Авторы самого технологичного робота. Как московские школьники победили на турнире в Абу-Даби
Инженерные и ИТ-классы, экскурсии на ведущие предприятия, разработка проектов в вузах и получение первой профессии на базе колледжей. Москва растит будущих изобретателей со школьной парты. Ребята не только создают собственные технологические проекты, но и побеждают с ними на всероссийских и зарубежных соревнованиях. В ноябре столичные школьники заняли первое место на международном чемпионате по робототехнике RoboCup в Абу-Даби.
Корреспондент mos.ru побеседовал с участниками команды и их наставником. Как проходили отборочные этапы, какими технологиями ребята оснастили свое творение, с какими трудностями пришлось столкнуться и какие возможности для юных новаторов открыла победа на мировой арене — в нашем материале.
Один из самых масштабных турниров мира
Робототехника — перспективное направление развития в разных отраслях. Автоматизированные устройства уже проводят операции в больницах, изготавливают детали на предприятиях, доставляют грузы, исследуют космос. На занятиях по робототехнике школьники могут познакомиться с профессией будущего.
«Главное, что это мультипредметная дисциплина. Она позволяет закрепить на практике знания, полученные на уроках физики, математики и информатики, а также развить навыки в программировании, конструировании, моделировании, электронике. Московские школы и центры дополнительного образования располагают для этого необходимым оборудованием. Технологии 3D-печати и моделирования, лазерной резки помогают разрабатывать сложные устройства. Лучшие из них отправляются на соревнования. RoboCup — один из самых известных, масштабных и авторитетных турниров мира по робототехнике. Он проходит на городском, затем на всероссийском уровне, а победителей приглашают на международный чемпионат. В младшей лиге соревнуются ученики 9–11-х классов, в старшей — студенты, научные коллективы», — отметил тренер сборной Всероссийской олимпиады школьников по робототехнике, наставник московской команды на турнире RoboCup Сергей Мустафин.
В этом году международный чемпионат проходил в Абу-Даби, столице Объединенных Арабских Эмиратов. В нем участвовали более 700 человек из 22 стран — Германии, Австралии, Китая и других. Россию представляли 18 команд, пять из них — из Москвы. 13 столичных учеников заняли призовые места или были отмечены в номинациях. Трое стали победителями. Это девятиклассники Вера Гасан из школы № 1514 и Дмитрий Моисеев из школы № 1547, а также десятиклассник Владислав Закиров из школы Центра педагогического мастерства.
«Задача участников RoboCup — создать автономных роботов для игры в футбол, которые способны сами забивать мяч в ворота противника. Почему именно футбол? Потому что это самая популярная спортивная игра, правила которой понятны каждому. Таким образом можно привлечь к техническим турнирам внимание широкой аудитории. В младшей лиге состязаются колесные устройства, один на один или два на два. Студенты соревнуются в футболе человекоподобных роботов. Команда Московского физико-технического института (МФТИ) в этом году также заняла первое место в одной из категорий. Моя роль как наставника заключалась в том, чтобы координировать работу ребят, делать так, чтобы они представили свое творение в лучшей форме. Но его можно дорабатывать бесконечно. Я помогаю не утонуть в модернизациях», — подчеркнул тренер.
Город счастливого детства: как Москва поддерживает юных горожан и их родителей3D-моделирование, изобретение инноваций и экскурсии на предприятия. Как проходит обучение в инженерных классахКораблик на пульте управления, умные ворота и роботы: что изобретают столичные школьники
С последних мест в рейтинге — к победе
А утонуть в модернизациях в самом деле легко. На создание каждого «игрока» уходит около полутора лет. Авторы представляют робота на соревнованиях разного уровня, где выявляют его недостатки, наблюдают за достижениями других команд. К следующему турниру они его совершенствуют. Так что на RoboCup школьники приехали с уже обновленной версией устройства. Они прошли собеседование на английском языке, на котором рассказали про подсистемы своего изобретения и роль каждого участника.
Затем начались сами игры. В первый день турнира команда свалилась на последние места в рейтинге. Так что процесс доработки продолжался даже между матчами.
