Фото Виталия СИЧНЯ
Игнат ХЛЕБНИКОВ преподает, пожалуй, самую молодую в Украине науку — «Лего-education». И нет ничего предосудительного в том, что эти курсы с коммерческим логотипом рекомендованы Министерством образования и науки (с 2009 г.) для преподавания в образовательных учреждениях, а наоборот, очень жаль, что на сегодняшний день интереснейшие уроки по робототехнике проводят всего в 10 киевских школах и 5 детсадах. И, конечно, в головном мозге «Лего-education» — технической студии «Изобретатель», созданной в 2008 г., где работает Игнат Константинович, а также в двух ее столичных филиалах.
Недавно Госагентство по вопросам науки, инноваций и информатизации, возглавляемое Владимиром Семиноженко, приняло нацпрограмму информатизации на 2011 г., на реализацию которой выделено 813,4 тыс. грн., и на что конкретно пойдут эти деньги, понять довольно-таки сложно. Например, сообщается, что 200 тыс. израсходуют на внедрение некой «Национальной системы индикаторов развития информобщества», и мне кажется, сами разработчики слабо себе представляют, что это за индикаторы такие.
А вот если бы выделить те же деньги на закупку учебных программ «Лего-education» для школ — польза была бы очевидной.
Что общего у паука, скорпиона и подводной лодки?
— Игнат Константинович, кто вы по профессии?
— Инженер по автоматизации производства. В 2003 г. окончил КПИ по специальности метрология и измерительная техника.
— Как вас судьба свела с «Лего»?
— Первый леговский конструктор появился у меня в 12 лет — в 1995 г. их начали продавать в Украине. До этого, как вы помните, дети упражнялись в основном с металлическими конструкторами. Затем у нас появилось телешоу «Лего-экспресс» (семейная передача с конкурсами и викторинами — кто лучше проявит инженерную мысль и дизайнерскую изобретательность, фантазию и смекалку), сначала я попал на телевидение в роли участника, а потом, еще школьником, подрабатывал на проекте в качестве помощника-организатора, создавал декорации из «Лего», различные модели, был помощником ведущего. Но, к сожалению, программа выходила недолго — пару лет. Да и у меня начался студенческий период, а вернулся я к этому делу в 2006-м, когда жена подарила первый наборчик во взрослой жизни.
— Вернув вас в детство…
— Ну почему же? Многие взрослые сохраняют любовь к этому увлечению. Большинство представляют «Лего» как наборы с машинками, человечками и т.п. А жена подарила мне набор серии «Криейтор», который состоит из деталек для творческого конструирования. Они тебя ни к чему не обязывают — можешь купить набор для постройки самолета, а сделать хоть паровоз, хоть слона.
— Схема же прилагается?
— Но разве профессионалы станут строить по схемам? Если вы занимаетесь этим с детства, то по схемам вам неинтересно собирать конструктор. Вот, взгляните на экран (Игнат Константинович поворачивает монитор компьютера ко мне. — Авт.) — это у нас была дуэль с одним московским дизайнером. Из набора с пауком требовалось за неделю построить подводную лодку без всяких инструкций. Посмотрите, например, на винты. Изначально они были клыками, но получились пропеллеры для маневрирования под водой. А вот еще один мой эксперимент с этим же наборчиком — вышел скорпион.
— Потрясающе!
— Но еще больше мне нравится делать из «Лего» модели—копии машин. Например, вот это — американский трак Peterbilt в 22-м масштабе. Внутри — электронная начинка, моторы, пульты управления, сектор для приема инфракрасного сигнала. Он дистанционно управляем. Дизайн придумал сам. Берешь чертежи, фотографии, пытаешься максимально воспроизвести прототип.
— Для чего это делаете?
— Нужно же что-то делать для удовольствия. В Киеве и Москве проводятся гоночные соревнования этих моделей.
— И выигрывает тот, кто поставит более мощный мотор?
— Не все так просто. Эта машина должна уметь маневрировать: на 1-м круге ты управляешь просто грузовиком, потом к нему цепляется прицеп, на третьем — заваливают грузами, которые на этом прицепе не очень хорошо держатся, и ты должен довезти все, соревнуясь с тремя соперниками на трассе.
Игрушки служат Родине
— Поговорили об увлечении, перейдем к Лего-образованию.
