Фестиваль РоботоБУМ-2013

В настоящее время мало кого можно удивить радиоуправляемой машинкой. Но если необходимо управлять не одним устройством, а двумя, тремя, сотней?.. Как договориться с устройством, чтобы радиосигнал от одного пульта не заставлял сразу все машинки двигаться в одну сторону? Как добиться, чтобы затраты энергии на управление были бы минимальны, а сеть таких машинок просуществовала максимально долго? Как организовать взаимодействие между несколькими операторами устройств?

Очевидно, что в ситуации, где присутствует много управляемых элементов, люди могут очень легко запутаться. Поэтому необходимо, чтобы команды управления по радиоканалу адресовались на конкретное устройство, точно в нужный момент времени. Даже если робототехническая платформа находится вне зоны прямой видимости базовой станции, нужно уметь позиционировать местонахождение каждого устройства, с тем чтобы, например, зная в какой точке роботом обнаружен очаг задымления, вторая платформа, оборудованная средствами тушения, могла подъехать точно в это место и потушить пожар.

Вот так, чтобы легко и просто, в процессе игры, научиться управлять подобными устройствами, был разработан образовательный конструктор УМКИ – Управляемый по радио каналу Машинный Конструктор Инновационный – разработка российских ученых, в отличие от большинства предлагаемых сегодня в образовании зарубежных образовательных робототехнических комплектов. Достоинство конструктора в том, что он комплектуется роботизированными платформами, которые связываются между собой в единую управляемую сенсорную сеть на основе протокола ZigBee.

В процессе работы с этим конструктором, ученики получают базовые знания по управлению сначала одним устройством, потом группой устройств, объединенных в распределенную беспроводную сенсорную сеть. Каждая роботизированная платформа оснащается либо набором сенсоров-датчиков для различных физических величин, либо исполнительными механизмами. Машинку можно заставить двигаться по программе, ориентироваться на местности и выполнять разнообразные задания. Курс обучения составлен таким образом, чтобы на каждом этапе детям было максимально интересно получать знания. Занимаясь с конструктором УМКИ, в игровой форме дети получают основы серьезных инженерных знаний, воспитывается их информационная, техническая и исследовательская культура, происходит формирование навыков коллективного труда.

Занятия лаборатории робототехники УМКИ проводятся не только в школьных кружках, но также в рамках работы летнего лагеря детей.

Летом 2013 года в лагере дневного пребывания детей на базе школы МБОУ СОШ №7 г. Павлово работал кружок по программе «Лаборатория УМКИ». Дети 1-5 классов учились управлять «Умными машинками», конструировать роботов, совместно строить сооружения, заниматься научной работой – каждый нашел себе занятие по интересам.

Команда же старших учащихся получила в очередной раз приглашение от Федерального детского лагеря «Смена» в городе-курорте Анапа Краснодарского края (поселок Сукко) для участия в творческой смене «Технопарк юных – Робототехника». Организатором смены «Технопарк юных» стало Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Федеральный центр технического творчества учащихся», и условием участия сборной команды школы №7 было проведение и организация Всероссийского мероприятия, связанного с робототехникой.

Таким образом, с 20 по 24 июля 2013 года на базе ФДЦ «Смена» состоялся Фестиваль и Научно-практическая конференция обучающихся «РоботоБУМ-2013», организацией и проведением которых занималась команда «УМКИ» г.Павлово Нижегородской области, руководители — учителя информатики МБОУ СОШ №7 Воронина Вероника Вадимовна, Сергеева Людмила Александровна.

Что такое РоботоБУМ? Это Всероссийский фестиваль РОБОТОтехники - Будущее Умных Машин. Сейчас все большую популярность набирают различные соревнования роботов. Чем же отличается РоботоБУМ от прочих фестивалей и состязаний роботов? Состязания роботов сейчас становятся все популярнее, однако все подобные состязания имеют спортивную направленность: роботы сражаются друг с другом, соревнуются, кто быстрее и точнее пройдет заданным маршрутом, и т.д. РоботоБУМ же имеет научный характер. Хотя фестиваль РоботоБУМ включал множество различных «эпизодов», где происходили мастер-классы по управлению и сборке роботов, а также демонстрировались возможности сконструированных роботов, но в то же время дети создавали макеты роботов и антураж «миссий», сочиняли стихи и участвовали в интеллектуальны играх, и, что главное, основным событием, стержнем мероприятия РоботоБУМ стала Всероссийская научно-практическая конференция, на которой съехавшиеся с разных концов страны ребята представили свои научно-исследовательские и практические работы, презентовали авторские модели роботов, определили перспективы своей дальнейшей работы.

Выбор роботизированных платформ фестиваля РоботоБУМ не ограничивался, как в большинстве случаев, зарубежными поставщиками лего и др., а в большей мере был ориентирован на разработки отечественных ученых.

Из интервью Воронина Игоря Вадимовича, начальника отдела ИПЛИТ РАН, о научно-технической сути проекта «РоботоБУМ»: «...с 2007 года в Институте проблем лазерных и информационных технологий РАН (г. Шатура), занимаясь распределенными сенсорными сетями, изучая различные алгоритмы передачи данных внутри этих сетей, мы столкнулись с проблемой нехватки квалифицированных программистов. Размышляя об этом, мы подумали: «А почему бы не попробовать приобщить ребятишек к таким, казалось бы, сложным, но интересным технологиям?» Использовав в качестве платформы обыкновенные радиоуправляемые игрушки, мы модернизировали их на основе процессоров Xbee. Несколько машин образуют целый узел сети и управляются одновременно, с помощью персонального компьютера, на аппаратно-программной платформе для беспроводных сенсорных сетей, разработанной в ИПЛИТ РАН. Этот проект является отличным стартом для молодых программистов».

