«Мы предлагаем ввести в повсеместное употребление термин Роботомоделирование». Интервью с семьей Овсяницких

О программировании в создании роботов, идеальных робосоревнованиях, о Лего и реальной робототехнике. Интервью с Дмитрием, Ларисой и Алексеем Овсяницкими — авторами серии книг по робототехнике.

Как так получилось, что в российской образовательной робототехнике очень много семейных проектов? Вы пишете учебники вместе, многие команды-участники и победители соревнований семейные.

Если отвечать откровенно, то понятия не имеем. Однако считаем данный процесс вполне закономерным и правильным. И здесь все проистекает из детства родителей. Папы и мамы не имели таких игрушек, соответственно свой интерес экстраполировали на детей, ну и себя не обидели. А вообще мы считаем, что привлекать родителей к играм детей очень полезно как тем, так и другим.

Вы пришли в робототехнику через увлечение ребенка, но как так получилось, что вы не просто стали родителями юного робототехника, а авторами известных учебников?

Очень хороший вопрос. Особенно переход от ребенка к учебникам. Во-первых, с робототехникой мы знакомы давно, задолго до рождения ребенка. Поэтому, когда мы узнали о наличии робототехнической игрушки, то естественно заинтересовались, а уж потом вовлекли ребенка, т.к. надо было формировать его интересы. Во-вторых, спасибо за добрые слова в адрес наших литературных способностей, но известными книги делают не авторы, а читатели. По поводу, как мы стали авторами, все достаточно просто. Мы привыкли при изучении чего-либо, а конструктор потребовал дополнительных знаний, пользоваться литературой. Учебниками, монографиями, пособиями. И их-то мы и не нашли. Пришлось очень быстро вникать во все самим, а потом решили изложить в книжке, с надеждой, что она кому-нибудь поможет.

Сколько вы уже издали учебников?

На самом деле ни одного. С юридической точки зрения наши книги учебниками не являются. Как учебное пособие, вполне. В настоящий момент у нас вышло 3 учебных пособия по программированию роботов в бумажном виде и два пособия по сборке и программированию конкретных моделей роботов в электронном виде. Скоро выйдет из печати переиздание первой книги – Курса программирования робота EV3 в среде Lego Mindstorms EV3. Точнее, это будет новая книга, увеличенная в 1,5 раза по объему и во много раз по содержанию.

Как вы пишете? Делите текст между собой по главам? Или один пишет, остальные – дополняют? Расскажите про кухню процесса. Как вообще это у вас происходит? Собираетесь за ужином и обсуждаете?

Всех секретов открывать не будем, но все строится по следующему плану – идея, техническое решение, алгоритм движения, программирование, доработка, откатка на поле, внесение в книгу. Сейчас пишет один человек, остальные 2 ползают вокруг, затем каждый читает и вносит правки. Но канва остается за главным автором. Он у нас первый в списке. Точнее, в одних книгах он, в других она. Обсуждаем идеи в любое время дня и ночи, за ужином, завтраком и обедом, благо далеко ходить не надо. Идей и проектов, как технических, так и программных, очень много, но все в одну книгу не внесешь, да и смысла нет, а, главное, мы хотим, чтобы то, что мы пишем, было понятно всем. Не только инженерам, преподавателям и людям с высшим образованием, но и детям, которым родители просто купили данный конструктор, и этот ребенок сидит перед ним и не знает, что делать. Максимально упростить программу и ее описание оказалось гораздо сложнее, чем просто сесть и написать то, что ты хочешь. Вот такая «кухня», скорее, правда, зал, т.к. в нем поля, наборы Лего, полусобранные конструкции и т.д. и т.п.

Откуда берутся проекты для очередной книги? И кто придумывает им имена – Подсолнух, Шагозавр?

Откроем секрет, все проекты и названия берутся из природы. Все, что делает человек, — это либо повторение, либо улучшение того, что есть в природе. Может, конечно, и есть что-то, что изобрел человек, но это как-то сомнительно.

Согласны ли вы с утверждением, что Lego Mindstorms – оптимальный вариант для обучения робототехнике школьников? 

Для ответа на данный вопрос нужно пояснить, что мы вкладываем в понятие «робототехника». Для нас робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем, а робот – программно-аппаратный комплекс с механизмом обратной связи.