— «Лего» — это хобби широкого спектра, оно позволяет развиваться как в плане дизайна, скульптуры, архитектуры, так и в плане техники и робототехники. Модель может быть не очень красивой, но весьма функциональной — с использованием пневматики, различных моторов, амортизаторов, дифференциалов. Речь о воспроизводстве прототипов реальных механизмов экскаваторов, бульдозеров, вертолетов.
Теперь — о «Лего-education». Для разработки этих программ в 1980 г. был создан целый институт в Дании. Преподаватели обнаружили, что эти конструкторы способствует разноплановому развитию детей. Маленьким детям помогают знакомиться с окружающим миром — можно на базе одного и того же конструктора моделировать разные жизненные ситуации: сегодня мы разбираемся в правилах поведения при пожаре, проиграем ситуацию с пожарной машиной, послезавтра отправимся в саванну и изучим, какие животные там водятся. При этом развивая конструкторское мышление.
Сегодня для образовательных программ разрабатываются специальные конструкторы, которые отличаются от тех, что вы видите в магазинах. Детали — те же, однако комплектация другая. Естественно, к ним прилагаются и методические материалы, в подготовке которых участвовал и я. Программы рассчитаны на учебные заведения, начиная с детских садов и заканчивая институтами.
— К чему конкретно вы приложили руку?
— Скажем, робототехника. Это новая наука, в том числе и на Западе. Производитель предлагает замечательные наборы, но методический материал довольно-таки слабенький. Мы стали думать, как это применить в школах, учитывая те знания, которые имеют наши 3-, 5-, 10-классники.
— Уроки робототехники — звучит, конечно, классно, и я был бы счастлив, если бы мой сын на уроках труда занимался изучением механики и электроники, нежели тем, что делает сейчас. Весь шестой класс мальчики шили мягкие игрушки, и перспективы взять в руки молоток или постоять у станка, как это было в наше время, у него не предвидится.
— Если говорить о робототехнике, то это больше уроки информатики, технологии. Да, эти часы обычно забирают у трудов. Однако пока что распространенность подобных занятий низкая — это обусловлено ценой конструкторов «Лего» и бедностью наших школ. Если бы у государства были деньги, все это было бы закуплено давно, ведь все преподаватели, которым мы показывали наши методические материалы, говорили только «вау». В тех 10 школах, где внедрены эти уроки, конструкторы закупали родители.
— Какова стоимость набора?
— Например, вот этот, включающий моторы, механические компоненты — шестеренки, карданные валы, рейки, пневматические устройства, стоит 2 тыс. грн. На параллель потребуется 6—8 таких конструкторов для работы в парах.
Очень важно, что для школьников — это игрушки, но что может мотивировать детей к получению знаний лучше игры? Эти игрушки имеют мини-компьютеры, электронные мозги, и дети учатся основам программирования с самого раннего возраста. Вот этого, например, крокодила можно запрограммировать так, что он будет сидеть с открытым ртом, но только положишь ему в рот палец — сразу захлопнет пасть. Но прежде чем они такого крокодильчика сделают, изучат ременную передачу, коронную шестерню для передачи крутящего момента, передаточное соотношение 1 к 3, работу датчиков, программные блоки цикла и ожидания и выйдут с этого развлекательного занятия с кучей полезной информации. Хотя для них это была игра.
Вот тетрадка для 3—4-классников. Посмотрите, какими терминами владеют дети 9—10 лет: интерфейс, кинетическая энергия, импульс, компиляция, манипулятор и так далее. И не только знают, но и видят на практике, как это все работает.
В позапрошлом году на международной олимпиаде по робототехнике в Южной Корее наши ребята получили кубок за творческий проект: представили робота, который украшает торт кремом. Ты рисуешь изображение, сидя за компьютером у монитора, робот воспроизводит это на торте, и все это сделано из деталей «Лего».
В прошлом году в Маниле наш пожарный дирижабль получил кубок как самый креативный проект. Он предназначен для патрулирования лесных регионов. Способен снимать территорию днем и ночью (в инфракрасном режиме) и подавать сигналы пожарной бригаде по GPS. Умеет сам находить базу, сам приземляться, сам заряжаться. Один человек может управлять сетью таких дирижаблей, задавая квадрат патрулирования.
Вы помните, какое в прошлом году было жаркое лето, и много денег было потрачено на топливо для вертолета — одного-единственного, который в Крыму гонял туристов с пиков гор. Но на наш взгляд, есть более рациональные и экономные способы решения подобных вопросов.
