Тверской учитель Михаил Бабайцев создал робота-исследователя, который собирает данные об окружающей среде
В кабинете робототехники в 17-й школе Твери тихонько урчит 3D-принтер. Вторые сутки он создает запчасть для нового проекта юных исследователей во главе с Михаилом Бабайцевым.
Что за проект – секрет раскрывать не станем, придет время – все узнают… Как узнали о предыдущей работе Михаила Бабайцева – педагога дополнительного образования в классе робототехники тверской школы № 17. На первый взгляд, он создал яркую игрушечную машинку на радиоуправлении. Но все ее детали созданы из пластика – напечатаны на 3Dпринтере. К тому же, умная машинка умеет не только ездить… Не зря за ее разработку Михаил Бабайцев получил Гран-при третьего Всероссийского конкурса 3Dмоделирования и 3Dпечати «ВЗДумай», который прошел в Тюмени в конце марта этого года. Но обо всем по порядку.
Физики и лирики
– На истфаке мне было интересно сращивать информационные технологии c историей. Кабинетная история казалась скучной, хотелось разбавить ее чем-то интерактивным, цифровым. Так и пошло-поехало, в результате даже возник перекос в сторону робототехники, хотя от истории я не отказался, – рассказывает Михаил Бабайцев.
Действительно, в итоге Михаил Бабайцев занимается и историей (преподает в Никулинской средней школе), и физикой. Вместе c клубом энтузиастов «Physica. Начало пути» при ТвГУ развивает аддитивные и цифровые технологии в разных областях, проводит тематические мероприятия. В той же Никулинской средней школе. Ребятам со всех ближайших деревень физики демонстрировали 3Dпринтеры, давали рисовать 3Dручками. Многие из школьников даже не знали, что такие технологии существуют. Казалось бы, только город закончился – село началось, но информационный разрыв ощутимый.
Создание робота – дело творческое, это не просто сборка готового конструктора и его «оживление». В ход идут собственная фантазия и все подручные детали. В кабинете робототехники 17й школы есть теперь уже музейный экспонат – самоходная установка, которую Михаил Бабайцев собирал вместе c друзьями в детстве.
Ингредиенты для ее создания – кусок фанеры, компьютерное железо, ролики от механизма шкафных дверей, велосипедные «звездочки»… И эта установка двигалась!
Новым вариантом робота-исследователя непрофессиональный физик Михаил как раз покорил жюри третьего Всероссийского конкурса 3Dмоделирования и 3Dпечати «ВЗДумай». А ведь на конкурсе в столице Сибири было представлено множество оригинальных проектов от участников из 20 регионов страны. Составные части робота Михаил и команда юных помощников разработали, смоделировали и напечатали на 3Dпринтере. Надо понимать, что сама по себе колесная платформа не робот, объясняет разработчик Михаил:
– Роботом она становится лишь тогда, когда может исследовать местность, выполнять определенные функции. То есть на платформу ставится микрокомпьютер, который приводит ее в движение c помощью двигателей, a всевозможные датчики делают ее собирателем информации о внешнем мире. Например, датчики (программу для них пишут сами исследователи) позволяют платформе ориентироваться в пространстве, менять траекторию движения.
Все данные, которые собирает робот, записываются на флешкарту. Так, робот уже умеет определять время, температуру, a также уровень освещенности и влажности окружающей среды. Полученную информацию, записанную в двоичном коде, исследователи перевели в читаемый вид и построили на ее основе диаграмму. Так, с задачей робот, созданный энтузиастами, справился успешно. Победа! Но процесс усовершенствования разработки на колесной платформе не останавливается и сегодня. Изначально в движение робота приводили двигатели, выкрученные из DVDплеера. Не предназначенные для такой оригинальной эксплуатации, они быстро пришли в негодность. Сегодня на яркую «машинку» устанавливаются микрокомпьютеры, да и спектр ее умений расширится.
– Важно показать ребятам, как использовать в работе междисциплинарный подход. У нас ведь получается скрещение всего и вся: технологии, радиоэлектроники и ее сестры – физики, информатики и гуманитарных наук. Изначально я вообще думал о создании робота-исследователя, который потенциально может быть запущен в шахты египетских пирамид. Человеку ведь туда не пролезть, a робот мог бы раскрыть их тайны…
Через месяц робот планируют снова испытать. Исследователи запустят его на открытой местности и оценят новые возможности своей разработки. Буквально, полевые исследования.
Как масло на хлеб
Постоянно в кабинете робототехники занимаются трое ребят, но и кроме них сюда приходят увлеченные школьники. Юные исследователи берут заготовки даже на дом, добавляют детали, модернизируют.