Теперь обратимся к школе. Школа бывает начальной, средней и, пожалуй, можно выделить старшие классы. Ну и высшая, конечно. Соответственно, это разделение, оно же придумано не просто так. Это не только и не столько имеет педагогический, сколько все-таки медицинский аспект и связано с анатомо-физиологическими особенностями ребенка. И это нельзя не учитывать. Поэтому на каждом этапе формирования личности необходима и соответствующая подготовка. Мы полагаем, что Lego Mindstorms — хороший вариант для обучения наукам и навыкам лет с 9. Является ли он оптимальным? Пожалуй, да. Он объединяет в себе безопасность, интерес и познавательность. В старших классах, наверное, уже надо переходить на «железные» конструкторы типа Тетрикс, Фесто. Так что говорить, что Лего идеален для всех школьников, не было бы правильным. Есть принципы преемственности и последовательности, и вот они, к сожалению, и не соблюдаются, уходя в более «игрушечное» Лего и не переходя от игрушек к серьезным механическим и программным системам.

Как образовательная робототехника связана с вашей основной работой?

На этот вопрос ответить очень просто – никак. Для нас робототехника — это хобби.

Идеальный преподаватель робототехники, кто он?

Для нас идеальный преподаватель робототехники – это коллектив инженеров с элементами педагогической подготовки и призванием к педагогической деятельности.

Я недавно участвовала в курсах робототехники для воспитателей детских садов и вы, Дмитрий, прокомментировали, что конечно я делала это не так. Поэтому логичный вопрос: как нужно готовить воспитателей детских садов к проведению занятий по робототехнике?

На логичный вопрос – логичный ответ. Не надо готовить воспитателей к занятиям по робототехнике. У воспитателя задача воспитывать, а не учить. Ему некогда, у него 20-30 вопящих детей, из которых 2/3, а то и 3/4 девочки, которым до роботов абсолютно нет дела. Пусть лучше воспитатель следит за детьми и выполняет свои непосредственные трудовые обязанности, в которых, я думаю, про робототехнику нет ни слова.

Когда вообще можно начинать заниматься робототехникой? И нужно ли это делать в садике, например?

Как мы писали выше, робототехникой лучше заняться лет с 9. Но сейчас появились более простые конструкторы, которые мы бы рекомендовали лет с 7-8. Для мальчиков лучше начать заниматься не с роботами, а с наборами Техникс или другими простыми конструкторами, для понимания процесса сборки и развития мелкой моторики. Ну и мозг должен созреть к программированию.

Пресловутая проблема разрыва реальной и образовательной робототехники. Существует ли и преодолима ли она?

Для ответа на данный вопрос необходимо вновь определиться с терминами, понятиями и представлениями. Термин «пресловутая» опустим, полагаем, он всем понятен. А вот реальная и образовательная робототехника, здесь нужно поразбираться. Начнем с реальной. Хотелось бы понять, кто из «образовательных робототехников» видел реально реальных роботов. На видео и картинках, например, показано, как механическая рука касается кузова автомобиля, сваривает его и летит куча красивых искорок. Но мало кто себе представляет, что эти искорки – окалина, расплавленный металл, покрытый сажей. Он летит на пол, весь пол черный и грязный, в каплях металла. А если эта капля не успела остыть, она въедается в бетонный пол и он весь в выщерблинках из-за этого. Очень красиво наблюдать, как робот режет из металла 3D модели. Но только на видео. В реальности, у станка малюсенькое окошко, через которое ничего не видно, так как там плещет охлаждающая жидкость, а она обычно не прозрачная и все поле в стружке. И это не маленький станочек, а огромный, размером с классную комнату в школе, к которому идут кучи проводов, а иногда и шлангов. И все это шумит, везде все течет, рядом грязный табурет и мужик в замасленной спецовке, который следит, как бы чего не вышло. И он совсем не робототехник. Вот это реальность. Грязь, шум и вонь от горящего металла, смазки, масла. Хотите увидеть реальных робототехников, зайдите в любую лабораторию технического ВУЗа. Чертежи, рисунки, другие бумаги, куча электронных элементов, паяльник где-то валяется, вентиляция шумит постоянно, окна пыльные еле пропускающие свет. Обрезки железок, масло машинное. Запах китайской лапши вперемешку с запахом канифоли и припоев. Где-то в уголке компьютер с огромным, ещё допотопным монитором и трескучий матричный принтер. И человек 6 в этой кутерьме. Кто-то кофе пьет, кто-то пирожок из столовой грызет. Кто-то ботинки снял. И, в основном, мужики.

