Познавательные механизмы

Игорь Рейнт работает преподавателем робототехники в центре дополнительного образования «Лидер». Область новая, и не везде есть соответствующие специалисты, поэтому и методика преподавания разрабатывается фактически с нуля. Он готовит поколение ребят, которые уже в школе имеют представления о работе инженера-робототехника и могут сами дома смастерить простого робота-помощника. Игорь рассказал о том, чему учатся дети на уроках и как уже в седьмом классе становятся претендентами на поступление в серьезный институт.

- Игорь, как ты стал преподавателем робототехники? Для этого нужно было получать какое-то специальное образование?

- Вообще, преподавателей по робототехнике сейчас не готовят. Есть университеты, которые на ней полностью фокусируют свою программу, но я не слышал, чтобы конкретно готовили преподавателей. Сам предмет настолько обширен, начиная с естественных наук, биологии, физики, химии и заканчивая мехатроникой, сопроматом. Я по первому образованию программист, по второму — инженер-электрик. А робота, по сути, нужно сперва собрать, а потом запрограммировать. Так что я со своим образованием подхожу под это направление.

- Сюда ты пришёл по своему желанию?

- По сути мне предложили. Центр искал педагогов, и мои знакомые предложили им мою кандидатуру. Мне устроили собеседование, прошел испытательный срок, посмотрели, как я лажу с детьми. И в дальнейшем стал работать. Плюс сейчас я параллельно разрабатываю и модернизирую уроки, выступаю в роли методиста.

- Не так-то просто разработать методику, все-таки работать приходится с детьми, со школьниками. Вообще, с самого начала пришлось "включать ребёнка", чтобы доносить материал?

- Естественно, нужно было привыкать. Уроки разрабатываются под тот уровень, который есть у детей. Не дашь же ты второкласснику пропорции... Каждому возрасту соответствует своя информация. Дошкольников не заставишь писать конспекты. В этом плане всё, как в обычной школе.

- Как в обычной, но есть свои нюансы...

- Да. Обучение у нас начинается с шести лет и длится несколько курсов. Первый, второй курсы — это конструирование, но урок выстраивается именно не как игра. По сути, правильнее здесь говорить об образовательной робототехнике. Поскольку наука об автоматизированных системах помогает узнать лучше мир. Происходит получение знаний о построении роботов через изучение окружающего мира. Например, со вторым классом недавно был урок «Рычащий лев». Мы говорим, какие когти у льва, ареал обитания, какие-то биологические подробности, а в дальнейшем эти биологические параметры мы переносим на конструктор, чтобы воссоздать льва, затем программируем его. И так второклассники у нас составляют модель, которая может двигаться и рычать.

- Интересно. А сам дома не собираешь такие механизмы?

- Ну образовательные наборы дороги. Бывает, родители домой детям покупают такие, если видят, что ему интересно, а самому себе пока нет (смеется).

- Раз уж мы говорим о робототехнике, обратимся и к автору термина, Айзеку Азимову. Учитываются ли его постулаты так же, как в книгах?

- У Азимова были заложены базовые принципы, им придумано слово «робототехника». Он же придумал Три Закона. Но это больше прописано под искусственный интеллект. Например, закон, что робот не может навредить человеку, промышленный манипулятор соблюдать не сможет, ему человек закладывает программу. Это исполнительный механизм, без каких-то датчиков, собственного интеллекта, работающий по программе. Если он должен повернуться вправо, а там будет стоять человек, манипулятор просто выполнит программу, не задумываясь над законом робототехники, и травмирует человека. То есть Законы Азимова относятся всё равно не к тем роботам, с которыми занимаемся мы, они актуальны именно для искусственного интеллекта.

- А что собой представляет урок?

- Смотря какой уровень. Для каждого класса свой набор конструкторов, свои задачи. Прежде всего они получают знания о том, как работают простые механизмы, затем в практической части учатся сами их собирать. Второй класс, к примеру, изучает виды механических передач, потом на практике видит, как это всё работает. Четвёртый класс вплотную подходит к физике, к функционированию весов, зубчатых, ременных передач, более сложных механизмов, к изучению пневматики. Обычно познания о последней ограничиваются насосом (смеется), а здесь они знакомятся с ней намного глубже.

