уже вполне справляются самостоятельно, без наставника».

Старшая команда Романа Давыдова – постоянные участники региональных соревнований. К ним ребята готовятся за пару-тройку занятий и не сомневаются, что вернутся с победой. Не отстают воспитанники «Кванториума» и на всероссийских соревнованиях.