Вот это реальность робототехники. Перейдем к образовательной.

Молодая, стройная учитель математики, информатики или физики в чистом классе с проектором и интерактивной доской учит детей собирать машинки из Лего и программировать их. 99% класса это не нужно и они занимаются ерундой. Перейдем к кружку. Педагог дополнительного образования. Дядька, делающий умное лицо и десяток детей, половину из которых притащили родители из-за модности данного процесса. Остальные режутся по сети в компьютерные игры или делают какую-то не понятную никому кроме них конструкцию и раскидывают детали по столу, полу и где придется. И только 1-2 сидят и делают что-то похожее на робота. А дядька-педагог ими «руководит». А потом, когда все уйдут, он сядет и потихоньку соберет этого робота, потому, что ему нужна бумажка об участии в соревновании, а еще лучше победа. Иногда, конечно, попадаются хорошие родители, это к теме семейных команд, которые не ждут внизу в холле, а стоят рядом с детьми и помогают им в меру сил и способней что-то сделать.

Если вы считаете, что здесь что-то можно сравнить, то хотелось бы понять, что. Нам кажется, что это вещи не сравнимые. Однако не все так плохо. Если вернуться к принципам преемственности и последовательности, то надо создавать лаборатории, и чтобы туда ходили заинтересованные дети. Их можно и на базе школ делать, как кружки, и на базе технических колледжей, и на базе ВУЗов. Раньше так и было. Может, стоить вспомнить прошлый опыт. Бумажный самолетик – кружок авиамоделистов – специальность в техникуме или в ВУЗе – завод или НИИ. Сейчас же видится только Лего и непонятная специальность в ВУЗе. И работать в кружках должны преподаватели ВУЗов или инженеры с огромным опытом и педагогическим призванием или ооочень толковые педагоги.

Предлагаем немного пофантазировать.

Компания Х (хэ) по производству игрушек, позавидовав Лего, решила таким же образом реализовать себя, но в свете игрушек для девочек. И решила продвигать куклы Барди и ее друга Гена. Замечательные игрушки, их можно одевать и шить для них одежду, делать домики, в домиках мебель, посуду и т.д. И началось – организовали WBO – Всемирную Барди Олимпиаду. Стали проводить конкурсы и состязания – кто сошьет лучшую одежду для Барди и Гена, наложит лучший макияж. Кто сделает лучший домик, лучшую мебель. Тут же подключились люди и стали создавать БардиГенные кружки и секции. Появились магазины «Барди-лэнд», «Мир Гена». Появилась куча разных программ – «Юные Барди швеи», «Молодые Барди макияжники и парикмахеры», «Генные костюмы», «Куклодом», «Дизайн кукольной мебели». Видя такое развитие, подключились школьные учителя технологии. Возникли новые компетенции – «пошив кукольных платьев и костюмов», «развитие детского творчества в одежде кукол и дизайне кукольных домов». Подключились 3D принтерщики и CNC станочники. Появилось 3D моделирование кукольной посуды и мебели. Возникли новые спортивные дисциплины – «пошив стрингов и кружевного белья на время», «сортировка кукольной одежды по временам года», «подбор лака для ногтей под лак для волос». Производители железных конструкторов стали выпускать железных Барди и Гена, железную посуду, железную мебель и решетки на окна для домика. Т.к. хлопок в России не растет, некоторые стали закупать его на Гули-гулиэкспресс в Узбекистае, красить и продавать как Российский. Овсяницкие тут-же написали книги – «Курс одевания Барди и Гена» и «Пропорциональное управление кукольным домом». Министру легкой промышленности доложили, что с детского возраста стали готовить швей-мотористок, парикмахеров и др. специалистов по его профилю. Что вызвало огромную заинтересованность. Его друг, министр преобразования, дал команду расширить и углубить процесс, привлечь финансирование из коммерческих структур и внедрить во всех учебных заведениях. Появились курсы повышения квалификации по специальности «одевание кукол», «пошив летней и зимней одежды в миниатюре» и т.п. Подсуетились IT-шники, выпустив «умный кукольный дом». В институте «Супергиперизобретателеполис» создали отдельную кафедру по подготовке докторов кукольных наук. И назвали ее Карабас-Барабас кафедра.