В этом мероприятии принимали участие ребята, которые занимаются в учреждениях дополнительного образования, победители и призеры республиканских, краевых и областных мероприятий технической направленности из различных субъектов Российской Федерации. География участников была представлена очень широко – ребята съехались из различных уголков нашей страны. Например Екатеринбургскую область представляли команды из Екатеринбурга и Ирбита, Нижегородскую – ребята из Павлово (команда УМКИ МБОУ СОШ №7) и Выксы, были команды из Омска, из Кабардино-Балкарии и других субъектов Федерации.

Подготовительный этап занял первые четыре дня. После объявления на общей линейке о начале фестиваля «РоботоБУМ» все команды получили задания и материалы для подготовки к основному этапу, каждый день проводились мастер-классы по работе и управлению роботами, в рабочем режиме проводились консультации по организации научно-практической конференции, и вот наступил «День Х – РоботоБУМ»!

День «РоботоБУМ-а» был полностью ориентирован на проведение основного этапа фестиваля. От начала дня, сразу после зарядки, и до вечернего отбоя продолжались отдельные «эпизоды», где происходили различные увлекательные действия, в которых смог поучаствовать каждый участник смены «Технопарк юных». По аналогии со Звездными войнами, каждая беседка, в которой разворачивались действия, обозначалась как «эпизод». За работу в каждом «эпизоде» отвечал определенный «Джедай» – участник команды УМКИ, занимающейся организацией и проведением фестиваля «РоботоБУМ».

Каждая команда получила «Алгоритм перехода», согласно которому все команды переходили по эпизодам, в своей последовательности, не пересекаясь с остальными, зарабатывая баллы за результативное участие в каждом эпизоде.

Эпизод 1. Стержнем всего фестиваля стала научно-практическая конференция. Для участия в программе «Технопарк юных» собрались ребята увлеченные программированием, робототехникой, конструированием высокотехнологичных приборов. Целью этого мероприятия было выявление одаренных в техническом плане учащихся, которые наряду с оздоровительными прогулками у моря представили бы свои научные и технические разработки. И эти ожидания полностью оправдались: на научно-практической конференции ребята выступали с представлением своих очень интересных работ, защищали их на настоящем научном семинаре перед придирчивой аудиторией, отвечая зачастую на очень непростые вопросы.

Эпизод 2. Выставка роботов

Участники фестиваля, которые привезли свои практические разработки, но не оформили в соответствии с положением научную или проектную работу, могли представить свои работы в другом «Эпизоде» – на выставке роботов, демонстрируя возможности конструкций роботов, отвечая на вопросы зрителей.

Эпизод 3. Мастер-классы по управлению роботами УМКИ

Несколько «эпизодов» представляли мастер-классы с демонстрацией возможностей роботов УМКИ, где каждый желающий мог поуправлять роботом УМКИ вручную с пульта управления, составить программу для автоматизации действий робота, познакомиться с сенсорными сетями, когда один оператор управляет сразу несколькими роботизированными платформами.

Эпизод 4. Программирование в Кумире

В отдельном «эпизоде» начинающие программисты знакомились со средой программирования Кумир, а продвинутые ребята могли совершенствовать свое мастерство. Джедаи отвечали за работу каждого эпизода.

Эпизод 5. Летающий робот

В «эпизоде» на спортплощадке, огороженной сеткой, демонстрировались возможности летающего робота–мультикоптера, любой желающий мог на время стать оператором воздушной машины.

Эпизод 6. Build A Robot

А для тех ребят, кто не очень дружит с программированием и научными исследованиями, но любит изготавливать что-то руками, был «эпизод» для дизайнеров - «Build A Robot», в котором любой мог придумать и создать макет самого фантастического, креативного робота, начиная от двигающегося робота-андроида и заканчивая космической станцией. Созданную модель робота необходимо было презентовать: предложить область деятельности робота и доказать, почему именно предложенная модель будет оптимальна в выбранных условиях.

Эпизод 7. Сказки роботов

А вечером состоялось шоу в концертном зале, где ребята продемонстрировали свои миниатюры-сценки из жизни роботов. Каждый отряд представлял литературно-художественный номер о роботах. Формат представления не ограничивался: возможны были рассказы, сказки, сценки, миниатюры.

Эпизод 8. Интеллектуальная игра

Представители команд приняли участие в интеллектуальной игре, где участникам задавались вопросы на темы, связанные с роботами: существующими ныне, вымышленными, историческими, роботами будущего, возможным управлением роботами, по литературным произведениям и фильмам, в той или иной мере посвященным роботам.

Завершал «РоботоБУМ» заключительный этап, когда раздавались призы, проводился разбор полетов, строились планы на следующий год.

Подводя итог, можно резюмировать: робототехника в школе предоставляет учащимся технологии XXI века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал.

Ссылки

Образовательный проект УМКИ – http://umki.vinforika.ru

Сайт фестиваля РоботоБУМ – http://robotobum.ru