Как создать беспилотник или настольную игру? Как работать с программными кодами и сайтами? Эти и другие возможности есть у школьников, которые посещают детский технопарк «Кванториум». Чтобы убедиться в этом, «СА» побывала на занятиях в квантумах.

Аэроквантум

В «Кванториуме» работают шесть лабораторий-квантумов: био-, гео-, аэро-, IT-, промробоквантум и хайтек. Все они оснащены по последнему слову техники.

Замечаем светящуюся надпись «Аэро­квантум». Большая комната поделена на две зоны, и в каждой ребята с наставниками создают аппараты типа коптеров.

— Это гексакоптер. На борту установлена камера с разрешением 4К. Она снимает достаточно качественное видео, благодаря чему можно использовать коптер для облегчения работы службы МЧС. Мы сможем четко просматривать здание сверху во время аварий и ЧП, чтобы понять, насколько легко или тяжело будет работать сотрудникам ведомства. Восемьсот милливатт — это прямо запредельная мощность для таких маленьких девайсов, — рассказывает наставник Андрей Груняшин.

Он быстрым шагом проходит мимо нас к полкам.

— А это конвертоплан. Он предназначен для звукового оповещения населения. Мы снабдим его динамиками, которые будут выдавать информацию, зависая в воздухе, — продолжает свой рассказ Андрей. — Аппарат сможет взлетать и садиться вертикально, без специальной взлетной площадки. Также у него есть горизонтальный винт, который помогает летать, тратя меньше энергии, как самолету. Перед вами пока пробные модели из фанеры. В реальности они будут из металла или карбона и больше по размеру. Работаем над этим проектом совместно с детьми уже около полугода. Скоро макеты будем показывать на конкурсе в Краснодаре. Готовый дрон будет, скорее всего, в следующем году, так как нужно заказывать качественные моторы и материалы, из которых будет сделан коптер. Они — недешевые. Поэтому все нужно обдумать и довести до ума.

В соседней комнате ребята собирают свой беспилотник. Наставник Сагид Пшихожев оживленно перемещается по классу.

— Давайте помогайте, пацаны, — говорит он, и ребята вчетвером ставят большую паукообразную конструкцию с коробкой на стол. На дроне висит табло с бегущей надписью «Скорая». — Это беспилотник «Эльбрус 01». Он предназначен для доставки гуманитарных грузов и реанимационного оборудования в труднодоступные места. Дрон может доставить любой груз весом до трех с половиной килограммов. Изначально мы его хотели использовать на местах аварий и ДТП, чтобы сверху определять количество автомобилей и пострадавших. Его можно было бы запустить при заторе на дорогах к месту происшествия и скооперировать машины так, чтобы освободить путь скорой. Он уже летал, и вполне удачно. Все детали для дрона изготавливаются у нас в хайтеке. Спустились, напечатали и работаем дальше. Из покупного — только карбоновые детали. Этот материал очень дорогой, но качественный. Скорее всего, весь корпус мы сделаем из него.

Фото Артур Лаутеншлегер/СА

Технологии 3D

А вот и квантум «хайтек». В просторном сером помещении идет урок. Дети сидят за компьютерами и внимательно смотрят в мониторы. Ответив на вопросы ребят, наставница Екатерина Клименко начинает общаться с нами:

— Каждый продолжает работать над своим проектом… Дети изучают программу 3D-моделирования, придумывают идею будущей модели и воплощают ее на компьютере. Затем виртуальный проект «оживает» с помощью 3D-принтера. Сейчас в группе работают мальчики и девочки 11-16 лет. А вообще, набираем группы с девяти лет. В этом году решили набрать ребят такого возрас­та. Так как мы работаем с прин­терами, лазерами и прочей серьезной техникой, в основном стараемся брать более взрослых учеников. Девятилеткам пока даем легкие задания. Начинаем работу с обучения моделированию на платформе «Tinkercad». Эта онлайн-программа довольно простая, с ней справится любой желающий. Далее переходим уже на профессиональный «Fusion 360» и похожие программы продвинутого уровня.

Оставляем детей и отправляемся смотреть уже готовые проекты, которые создали ребята.

— Вот, например, настольная игра для слабовидящих, которую выставляли на конкурс. Это обычная адаптированная «ходилка» со шрифтом Брайля. Кидаем кубики и делаем ход. Такие специализированные настольные игрушки очень дорогие. Поэтому ребята решили сами создать. Нарисовали все детали в программе и распечатали на принтере из пластика. Проект разработал мальчик, который учится в школе-интернате для детей-инвалидов. Он давал фишки и детали слепым и проверял, насколько все удобно и понятно. Таким образом подгонял каждую деталь, — говорит наставница.

Аппарат сможет взлетать и садиться без специальной площадки. Горизонтальный винт помогает тратить меньше энергии. Но это пока пробные модели из фанеры. В реальности они будут из металла или карбона и больше по размеру

Она показывает нам каждый проект, увлеченно рассказывая о методе работы и истории ее создания.

— Макет лавочки с подсветкой сейчас находится в разработке. На ней можно будет отдохнуть и заодно подождать, пока заряжается электросамокат. Все будет работать от солнечной батареи. Такого еще нигде нет, — говорит Екатерина.

Спрашиваем: над чем сейчас работают ребята в соседней комнате?

— А пойдемте спросим у них. Они сами все расскажут.

Переходим обратно в класс с детьми. Подходим к Денису и Ивану, которые усердно мышкой обводят животное по контуру на экране монитора.