И тут появились сотрудники из «Юных умельцев» и начали задавать каверзные вопросы о том, что реальное шитье одежды, постройка домов и изготовление посуды сильно отличается от игрушечных. Шить одежду для Барди и Гена, это ерунда, игры. Шить одежду надо по-настоящему, как в училищах легкой промышленности – для Матрешек. А Матрешковые соревнования самые соревновательные из всех.

А потом все пошли на рынок или в бутик и купили одежду, сшитую не этими детьми, которые к тому времени уже выросли, а совершенно другими и из других стран. 

Как донести до школьника технические знания, которые обычно изучают в вузе?

Очень интересный вопрос. Прежде всего, опять же нужно вернуться к тому, что период «школьничества» — это 11 лет и это период очень сложной перестройки всего человеческого организма. Вы, наверное, согласитесь, что доносить до первоклассника технические знания ВУЗа невозможно и не имеет смысла. Для того, чтобы старший школьник получал знания ВУЗов, нужно несколько факторов. 1 — чтобы кто-то и где-то эти знания передавал. 2 — нужно желание школьника их получать. 3 — эти знания должны ложиться на какую то базу (опять же преемственность и последовательность), которую должна давать, в нашем понимании, школа. Это касается не только технических дисциплин. Существуют же математические, физические, биологические, химические классы, школы с углубленным изучением отдельных предметов. Вот они и должны это делать. А как они это могут делать и могут ли вообще, это они сами должны решить. Раньше, например, были кружки для школьников при ВУЗах, НОУ и т.д. Да и сейчас, наверное, есть. В общем, если школьник хочет получить чуть больше школьной программы, он должен озаботиться этим сам, а помочь ему должны взрослые – родители, руководители кружков, тренеры и учителя.

На основных робототехнических состязаниях для детей условно можно выделить два направления: спортивные и творческие. Какие из них важнее и формируют больше навыков у детей?

Нельзя сказать, что вопрос сформулирован корректно, т.к. оба этих направления важны и сравнивать их не совсем хорошо. Они прекрасно сосуществуют параллельно. Кто-то из детей, а в не меньшей степени тренеры, предрасположены к точности и механике, кто-то к полету фантазии. Мы считаем, что поддерживать нужно оба направления. Если взять спортивное, то здесь больше, наверное, навыков направленных на конструирование и программирование. Робот должен десятки, а то и сотни раз выполнить задание, нужно каждую мелочь выделить, найти ошибку, внести коррекцию и т.д. и т.п. Сложный, важный и интересный процесс. Если ребенку и тренеру он нравится, они будут гонять бедную «машинку», пока она не развалится. Творческое направление не менее интересно, но в другом плане. Найти идею, реализовать ее сначала в уме, потом в чертеже или рисунке, собрать и запрограммировать робота, придумать антураж, суметь преподнести это все. К тому же найти здоровый компромисс между механикой и программой, чтобы это было понятно всем, интересно и высокохудожественно. Разные немного подходы, но оба очень важные. Кто-то придумывает и реализует что-то фантастическое, а кто-то добивается качества и точности. Лучше, когда это объединяется.

Можно ли научить ребенка делать хорошие творческие проекты, которые гарантированно займут призовые места? И можно ли научить преподавателя готовить такие команды? Есть ли какой-то алгоритм, рецепт, секрет?

Сразу три вопроса. Придется отвечать по очереди. Научить ребенка делать хорошие творческие проекты нельзя. У каждого ребенка все равно есть какие-то предпочтения, заложенные природой, генами его родителей. Кому-то больше нравится петь и плясать, кому-то строить механику. Поэтому творческий проект — это всегда работа команды. И это, на наш взгляд, самое важное. Один — программист, второй — механик, третий — художник. И тренер, который их объединяет, поддерживает и не дает поругаться. Это, кстати, один из рецептов. По поводу призовых мест. Здесь важно понимать, что места распределяют судьи. Оценка качества проекта зависит только от них. А значит, никаких гарантий никто дать не может. Один и тот же проект может занять на разных соревнованиях абсолютно разные места. Все зависит от квалификации и личных пристрастий судей. А это уже другой вопрос.

