Каргасок – новый центр робототехники или IT-глубинка по-томски

ТОМСК, 14 июл – РИА Томск. Село Каргасок Томской области в этом году стало настоящим центром робототехники. Ученики местных кружков занимают призовые места на всемирных олимпиадах, создают роботов, которые способны собрать кубик Рубика и идти на голос человека. Корреспонденты РИА Томск выяснили, как школьникам из сельской глубинки удается конструировать и программировать далеко не детские игрушки.

Центр притяжения

Школьник из Каргаска Кирилл Бадичев создал робота, с которым занял третье место на российском этапе всемирной олимпиады роботов (World Robot Olympiad – WRO) в Казани. Восьмиклассник и учится отлично, и спортом занимается, и родителям помогает – ездит на покос, ухаживает за огородом и на увлечения время находит, главное из которых – робототехника.

Кружок робототехники при местной школе на селе организовал молодой педагог Дмитрий Матвеев. "В нашем доме творчества пару лет назад появились конструкторы для создания роботов. Меня это очень заинтересовало, я предложил школе тоже закупить подобные наборы и пригласить ребят попробовать с ними поработать. Директор ободрил. Желающие позаниматься нашлись", – рассказывает Матвеев.

Победа из побед

Кирилл был в числе тех, для кого робототехника стала не просто увлечением. К занятиям он подходил весьма серьезно. К соревнованиям школьник и его преподаватель готовились с ноября, постоянно модернизуя и дорабатывая созданную ими модель.

"У робота-победителя было несколько модификаций. Робот ездит по правилу правой руки, заходя в лабиринт, поворачивает направо. Ориентируется в пространстве благодаря двум датчикам расстояния – один справа, другой слева. Если робот получает информацию, что с правой стороны пропала преграда – поворачивает направо, если что преграда спереди и справа – уходит налево", – поясняет Кирилл.

Эта, на первый взгляд, простая система – плод кропотливой полугодовой работы. Для того чтобы вдохнуть жизнь в железную машину и научить ее ориентироваться, юному технику необходимо было не просто создать программу, но и отрегулировать робота и его параметры.

"Когда мы пишем программу, просчитываем в ней все повороты: вправо, влево, прямо. После начинаем тестировать робота. Если что-то нас не устраивает – снова переписываем, дорабатываем программу. С роботом-победителем, к примеру, таких переделок было несколько: с каждым разом мы что-то меняли – то скорость реакции, то угол поворота, то размер самого робота", – пояснил Матвеев.

 

Юные инноваторы

Ноу-хау каргасокских разработчиков стала особая система, которая помогает роботу освободиться, если тот застрял или врезался в лабиринте.

"Мы поставили спереди кнопочку и установили специальный подвесной подвижный бампер. Если робот задевает угол – кнопочка нажимается, бампер "отстегивается" – и он получает возможность вывернуть. Есть у нас и некоторые инновации в самой программе – мы придумали, как сделать так, чтобы робот не просто поворачивался четко на 90 градусов, а крутился до тех пор, пока не найдет проход", – добавил Кирилл.

В соревнованиях участвовали роботы самых разных модификаций. Все они были созданы руками детей в таких же кружках по всей стране. Робот из Каргаска с легкостью прошел почти все испытания и занял третье место в стране.

Удачный дебют

Как пояснил Матвеев, в соревнованиях принимали роботы довольно высокого уровня. Фактически, для Кирилла это были первые серьезные соревнования.

"Честно говоря, зная этого ребенка, я и не сомневался, что мы приедем с наградой. Многие перед стартом от волнения пытались оперативно улучшить параметры своих участников – меняли скорость передвижения и реакции, тем самым сбивая "победные" настройки. Кирилл же грамотно оценил ситуацию и сделал все как полагается, в итоге оказался в числе лучших", – добавил преподаватель.

Мальчик связывает свое будущее именно с программированием – хочет поступать в Томский университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), как и его учитель по робототехнике.

Роботы с душой

Бадичев – не единственный юный робототехник из Каргаска. Девятиклассники Леонид Щепеткин и Арина Фатеева занимаются в радиотехническом кружке Дома детского творчества Каргаска уже пять лет.

Идея создания и "оживления" различных роботов родилась у бессменного руководителя кружка Андрея Захарова, который, заинтересовавшись новым направлением, подключил к увлекательному делу ребят. Три года назад на спонсорские средства были приобретены специальные конструкторы Lego, позволяющие собирать различные модели программируемых роботов, и работа закипела. 

Арине приглянулась модель робота-щенка: она сначала собрала ее из деталей конструктора, а затем внедрила программу распознавания звука. Когда подзываешь к себе щенка, он направляется в сторону зовущего. Подойдя к нему, он гавкает – приветствует "хозяина".

Леонид, увидев в интернете видеоролик о том, как робот собирает кубик Рубика, решил попробовать сделать такого сам. Однако задача предстояла трудная: найденные аналогичные модели роботов не отвечали запросам по разным причинам. То при манипуляциях с кубиком он выскакивал из площадки, так как она расположена под наклоном, то, произведя сканирование граней кубика, робот останавливался.

Только найдя нужный ракурс и сделав необходимые вычисления, Леонид смог создать 3D-проект в спецпрограмме, а затем собрать его в натуральную величину. 

"Секрет "оживления" роботов, которые могут ходить, говорить, танцевать, собирать кубик Рубика, кроется в одной детальке – "сердце" робота – интеллектуальном управляемом элементе конструктора под названием NXT. В его состав входят 32 битный микропроцессор, жидкокристаллический дисплей, входные и выходные порты для подключения к различным устройствам и Bluetooth-канал", – рассказывает Захаров.

В случае с кубиком, при помощи этого элемента был активизирован простой алгоритм: ультразвуковой сенсор начал сканировать все грани кубика, распознал цвета и передал данные в микроконтроллер для обработки и выстраивания алгоритма сборки кубика. Решив задачу в своем "мозге", робот принялся за работу, используя свои захваты для манипуляций с кубиком. Весь процесс сборки занял около 2,5 минуты.

С этим проектом Леонид выступал в Москве и стал финалистом всероссийского фестиваля творческих открытий и инициатив "Леонардо", – рассказывает Захаров. 

От снайпера до художника

Первого "умного робота" Леня собрал еще в 2010 году вместе с его товарищем по кружку Степаном Никуличем. Тогда ребята стали участниками регионального конкурса "Сибирские Афины", где завоевали медаль. После этого был робот, умеющий двигаться и стрелять по заданным объектам, робот-художник…

По словам Леонида, он интересовался техникой с детства. Конструировал различные приборы, фонарики, проводил эксперименты с проводами, батарейками, разными деталями. В числе его первых работ в радиокружке – устройство "Лазерный эффект", УКВ-радиоприемник, усилители, светодинамическое устройство, электронные часы.

Он пока еще определяется с выбором вуза, в котором хотел бы продолжать учебу, но уже точно знает, что будет заниматься радиоэлектроникой. Помимо робототехники он увлекается созданием электронной музыки, и в дальнейшем хотел бы заняться этим направлением вплотную – разрабатывать оборудование для звуковых студий и дискотек.