— Мы сейчас делаем проект по животным Адыгеи из Красной книги. Собираем фото и вырезаем в программе таким образом, чтобы на снимке осталось только одно животное. Далее мы его пускаем на печать в 3D-принтер. Там лазер выжигает из дерева фигурку животного в виде пазлов с QR-кодом, — рассказывают ребята и демонстрируют готовый результат.

На плоском прямоугольном фрагменте фанеры видны темные контуры большого медведя. Его можно разобрать по частям, как пазл, и останется еще один цельный маленький медвежонок.

— Эти пазлы помогут детям изучать редких животных в школе, — продолжают рассказ мальчики. — Мы начали работу над проектом недели три назад. Работа продвигается медленно — пока вырезали трех животных. Медведя еще дополним подложкой с QR-кодом. Отсканировав его с помощью смартфона, пользователь попадет на сайт зоогалактика.ру с информацией о животном.

В скором времени ребятам предстоит защитить свой проект в «Кванториуме». По их словам, если все сложится удачно, они расширят коллекцию и добавят в нее птиц и рептилий.

Помощь сотрудникам ЖКХ

Заходим в следующий квантум. Наше внимание сразу привлекает большая механическая рука, стоящая в стеклянной коробке.

— Это промышленный манипулятор «Кука». Такой в своей работе использует Илон Маск. Вообще, он незаменим на автоматизированных фабриках. Аппарат может красить, варить и делать прочие сложные вещи. Зависит от задачи и насадки, которая крепится на механическую руку. Как дети подрастут, мы обязательно ее освоим, — рассказывает наставник Владислав Митропольский.

Мальчики у стола собирают конструктор по типу «Лего». По словам наставника, это не простые кубики, а специальная серия «Lego Mindstorms» — смесь деталей, датчиков и проводов, которые управляются программой на компьютере.

— Это макет робота «Ферум» для работы в карьере — такой автоматизированный экскаватор. Схему управления мы создали в программе, а детали напечатали на принтере. Каждый блок отвечает за определенный элемент. Зеленый блок — за мотор. Желтый — за цикл и переключатели, — рассказывает Митропольский.

Он добавляет, что один из учеников — Александр — создал автоматический сосулькорез. Конструкция прикрепляется на водосток и, двигаясь вперед-назад, срезает мелкие льдины.

— Техника оснащена ультразвуковым датчиком, который реагирует на сосульки длиной от двух сантиметров. Машина сразу на них обращает внимание и автоматически срезает. Сосулькорез будет сделан из прочного металлического каркаса и оснащен более мощной батареей. Пока заряда пробного устройства хватает на пару заездов — туда и обратно. Кстати, сложнее всего было задать траекторию движения, — рассказывает Саша, не отрываясь от работы.

Оставляем ребят творить и идем к айтишникам.

Понять робота

Ни дроны, ни машины не будут работать без четкой программы. Работа с программными кодами и сайтами — вот задача ребят в IT-квантуме.

— Мы работаем с микроконтроллерами. Это мозг любого устройства, — рассказывает наставник Роман Ермолаев. — Сейчас ребята изучают работу системы автополива. Для этого мы осваиваем языки программирования. Их несколько, но мы чаще работаем с «С++». Он используется на автоматизированных станках. Нажали кнопку — и лазер вырезает заданную фигуру из материала. Так же работает и система автополива: нажали кнопку, и потекла вода. Это для пользователя все так просто выглядит. А мы видим обратную сторону этого действия. Программируем датчик полива так, чтобы он следил за влажностью почвы. Устанавливаем датчик в горшок. При достижении определенного уровня сухости или влажности система сама включается и отключается.

Помимо языка «С++», дети осваивают еще и язык JavaScript. С помощью него работают многие программы на компьютере и в интернете.

— В среднем ребятам, которые учатся здесь, от 12 до 16 лет. Некоторые освоили компьютер с нуля, потому что уроков информатики у них еще не было. Наша задача — обучить всех всему, чтобы ребята были на одном уровне, — объясняет наставник.

Веб-сайтами и социальными сетями занимаются в соседнем классе. Эти ребята также работают с языком программирования. Они пишут коды для программ.

— Например, операционная система Windows. Это базовый инструмент, от которого мы отталкиваемся. Дальше берем специализированные инструменты и разрабатываем веб-сайты. В основном работаем в программе Visual Studio Code, — рассказывает наставник Игорь Штомпель. — Поначалу создаем html-странички. А если надо придать динамики, то используем язык JavaScript. Дети создают сайты по своим интересам и идеям. Вот Влад, к примеру, делал сайт, посвященный футболу. А кто-то работает над соцсетью.

— Мы с другом хотим сделать соцсеть под рабочим названием «Тайвер», — рассказывает ученик Алексей Гниловский.

— Пока думаем, как адаптировать сайт и под экран смартфона, и под экран ПК. В отличие от остальных сетей мы гарантируем своим пользователям конфиденциальность. И возможно, там будет меньше рекламы, чем в других. Также мы предусмотрели «гостевой режим», с помощью которого можно быстро посмотреть главные новости и сэкономить время. Что касается дизайна интерфейса, то думаем сделать темную тему, которая всем нравится. Это удобно и стильно, — рассказывает мальчик.

Покидаем ребят с ощущением того, что будущее уже наступило. И что с такими возможностями в скором времени мир изменится в лучшую сторону.

Справка

Детский технопарк «Кванториум» создан в рамках регионального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование» для реализации научно-технического потенциала молодежи республики. На эти цели было направлено 73 млн. рублей из федерального бюджета и 65 млн. рублей из республиканской казны. Свою работу он начал в прошлом году. Сегодня в «Кванториуме» в шести квантумах занимаются около 800 детей от 10 до 17 лет. Обучение ведется бесплатно.