Научить преподавателя. Это сложно и зависит от личностных, умственных и внутренних качеств преподавателя, а так же от его образования и предпочтений. Важнее научить его создавать команду, направлять ее и помогать, отсекая лишнее и стимулируя важное. Т.е. научить быть руководителем.

Алгоритм, рецепт, секрет. Конечно, есть. Но, мы его не скажем, иначе какой это будет секрет. А рецепт прост – помогать детям, работать с родителями и, самое главное, находить оригинальную, новую и интересную идею, которую можно воплотить, хотя бы таким примитивным образом. Научить детей не обращать внимание на негатив и идти к своей цели, по сути, работать в команде. Тогда все получится. А место — это не главное. Сегодня не заняли, завтра займут. Не это проблема.

Дмитрий, вы критиковали новые правила ВРО, указывая на сложность требуемого программирования. Каковы вообще роль и место программирования в образовательной робототехнике?

Кто критиковал, я критиковал? Да, критиковал. Во-первых, критика — одна из важнейших способностей человека к оценке, предохраняющая его от последствий заблуждений и ошибок. О, как я красиво преподнес стандартное определение. Начну ответ с конца вопроса. По-моему мнению, место программирования в робототехнике сто двадцать пятое. На каждом этапе создания робота какое-то из действий всегда превалирует над другим. Сначала формируется задача и определяется, может ли эту задачу решить механизм или нет. Нужно ли эту задачу решать с помощью механизмов или нет и т.д. вплоть до экономической обоснованности. Ну, хорошо, приняли решение, что нужен робот. Далее необходимо оценить самого робота, что он должен делать, какие манипуляции выполнять, из чего его делать и т.д. и т.п. Потом делается сам робот. Заметьте, ни на одном из множества этих этапов нет программирования. Пока мы не собрали робота – программировать нечего. Вот только тогда, когда перед нами стоит «машинка», на передний план выходит программист, т.к. он должен оживить ее и заставить что-то сделать. И здесь опять же программист выполняет требования механика – сделай так, чтобы в каждую секунду я знал, что делает и что должен делать робот. И если у робота перестало крутиться колесо, то программист ничего не сможет сделать. Здесь нужна совместная работа.

Вернемся к заданию ВРО. Сначала задача напоминала мне детскую сказку – пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что. Сейчас задание как-то наконец-то оформилось, упростилось и практически полностью видоизменилось. Однако на мою просьбу показать его выполняемость в реалии, т.е. сделать робота и прокатить его по полю, никто не откликнулся. Интересно, почему? Теперь по сложности. Напомню, я выражаю свое и только свое мнение. Данное задание предназначено для детей. Программирование и работа с многомерными массивами преподается далеко не во всех школах, плюс автоматически отсекается работа с Lego Minstorms, т.к. данная программная среда не предназначена для подобной работы. Остается либо менять стандартную среду, либо использовать другую систему. Следующий момент – езда по черной и таскание банок – это начальный уровень любого робототехника. Т.е. для решения задачи нужен «машинный примитив», а не знания и умения школьников в робототехнике. В «сухом остатке» остается, что эта задача только на программирование. Тогда зачем выносить ее на роботоТЕХНИЧЕСКУЮ олимпиаду? Пусть ее решением занимаются на олимпиаде по программированию. В основе задания лежит простая логистическая задача. Из пункта А пройти в пункт Б по кратчайшему пути, по дороге найдя банки. Алгоритмов решения масса. Например: алгоритм Флойда-Уоршелла, Дейкстры, так называемые переборные алгоритмы, генетические алгоритмы и др. Все они в той или иной мере подходят или адаптируются к решению данной задачи. Даже методом «научного тыка» можно тупо кататься по этой линии, цапать баки и тащить их куда-нибудь. Вот только школьники обычных школ эти алгоритмы не знают, да и тренера многие то же. И кому такая задача нужна? Для избранных из 2-3 спецшкол. Так они знают решение, им не интересно. Поэтому я и говорю, что перекос в сторону программирования не является в данном случае полезным. Вот задание «с краном» для средней категории мне очень понравилось. Младшая категория — неплохое задание, хотя от первоначальной задачи то же сильно отклонилось.

