«Интерес существует, но не всегда присутствуют необходимые современные знания». Как развивается школьная робототехника

31.10.2020 Олег Пенский

Олег Пенский, доктор технических наук, профессор кафедры информационных технологий Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ) и первый заместитель Департамента науки, технологий и образования Альянса Народов Мира, рассказывает о развитии школьной робототехники в провинции. Примером специалист приводит опыт Пермского края.

Школьная робототехника. Пример Пермского края

Сегодня стал очевидным тот факт, что робототехника и искусственный интеллект уже ворвались в жизнь человечества и стремительно расширяют сферы своего применения в социуме, приходя на помощь людям в критические моменты их существования. Буквально за три последних месяца роботы стали эффективно использоваться во многих странах в борьбе с неожиданной мировой пандемией коронавируса, что свидетельствует не только о широких современных, но и о больших потенциальных возможностях робототехники.

Поэтому становится очевидным правильность принятия решений многими государствами об обращении особого внимания на развитие и использование роботов и искусственного интеллекта, как неотъемлемой части робототехники, для своих стран.

В настоящее время даже в провинциальных городах России в массовом порядке создаются технопарки и кванториумы для школьников. Их деятельность во многом посвящена разработке проектов, связанных с IT-технологиями, искусственным интеллектом и робототехникой. Общих методик обучения школьников в кванториумах нет, но есть множество частных разработок. Отметим, что создание кванториумов и технопарков началось относительно недавно, хотя некоторые особо прозорливые и инициативные провинциалы начали вести свои порталы по робототехнике для молодежи более пяти лет назад. Примером такого портала является сайт «Занимательная робототехника», который существует вот уже шесть с лишним лет.

Несколько лет назад представители Пермского государственного национального исследовательского университета вели переговоры с одной из сингапурских инновационных компаний о реализации технического проекта, основанного на математическом моделировании психологии примитивного цифрового двойника. Главная задача проекта состояла в воспитании капризных детей с помощью роботов-игрушек.

Техническая идея проекта предлагалась следующая: «В игрушку (мячик, детская машинка и т.д.) встраиваются микрофон, небольшой электродвигатель и компьютерный чип с «прошитой в нем программой», позволяющей вычислять время, когда ребенок успокоится после перевозбуждения. Если ребенок, капризничая, начинает громко кричать, то, благодаря микрофону и чипу, оценивается амплитуда звуковой волны, порожденной криком ребенка. При превышении амплитуды звука заданной родителями величины, зависящей от психологических качеств ребенка, включается электродвигатель, и игрушка убегает от ребенка по направлению уменьшения громкости звука. «Прошитая» в чип игрушки программа вычисляет время, необходимое для возвращения ребенка в спокойное состояние. После истечения этого времени игрушка возвращается к ребенку».

Воспитательное значение проекта заключается в том, что ребенок, любящий играть в игрушки, не захочет, чтобы от его крика они убегали, а поэтому ребенок будет усмирять собственные капризы. В этом проекте важно то, что его авторы не пытались создать большого робота, эмоционально воздействующего на человека, а решили реализовать лишь небольшую часть этого робота в виде детской игрушки, способной решать маленькую задачу.

В ходе переговоров по реализации проекта руководство сингапурской компании практически мгновенно просчитало экономический эффект, оценив стоимость одной игрушки при ее продаже в 20 долларов и определив одну из конкретных фирм, находящихся в КНР, в качестве производителя игрушки, являющейся своеобразным цифровым двойником человека, реагирующим на капризы ребенка.

Отметим то, что описываемая игрушка очень простая и в последствии она была изготовлена в более примитивном варианте учениками одной из школ г.Перми.

Во время переговоров руководство компании Сингапура спросило у пермских разработчиков о том, из каких источников они черпают идеи для проектов? Пермяки ответили:

– Придумываем сами.

Ответ компании был таков:

– А мы черпаем инновационные идеи из научно-фантастических художественных произведений.

Особой трудностью является не техническое создание новых роботов, а генерация инновационных идей, которые можно воплотить в роботах. Для поиска таких новых инновационных идей в Пермском крае проводились несколько лет (начиная с 2012 года) региональные школьные конкурсы научно-фантастических идей, которые могли бы быть реализованы в робототехнических проектах.

Организацию конкурсов оплачивали пермские бизнесмены, бизнесмены также финансировали призовой фонд конкурса. Торжественное награждение победителей школьных конкурсов проходило в большом выставочном здании Пермской Ярмарки во время ежегодного международного форума «Образование и карьера». Количество проектов первых конкурсов было не менее сотни, но затем число школьников-конкурсантов уменьшилось настолько, что конкурсы пришлось отменить. Причиной уменьшения количества конкурсантов стала теоретическая неподготовленность школьников в области инноваций и робототехники.

В настоящее время доктор Климентий Левков (университет Тель-Авива, Израиль) читает 16-часовой вводный курс лекций для студентов второго курса магистратуры кафедры Информационных технологий Пермского государственного национального исследовательского университета по теме «Инновационный инжинирннг технических систем». Курс, в числе прочего, посвящен теории создания инновационных проектов, генерации идей и продвижению идей в социум. Лекции читаются в режиме on-line. В числе прочих слушателей конкурса, лекциями заинтересовались некоторые общеобразовательные школы г.Перми, и видеозаписи всех лекций после завершения курса с разрешения доктора Климентия Левкова директора школ разместят на сайтах своих учебных заведений.

Интерес к созданию инновационной робототехники в средних школах Пермского края существует, но не всегда присутствуют необходимые современные знания и у школьников, и у преподавателей курсов робототехники. В регионе этот пробел пытаются ликвидировать, одним из способов ликвидации пробела является обмен международным опытом, например, с помощью организации и проведения лекций ведущими зарубежными специалистами.

oleg-pensky Присоединяйтесь! Подключиться к курсу можно здесь.