— Но ведь все равно это игрушки. Смешно же предполагать, что подобные штуки, сделанные из детского конструктора, будут на службе пожарной охраны.
— Почему смешно? Никто не говорит, что это должно быть сделано из «Лего» в промышленных образцах. Наша цель — представить модель, идею. А не было бы этих деталей — все эти шестерни пришлось бы заказывать на заводе. Реально ли это сегодня? И, конечно же, промышленный образец будет легче, надежнее, дешевле, эффективнее.
Яйцо как прототип человека
— В Советском Союзе существовали государственные программы обучения молодежи техническим дисциплинам — издавались журналы, работали станции юных техников…
— В Киеве и сегодня есть такая станция, но ее аппаратная база давно морально устарела. Какая там робототехника — два резистора спаяют и посмотрят, что лампочка горит, а радио работает. Ни о каких шестеренках и дифференциалах речь не идет.
Кстати, программы «Лего-education» работают более чем в 40 странах. В России, Мексике, ЮАР — на уровне общегосударственных. Почти в каждой московской школе сегодня действуют «Лего-кружки».
В России поставлена конкретная цель — развивать робототехнику. Видимо, по той же причине, что и в Америке. Ведь понятно, что за этим будущее. Министерство обороны тоже прекрасно понимает, что без этой области знаний Россия может стать частью Китайской республики.
Роботы — это программный продукт. Но чтобы заставить их шагать, надо разбираться в механике. Знать, что такое кинематика, как вращательное движение превратить в поступательное. Это элементарные знания каждого инженера, но в наших школах этих знаний почему-то не дают.
— У вас также открыты курсы для педагогов. Сколько преподавателей по «Лего-education» вы успели подготовить за два года?
— Пока немного, человек 20.
— Сейчас немало нареканий на качество пластмассы, использующейся при производстве игрушек, особенно китайских.
— Все пластмассовые детали для «Лего» изготавливаются в Европе — на заводах Дании и Чехии. В Китае заказывают только электронику, моторчики. На пластике производитель не экономит, он очень качественный, безопасный для детей.
— У «Лего» есть мощные конкуренты в этой категории товаров?
— В Украине ближайшие конкуренты очень далеко. А в Европе, США и Канаде серьезная конкуренция с канадской компанией Mega Bloks — соответственно и цены на конструкторы там ниже.
— Это увлечение не из дешевых. За месяц с одним двухчасовым посещением в неделю вашего кружка нужно заплатить 500 грн. К вам ходят дети из состоятельных семей? Ведь наверняка это не единственные расходы. Не каждый сможет позволить приобрести вот этот, например, учебный комплект с роботом стоимостью в 5 тыс. грн.
— Большинство детей не имеют дома роботов, но, конечно, у них есть обычные конструкторы «Лего».
— А два часа занятий в неделю не мало для обучения робототехнике? Домашние задания задаете?
— Все домашние задания теоретические. Они выполняются в тетрадках. Но вы правы — те, кто хочет добиться олимпийских результатов, в конце концов обзаводятся своими роботами и крутят их дома.
— К вам ходят дети, у которых не самые лучшие оценки по математике, геометрии и физике? Троечник может осилить «Лего-науку»?
— Может. Дети быстро меняют свое отношение к не самым интересным для них предметам, потому что здесь они для них становятся важными. К сожалению, в школах редко предоставляется широта для творчества — одни учебники, тетрадки да задания. У нас уроки проходят очень активно. Из двух часов они минут 20 занимаются сборкой, а в основном это испытания — проверить, настроить, поменять, записать, посидеть, подумать, проконсультироваться у преподавателя, почему не получается. Все в движении. Преподаватель на месте не сидит.
К нам даже порой приводят детей, у которых проблемы с поведением и характером. Занятия у нас проводятся в парах. Если ребенок не сможет ужиться со своим новым товарищем, то его команда не покажет хороший результат. А у нас практически каждый урок основан на соревновательном принципе: чья машина дальше заедет, у кого лучший механизм получится. И надо учиться дружить, договариваться, кто за какую часть работы возьмется.
— Занимаются ли у вас девочки?
— А как же! В позапрошлом году наша Ярослава стала победительницей всеукраинской олимпиады, а в Японии заняла 6-е место в мире, опередив японцев.
— Какого робота она создала?
— Трансформера, который должен был самостоятельно найти коробку с шариками, правильно к ней подъехать, а главное правило — чтобы он был не больше 25 см. Так что он умеет складываться, раскладываться, объезжать разные препятствия — горки, балки, и на выполнение задачи ему дается две минуты. Сколько соберет — столько очков и получит.