Как сделать, чтобы собирал робота и писал программу ребенок сам, а соревнования не превращались в соревнования тренеров?

Практически никак. Тренер незримо присутствует на всех соревнования, на всех площадках и во всех видах спорта. Раньше это очень сильно было заметно в женском волейболе. А для того, чтобы дети все делали сами, нужны простые, понятные, зрелищные, интересные детям, а не организаторам задания.

Если бы вы были организатором крупного робототехнического соревнования для детей и молодежи, как бы это выглядело?

Мы считаем, что все соревнования должны проходить для детей и ради детей.

Скажем так. Для нас основными критериями при проведении подобных соревнований стали бы следующие:

• зрелищность. Роботы должны соревноваться не по очереди, а между собой;
• массовость. Как можно больше команд и болельщиков;
• освещаемость в СМИ;
• как можно больше призов и наград;
• юморность. Смешные задания и задачи. Состязания тренеров. Состязания — роботы против людей и т.д. и т.п. Например: создается гора конфет и дается время на создание робота, который их хватает. Сколько робот схватил, столько команда и скушала;
• больше командных состязаний;
• организованность и подготовленность судей.

Как так получилось, что Челябинская область стала одним из лидеров образовательной робототехники?

Это большой и сложный процесс, который оформился из нескольких направлений. Во-первых, Уральский и Сибирский регионы насыщены техническими ВУЗами и предприятиями. Во-вторых, у нас очень много увлеченных людей, и, в-третьих, нам повезло, что очень сильно увлекся робототехникой Владимир Витальевич Садырин, который с 2004 по 2012 годы работал Министром образования и науки Челябинской области. По его словам, оказавшись в командировке за границей, он увидел, как много детей с огромным увлечением занимается лего-роботами, и поставил цель максимально развить это направление в Челябинской области. Соответственно, появился административный и финансовый ресурс, начали выделяться деньги, в школах и кружках появились роботы, педагогов начали направлять на курсы, стали проводиться соревнования. Все это в совокупности и послужило толчком к популяризации робототехники. А значит, появились тренера, детей стало много заниматься, появилась конкуренция за выход на более высокий соревновательный уровень. Поэтому, мы считаем, когда занимается много детей, когда много интересных и самобытных тренеров, когда за каждое место бьется не 2-3 команды, а 20-30, тогда это и интересно и познавательно и высококлассно.

Если бы вы были министром образования, то что бы сделали в области робототехники?

Прежде всего, мы бы отказались от термина «образовательная робототехника», потому что наука не может быть образовательной или не образовательной. Она есть и этого достаточно. Не бывает образовательной математики или образовательной информатики. А вот то, что делают из Лего или Ардуино, или еще из чего бы то ни было, и что нельзя применить в реальности, мы бы предложили назвать «Роботомоделированием». Считаем, что именно термин «Роботомоделирование» будет более правильным. Мы же не делаем реальных роботов, мы делаем модели, иногда полезные, иногда «бесполезные». Тогда и математика, и программирование, и физика и другое, присущее робототехнике, прекрасно вписывается в этот термин. Мы ведь не применяем всю математику, все знания программирования и т.п., а лишь ту часть/части, которые нужны для построения и функционирования «машинки».

Поэтому мы предлагаем ввести в повсеместное употребление термин «Роботомоделирование», по аналогии с «Авиамоделированием», «Судомоделированием» и др., т.к. создаваемый с помощью детских конструкторов робот так же похож на реального промышленного или сервисного робота, как кораблик из пенопласта на настоящее морское судно. При этом создание робота, как и кораблика или самолетика – прекрасное занятие, развивающее различные навыки и знания и, возможно, первый шаг к будущей профессии.

И в конце хотелось бы отметить, что почти все, что здесь написано, является нашим общим, частным мнением, подправленным твердой женской рукой. Все персонажи и обстоятельства являются выдуманными, любые совпадения случайны, за исключением вопроса о Челябинской области. Мы желаем всем успеха, процветания, больших заработков и времени на отдых.

Теги: headline, Дмитрий Овсяницкий, интервью, Лариса Овсяницкая, роботомоделирование, робототехника для девочек, учебники по робототехнике, Челябинск, экспертное мнение