Robotics in Chelyabinsk

«НАМ НУЖНЫ ДЕТИ БЕЗ ТОРМОЗОВ В ГОЛОВЕ!»

С робототехникой заместитель начальника отдела закупок Дмитрий Николаевич ОВСЯНИЦКИЙ впервые столкнулся во Дворце пионеров и школьников имени Н.К. Крупской, куда привёл своего семилетнего сына. Самым интересным показался именно кружок робототехники. Сын пару раз сходил во Дворец, а потом попросил купить ему комплект «LEGO Mindstorms NXT 2.0», чтобы заниматься дома. Купили. Вскоре на конструирование «подсели» и взрослые.

– Что это за волшебный набор?

– Это стандартный набор ЛЕГО, который продаётся в каждом магазине: балки, шестерёнки и прочее. Только сюда добавлены блок управления, моторы, датчики.

– При слове «робот» в воображении возникает громоздкая человекообразная машина.

– Ну, это фантастика. Робот – механизм, способный выполнять поставленные перед ним задачи и может быть самой разной формы. Вспомните «Валл-И» – кубик с подобием головы и «Еву» из того же мультфильма. Причём, робот способен выполнять задачи самостоятельно, под управлением или частичным управлением человека. Сложность задания не имеет значения. Главное, правильно его сформулировать.

– То есть мы дошли до такого уровня, что робот может выполнять задачи любой сложности?

– Может.

– А кто ставит задачи?

– Обычно, люди. В соревнованиях по робототехнике – организаторы соревнований. Мы практически сразу попали в соревновательный процесс. После двух занятий в кружке нам сообщили, что проходит районный отборочный конкурс среди детей до 12 лет для последующего участия в городских соревнованиях. Мы (сын, папа и мама) сделали робота и заняли в районе первое место. Задача вроде бы простая: проехать по чёрной линии. А вот какая она будет, неизвестно: зигзагами, с П- или Т-образными перекрёстками, прерывистая, в виде круга…

– А как робот «видит» линию?

– Для этого имеются датчики и системы обработки сигналов – блок NXT. Не имея достаточно опыта, мы до всего «доходили» сами. Именно тогда был придуман алгоритм движения по линии, который является самым быстрым в стране и сейчас.

– Только не рассказывайте, что семилетние дети могут такое придумать?

– Семилетние дети могут придумать что угодно. У них нет тормозов в голове! Вот мы считаем, что с этой шестерёнки на ту сделать передачу невозможно, а ребёнок этого не знает. Он делает, как подсказывает его мозг, и может получиться модель гораздо интереснее, чем у взрослого. Чаще всего так и бывает. Его мозг ещё не «запудрен» физикой, механикой и прочими науками. И если к этому добавить опыт тренера, родителя, то получается отличный результат. Конечно, взрослые помогают, но в конкурсах участвуют только дети. В зону соревнований не пускают ни тренеров, ни родителей. За два часа дети должны сами собрать робота, отрегулировать его, откатать на столе, на котором будут соревноваться, откалибровать датчики, скорректировать программу в зависимости от покрытия и т.д. Подготовить детей к соревнованиям морально, научить их решать возникшие проблемы и есть основная работа тренера. Ну и, конечно, масса организационных мероприятий – проезд, проживание, питание… Дети – не роботы, они иногда кушать хотят. Ну и вообще, ни в одном виде спорта без тренера не обойтись.

– Ах, робототехника – это спорт?!

– Любую технику можно сделать спортом. Есть соревнования на тракторах, газонокосилках, бензопилах… Срубить сосну – это труд, но, если заставить дровосеков состязаться, кто быстрее, то это уже спорт.

Заняв первое место в районе, мы попали на городские соревнования по ЛЕГО-робототехнике. На этом соревнования типа «Папа, мама, я» закончились. Была создана команда, к нам присоединился ещё один очень толковый мальчик. У него прекрасные математические способности, сейчас он учится в 31-м лицее и практически «живёт» в кружке. Мы выступили на городских соревнованиях – и вновь заняли первое место. Тогда, впервые за несколько лет, на областные соревнования выставили команду из Челябинска, нашу. Там мы тоже шли первыми после первой попытки. Нам надо было только повторить результат, но мы рискнули увеличить скорость, потому что наш алгоритм это позволял. В это время взошло солнце, и на чёрную полоску попал блик. Датчик немного сбился, и робот чуть срезал уголок. В итоге, мы заняли «почётное» четвёртое место.

– Такой маленький огрех, – и сразу на четвёртое место?

– А вы думаете, конкурентов нет? Челябинская область в робототехнике «впереди планеты всей»! Сейчас 50 процентов российских команд, участвующих в мировых соревнованиях, из нашего региона. В 2013 году команда из Миасса стала победителем Всемирной олимпиады роботов, из Снежинска – заняла второе место по футболу роботов. Всероссийские соревнования всегда в шутку назывались выездными соревнованиями Челябинской области.

Сейчас задания значительно усложнились. Последнее, после которого весь мир сошёл с ума, обвиняя Россию в том, что у нас слишком много умных людей, а мы такого, дескать, сделать не можем, связано с космосом. Ваш покорный слуга принимал участие в его создании.

Суть очень проста – два нарисованных на столе овала разного цвета представляют собой две орбиты вокруг круга-«Земли». По одной орбите двигается робот-«завод» с почти постоянной скоростью, а на второй – «космический мусор»: шарики и кубики разного цвета. Задача: робот-спортсмен должен выехать с «Земли», попасть на орбиту с «мусором», собрать «мусор» только красного цвета, загрузить его в себя, «пристыковаться» к «заводу» и высыпать всё в него. При этом надо не сбить с места кубики и шарики другого цвета, да ещё и уворачиваться от столкновения с «заводом». А потом вернуться на «Землю». На всё про всё даётся две минуты.