– Когда я узнал о появлении в школе кабинета робототехники, пришел сюда на следующий день, – рассказывает ученик 6го класса Амир Ефремов. – Хотя уроков много, а времени мало, я хожу заниматься постоянно. Родители в курсе, поддерживают.
Руководитель команды юных ученых Михаил Бабайцев разводит руками: казалось бы, в субботу – отдыхай, но основной наплыв исследователей как раз происходит в выходные. В кабинете робототехники нет случайных людей. Тяга к науке – или предрасположенность, или семейное воспитание.
– Прививать интерес к творчеству, созиданию вместо тотального потребительства – вот что главное, – считает Михаил Бабайцев. – От этого зависит, каким будет ребенок в будущем. Окружение напрямую влияет на его развитие, неспроста же существуют целые династии врачей, военных, ученых…
Юный Амир показывает коробку c яркими детальками. Разноцветные кольца, значки, символы, брелки – напечатать на 3Dпринтере можно все что угодно. Но это, конечно, опытные, тестовые образцы. 3Dпринтер имеет большое прикладное значение. Если не брать в расчет новости из сферы высоких технологий, можно запросто создать и распечатать компоненты для улучшения быта. Например, заглушку для окна. То есть любую идею из головы переносим на компьютер – создаем в двухмерном, a затем в трехмерном пространстве, задаем объем, a готовую модель распечатываем. C минимальными потерями 3Dпечать позволяет создавать объекты сложной геометрической формы.
Для печати используется разный материал, в зависимости от поставленной задачи. Существуют принтеры-инкубаторы, создающие из стволовых клеток органы для трансплантации. A есть ювелирные принтеры и принтеры, печатающие продуктами: шоколадом, тестом. Точная техника позволяет создать любую сложную фигуру. А недавно стало известно о новой, просто феноменальной российской разработке – промышленном строительном принтере, печатающем бетоном целый дом практически любого дизайна. Пока даже представить сложно!
Михаил предлагает понять процесс печати метафорично. На булку намазываем масло. Сначала один слой, затем бутерброд поворачиваем и наносим второй слой… Так же материал «намазывает» и принтер, получается некий «торт» из тысячи слоев.
…В кабинете робототехники в 17-й школе Твери тихонько урчит 3D-принтер. Еще немного – и деталь будет готова. «Пойдем, мой друг. Нас ждут великие дела!»
Наталья КАПРАЛОВА
Фото автора и из архива Михаила БАБАЙЦЕВА
Немного статистики
Тверь в науке*
● В 2017 году в образовательных учреждениях высшего профессионального образования и научно-исследовательских институтах было открыто 6 аспирантур и 1 докторантура, в которых обучался 441 аспирант и 1 докторант. Почти половина обучавшихся в аспирантуре (49%) – женщины, в том числе на очной форме обучения – 44% (в 2016 году, соответственно, 51% и 47%).
● В 2017 году прием в аспирантуру составил 130 человек, из них 49% окончили образовательные организации высшего образования в том же учебном году (в 2016 году, соответственно, 121 человек и 56%). 19% аспирантов выбрали для обучения направление подготовки «клиническая медицина», 10% – «языкознание и литературоведение», 8% – «информатика и вычислительная техника».
● На конец 2017 года в образовательных учреждениях высшего профессионального образования действовало 10 советов по защите докторских и кандидатских диссертаций, в которых 43 человека защитили кандидатские диссертации (в 2016 году – 30). Из числа успешно прошедших испытания 42% диссертаций по направлению подготовки «языкознание и литературоведение», 33% – «клиническая медицина».
● Из 208 научных руководителей, осуществляющих подготовку аспирантов, 33% имеют ученое звание доцента, 66% – профессора, 1% – членакорреспондента Государственной Академии наук (в 2016 году, соответственно, 44%, 53% и 1%). Из числа научных руководителей 38% – женщины (в 2016 году – 44%).
● Численность аспирантов, обучавшихся по договорам об оказании платных образовательных услуг, в 2017 году увеличилась на 13% по сравнению с 2016 годом и составила 221 человек, или 50% от общей численности аспирантов.
● Численность обучающихся аспирантов из иностранных государств, включая СНГ, на конец 2017 года составила 19 человек (4% общей численности аспирантов). В 2017 году было принято в аспирантуру 5 чел., что на уровне 2016 года.
● 22% аспирантов, обучавшихся в 2017 году в аспирантуре, – в возрасте от 22 до 25 лет включительно (в 2016 году – 38%).
_____________________
* По данным Тверьстата