«У нас возникло много неполадок, например, перестал работать модуль, который отвечал за вращение колес. Пришлось оперативно устранять проблемы. Мы очень волновались. Зато как были удивлены, когда вырвались с последних мест на первые! Наш робот действительно получился сильным. Его ключевое преимущество — бесколлекторные моторы, они обеспечили высокую скорость. Некоторых противников робот обошел именно потому, что был быстрее. Также отличается система зрения. Обычно устройства ориентируются на поле с помощью камеры, направленной вверх, на зеркало. Но так изображение искажается. Мы использовали две камеры: спереди и сзади, охватив все пространство. Еще робот оснащен датчиком, который считывает исходящий от мяча инфракрасный свет и таким образом находит его на поле. Наш “футболист” маневренный, хорошо объезжает мяч, чтобы точно по нему ударить», — поделилась Вера Гасан.
В команде она занималась электроникой. Как признается победительница, робототехника привлекает ее возможностью применить на практике знания по одному из любимых предметов — математике.
А Дмитрий Моисеев, ученик ИТ-класса, программировал робота. Благодаря его усилиям прошивка вышла сложной.
«Как и другие роботы, наш определяет ворота камерой. Но на поле бывает слишком темно, или ворота по цвету сливаются с бортиками. Тогда алгоритмам труднее распознать границы и, следовательно, рассчитать удар. На турнире в Абу-Даби ворота были темно-синими, а бортики черными, многие роботы не справлялись. Мы же настроили усиление цвета. Наше устройство видело обстановку с повышенной контрастностью и без труда ориентировалось», — рассказал он.
Особенно напряженной выдалась борьба за третье, второе и первое место: противники не уступали. В эти непростые дни ребят поддерживал наставник.
«Соревнования — огромный стресс для школьников. Наставник должен тонко чувствовать команду, потому что подростки не всегда могут рассчитать время и силы. Следует в нужный момент ободрить или успокоить, дать ребятам отдых или мотивировать на то, чтобы они собрались и закончили работу. Я был горд за них, когда объявили победителей. Они долго к этому шли, показали, на что способны, и увезли заслуженную награду», — добавил Сергей Мустафин.
Круг единомышленников и международное признание
Владислав Закиров отвечал за конструирование устройства.
«Я получал удовольствие от соревнований, даже когда у нас ничего не получалось и мы в спешке все переделывали. Игра была непредсказуемой и напряженной, но как приятно было видеть, что наш робот забивает голы. За это я и полюбил робототехнику: в ней ты можешь воплотить идеи в реальность. Все это время наставник был рядом, его вклад неоценим. Он помогал, даже когда руки опускались. Все команды были достойны победы, счет шел на равных, и исход матча решал разрыв в один гол. Здорово, что нам удалось занять первое место в столь серьезной борьбе. Мы достойно выступили на мировой арене, представили свой город. А еще познакомились с единомышленниками из разных уголков мира, показали свои идеи и почерпнули новые от коллег», — уточнил Владислав Закиров.
Теперь команда будет двигаться дальше, в старшую лигу RoboCup. Она уже начала внедрять в робот искусственный интеллект: благодаря ему тот сможет находить мяч камерой (для этого не понадобится инфракрасное излучение). Нейросеть также будет определять, где находится противник.
Победители Всероссийской олимпиады школьников по робототехнике могут поступить без вступительных испытаний в ведущие инженерные вузы России, такие как Московский государственный технический университет (МГТУ) имени Н.Э. Баумана и МФТИ. А результаты RoboCup признаются по всему миру как значимое достижение.
«Я узнал для себя много нового на турнире, например, как еще сенсоры робота могут взаимодействовать с окружающей средой. Впервые увидел состязания такого уровня, получил признание международного сообщества. Москва предоставляет школьникам все условия для развития. Это в том числе оснащенные высокотехнологичным оборудованием ИТ-полигоны, опытные учителя и наставники, возможность участвовать в разных конкурсах. Я хотел бы связать свою жизнь с робототехникой, надеюсь, победы на олимпиаде и в RoboCup помогут поступить в такой вуз, как МГТУ имени Н.Э. Баумана», — заключил Дмитрий Моисеев.
Оперативно узнавайте главные новости в официальных каналах города Москвы в мессенджерах MAX и «Телеграм».