– Это вообще возможно?

– Наш робот в идеале выполнял задачу за 27 секунд. К сожалению, на соревнованиях условия далеко не идеальные. Лампы дневного света дают весь спектр радуги, а датчики сейчас настолько точные, что видят все оттенки, и могут быть ошибки в зависимости от того, набежала тучка за окном или нет. Даже какого цвета шторы, и то имеет значение. Не говоря уже о покрытии стола. Тем не менее, в упорной борьбе мы вышли на Российские соревнования, но отдали свою путевку другой команде нашего кружка, заинтересовавшись другим направлением: сумо шагающих роботов. Это шагающие механизмы, которые должны вытолкнуть друг друга из круга. Выступили, я считаю, неплохо: заняли второе место в России.

– Первый раз участвовали, – и сразу второе место?

– Если бы мы участвовали второй раз, то, возможно, заняли бы первое. Мы ведь не знали, какие роботы у других команд, а есть очень хорошие, особенно если учесть, что в данных соревнованиях возраст участников был до 22 лет, а это уже совсем взрослые дяденьки. Но мы применили хитрость: использовали материалы, которые непроницаемы для инфракрасного и ультразвукового излучения. Робот противника «слеп», а наш его прекрасно видел. Кроме того, мы использовали Ван-дер-Ваальсовы силы, что позволяло роботу очень крепко стоять на ногах.

– Какие соревнования Вам особенно запомнились?

– В 2011 году соревнования проходили в Арабских эмиратах. По результатам предварительного этапа мы вошли в число 12 лучших команд мира. В следующем этапе из-за досадной случайности мы потеряли баллы и выбыли из борьбы. Знаете, какие страсти кипят на площадке! Если дети, особенно маленькие, не особенно переживают из-за неудачи, то у родителей и тренеров чуть ли не инфаркты бывают. А мы без нервов полдня прогулялись по Абу-Даби: ноябрь, тепло, всего плюс 48 градусов.

– Какие планы на будущее?

– В 2014 году наша семейная команда выиграла конкурс по робототехнике, проводимый журналом «Популярная механика». Это был творческий конкурс. Жюри было очень авторитетное: профессора, доктора наук, редакторы, консультанты и авторы статей журнала.

Наш проект будет посвящен управлению движением космического тела с помощью робота, находящегося на его поверхности. Мы хотим показать, как используя эффекты наших соотечественников Лебедева и Ярковского, робот способен заставить астероид двигаться в заданном направлении, вращаться, ускоряться. Попробуем показать широкой публике возможность отклонить астероид «Апофиз», который угрожает нашей планете, а главное, нашему предприятию.

Как победители конкурса мы с данным проектом будем представлять интересы компании ЛЕГО на всемирной Олимпиаде в Сочи в конце ноября.

– Ваша жена по-прежнему разделяет ваше с сыном увлечение?

– Да, а иногда и в других командах. Например, она была тренером детской команды, которая заняла первое место в России в творческом конкурсе с роботом-полиглотом. Робот мог распознать язык, на котором написан текст (рукописный!) и выбрать флаг этой страны.

Надо сказать, что на мировых соревнованиях специалисты очень внимательно отслеживают творческих детей. Например, в Мельбурне при университете в кружке по робототехнике занимаются дети, начиная с малышового возраста. Они растут, оканчивают школу, поступают в университет, вливаются в студенческую команду, дорастают до профессоров…

Особо хотелось бы отметить умение детей программировать. Они пишут программы в слегка адаптированной под роботы среде графического инженерного программирования LabVIEW. Это же программное обеспечение используется и в наших суперсовременных платформах PXI. Много ли полётовцев могут похвастаться, что с этой средой на «ты»?

Введя в поисковике Интернета «инженерные кадры современной России», как вы думаете, какие картинки увидим? Нет, не меня. Мы увидим ЛЕГО-роботов и много-много детей.

В «Полёте» дефицит кадров. Может быть, стоит начать с детей? Прийти на соревнования, посетить кружок радиолюбителей, авиа- и судомоделистов (они, кстати, прекрасно работают с радиотехникой). Там множество ребят от 12 до 17 лет. Через несколько лет это готовые специалисты, да ещё какие! Нужно с ними работать, может быть, проспонсировать какие-то индивидуальные призы на соревнованиях, что-то предлагать в плане обучения, привлекать на завод. Они могут дать такой толчок производству!

Я видел семилетнего ребёнка, который из ЛЕГО автоматические коробки передач собирает. Никто не знает, как это у него получается! Дети, развлекаясь, на 3D-принтере делают свои бюстики по фотографиям, работают с программами 3D-моделирования для станков с ЧПУ. Так что в кружках технического творчества надо уже сейчас искать будущих полётовцев.

– А как Вы считаете, можно какую-то сложную заводскую проблему попробовать дать решить детям, конечно, с призом для победителя?

– Думаю, что нет. Боюсь, что мы не сможем сформулировать задачу. Зато можно попробовать поставить роботов на некоторые операции. Например, пайку мелких деталей. Вот здесь можно попробовать и с детьми поработать по переделке скажем станка с ЧПУ под станок с паяльником. Да, на первом этапе будет «самопал» и «кулибинщина», но сейчас вся робототехника в таком состоянии.

Есть, конечно, идеи. Сейчас весь мир пытается сделать автомобиль-робот, а можно, скажем, сделать устройство принудительного торможения перед препятствием, устройство, не позволяющее выезд на полосу встречного движения, если человек уснул за рулем. И мы снова вернулись к езде по линии, с которой начинали разговор.

 

Записала Л.Н. БОТОВА