- В общем, вы в центре помогаете готовить будущих инженеров со школьной скамьи.

- У нас цель и состоит в создании у детей ясного представления об инженерах и подготовке будущих кадров, тем более в такой сфере, как робототехника. Есть институты, которые ею полностью занимаются, например ЦНИИ РТК, в СКФУ есть кружок, правда, там студенты работают в более свободной форме, чем у нас. Здесь четкая структура, как в школе, с полной проработкой всех этапов, по которым учитель проводит ребёнка. Чтобы понять, какие знания получил ребёнок, у нас проводятся соревнования - как внутренние, так и выездные. Недавно мы как раз были в Москве на Кубке РТК.

- Расскажи подробнее о соревнованиях.

- У нас проходит олимпиада по простым механизмам. Сначала нужно ответить на вопросы из бланка, а затем уже на практике сделать готовый механизм. Сейчас их задание состоит в том, чтобы сделать шпионский автомобиль, который сможет летать. Как ребёнок реализует этот проект, зависит от его фантазии.

- А каким стал результат посещения Кубка РТК в Москве?

- В Москву на Кубок РТК ездили впервые, было всего несколько недель на подготовку, но по итогам вошли в десятку лучших центров в России. Вообще, соревнования все разные. Например, Кубок РТК проходит на полигоне ЦНИИ РТК, на котором они готовят своих роботов для тяжелых условий. На этом полигоне готовятся разные виды холмов, скользкие поверхности, которые должны пройти роботы конкурсантов. Таким образом они находят себе будущих студентов. Победители их олимпиад получают определённые преференции при поступлении. Можно уже будучи семиклассником получить их диплом и фактически считаться студентом этого института.

- Роботов для соревнований собирают прямо на полигоне?

- Нет, к таким соревнованиям готовятся заранее, а на место уже приезжают с готовым роботом. Есть соревнования «Робот в мешке». Туда как раз-таки ребёнок приезжает с конструктором, ему дается задание в конверте и три часа на сборку и программирование робота.

- То есть в остальном привозите уже готовый проект, как в «Битве роботов» на Discovery?

- Да, что-то вроде того. Только в «Битве роботов» нужно всех соперников побить, а здесь цель — проехать как можно больше препятствий, выполнить как можно больше заданий. Ещё один фестиваль — «Робофест», в его конкурсную программу входит множество категорий. В одной нужно создать робота-чертежника, в другой — сортировщика, в третьей — робота, который будет сбивать кегли определённых цветов. То есть на круглом поле выставляются кегли, и нужно либо быстро вытолкнуть с поля все, либо, например, только белые кегли. Соответственно, задеваешь черную кеглю — минус очко.

- Для этого нужны какие-то датчики?

- Да, устанавливаются специальные модули под разные условия и готовится соответствующая программа. На соревнованиях предусматриваются классические задачи, типа движения по определенной траектории, есть соревнования роботов-сумоистов. В каждой категории нужно продумывать особый функционал. На соревнованиях Junior First каждый год своя тема, в этом году соревнование строится вокруг природы, создания роботизированной фермы. Где-то нужно что-то собрать и перенести, отремонтировать. Вариаций множество и перечислять всё это очень долго.

- Думаю, в такой работе не обходится без вдохновения, без внутреннего ребёнка.

- Естественно (смеется). Любой мужчина в душе ребёнок, ему интересно что-то собирать, крутить, вот и здесь появляется эта тяга. Помогает в какой-то степени вернуться в детство. И к тому же здесь этот интерес систематизируется. Ведь как бывает: ребёнку купили конструктор, он посидел с ним дома день-два, а потом он ищет новую игрушку. А когда занимаешься этим в системе, в школе, получаешь уже конкретные знания, опыт. Тем более это ведь не просто игра, это именно изучение окружающего мира через конструирование и программирование.