Кстати, одна из самых любимых тем у девчонок — создание системы наблюдения за комнатой и обучение робота-охранника умению сообщать на мобильный телефон предупреждения, когда младший братишка или, скажем, старшая сестра проникает в комнату, чтобы порыться в твоих вещах. Для них это больной вопрос.
Можно воплощать самые фантастические идеи. Роботы из «Лего» могут кормить в ваше отсутствие рыбок или хомячка. Женя, например, отучил с помощью робота своего кота, извините, гадить под кресло. Поставил датчик, который определяет приближающийся к креслу объект, и робот начинал издавать громкие звуки и вертеть полотенцем, прикрепленным к приводу. Кот стал тише воды, ниже травы и к креслу теперь не подходит.
— Сегодня ваши робототехники готовятся к международной олимпиаде, которая пройдет в Абу-Даби. Что повезете туда?
— Несколько проектов. В этом году тема олимпиады — «Роботы помогают людям». Мы создаем роботов, которые должны уметь комфортно перемещать человека по ступенькам. Но это прототип, поэтому вместо человека будем перемещать куриное яйцо, которое никак не закреплено. Робот сам должен уметь подниматься по ступенькам разной высоты и осторожно спустить яйцо. Приз получит тот, кто выполнит задачу нежнее и быстрее.
Также впервые в этом году украинская команда поучаствует в настоящем робофутболе — на поле «выходят» две команды из двух роботов, которые не управляются человеком. Вы же понимаете, что если есть пульт управления — значит, это не робот, а манипулятор. Робот автономен, у него есть набор сенсоров, магнитный компас, логика в компьютерном мозгу, и он должен ориентироваться на местности, самостоятельно принимая решения. Футболисты должны вписываться в диаметр 22 см и весить не более 2 кг.
— А можно запрограммировать нападающих, чтобы они сначала «напинали» своим противникам, а затем забивали голы в пустые ворота?
— На этот счет есть роботофутбольные правила, которые предусматривают наказание за агрессивные действия, робот-хулиган на минуту убирается с поля. Две желтые карточки — удаление до конца матча. Или, например, робот остановился посреди поля и стоит — нам такой футбол не нужен, робот также удаляется на минуту.
Не остаться юзерами!
— Согласитесь ли вы со мной, что уровень робототехники не пошел вперед такими уж ударными темпами, как о том говорилось лет 20—30 назад? Тогда казалось, что вскоре Электроников станет больше, чем людей.
— Вопрос в цене. Хондовский гуманоидоподобный робот ASIMO может и тарелку борща принести, и пол вымыть. Стоит он $30 млн. Вложено в проект 2 млрд. Японцы создавали его 20 лет. Он имеет систему распознавания лиц, голоса, жестов. Может понять ваше настроение. Кстати, уже есть программы, когда невозможно определить, с кем ты общаешься — с человеком или с роботом. Самообучающиеся. И они стремительно умнеют. В прошлом году впервые жюри, состоявшее из деятелей науки, ошиблось в ходе такого эксперимента по определению, кто есть кто в ходе общения в чате. Все три профессора назвали робота человеком. Робот смог проявить эмоции, и это на самом деле страшно, если применять подобные разработки не во благо людей.
— Будет ли востребована та робототехническая мысль, которую вы прививаете своим ученикам, в нашем государстве?
— Да, сегодня в нашей стране плохо с производством. Но есть большая разница между возможностью что-то производить и что-то разрабатывать. Многие ребята, с которыми я учился в КПИ, сейчас работают в Силиконовой долине, разрабатывая программное обеспечение — с ним мы каждый день сталкиваемся. Да, у нас нет инфраструктуры для строительства роботов, но есть отличная возможность вырастить профессиональных разработчиков. А если мы не будем ими становиться, то будем юзерами, обычными пользователями. А «Лего-education» как раз учит не быть юзером. Здесь одно из двух — либо мы задаем правила игры, либо играют нами. Разработчиком, имеющим алгоритмическое мышление, умение моделировать ситуации, на мой взгляд, быть выгоднее.
Контакты студий робототехники:
«Изобретатель» (ул. Б. Гмыри, 6), Украинский государственный центр внешкольного образования (Кловский спуск, 8), Центр научно-технического творчества молодежи «Сфера» (просп. Героев Сталинграда, 18), тел. 383-5150.
