“Роботовед” встретился с Максимом Васильевым, президентом Российской ассоциации образовательной робототехники (РАОР) и председателем национального совета World Robot Olympiad (WRO), и побеседовал о том, с чего начиналась образовательная робототехника в России, о соревнованиях и “Лунной одиссее” — новом учебно-методическом комплекте на основе Российской космической программы.
— Максим Васильевич, как вы пришли в образовательную робототехнику? Как все началось?
— В 1998 году вышла первая серия роботов LEGO Mindstorm, тогда она называлась RoboLab, на основе блока RCX. По сути это был первый серьезный задел, первый шаг к массовому использованию роботов в образовании. Но к тому времени были уже примеры использования роботов молодёжью, например соревнования по робототехнике FIRST проводятся уже с 1992 года.
Благодаря Институту новых технологий эти конструкторы появились в России, Институт внедрял новые технологии в образование. Конструкторы приобрели несколько школ, в основном московские, на всю Россию таких школ было штук 20. Затем Департамент образования Москвы начал работу над тем, чтобы этих конструкторов стало больше. И нужен был кто-то, кто бы учил, как с этими конструкторами работать.
В начале нулевых я учился в аспирантуре, занимался радиофизикой. В 2002 году Александр Ездов, один из бывших аспирантов моего научного руководителя, работавший с новыми технологиями в образовании при департаменте образования, при Институте новых технологий, искал того, кто бы занялся этим довольно новым и в России и в мире направлением образовательных конструкторов для создания роботов.
Меня пригласили обучать учителей работать с этим оборудованием. Я сам, конечно, еще ничего не знал, мне было удивительно — как я могу кого-то учить, еще ничего не умеючи, но ничего, разобрался. Первые лет пять я совмещал научную деятельность, диссертацию, и роботов. Кроме роботов, я занимался и другими продуктами LEGO.
Примерно в то же время возникла идея проведения первых в России соревнований роботов — некого мероприятия, где дети бы что-то из этого конструктора делали и показывали, что у них получилось. На первых соревнованиях в 2002 году было всего 16 школ-команд — из Москвы и Санкт-Петербурга.
Тогда направление представлял, в основном, бренд LEGO. Сейчас уже есть множество конструкторов в образовательной робототехнике — американских,китайских, корейских. Однако, до сих образовательная робототехника основана в большей степени на LEGO — 70-80% молодежи занимаются с конструкторами LEGO Mindstorm.
С тех пор дело развивается и растет. На данный момент существует серьезное большое движение в детской робототехнике в России. Чего пока нельзя сказать про взрослую, например, промышленную, робототехнику. Но я надеюсь, что мы, больше 10 лет занимаясь развитием детей в этом направлении, придем к тому, что это скажется на уровне специалистов, которые сейчас двигают нашу промышленность и науку.
— Как возникла РАОР?
— Как организационная единица Ассоциация возникла 5 лет назад. Но что такое ассоциация? Это некое объединение кого-либо. Если в самом начале темой занимался я один, постепенно появлялись преподаватели, учителя и другие люди как-то связанные с робототехникой, со временем нас стало много. Мы объединялись, общались, обменивались опытом еще в середине нулевых. В Москве в рамках департамента образования мы организовали нечто вроде клуба, у нас были представители-кураторы округов, которые взаимодействовали с московскими педагогами, помогали им.
Юридически наше объединение оформилось в РАОР в 2012 году, а фактически существует примерно с 2006 года. Сейчас мы реорганизуемся в международную организацию — российская ассоциация начинает плотно взаимодействовать со странами СНГ.
Сейчас Ассоциация курирует несколько проектов. Помимо соревнований роботов–которые сейчас поставлены на рельсы, ими есть кому заниматься, наше внимание обращено к созданию методических и учебных материалов. Например, сейчас мы занимаемся “Лунной одиссеей”. “Лунная одиссея” — это новый учебно-методический комплект LEGO по робототехнике на основе российской космической программы. Наши партнеры — Роскосмос, Объединенная ракетно-космическая корпорация, Кванториумы. Дети через изучение космической тематики, через создание роботов для освоения космоса и в первую очередь Луны, знакомятся с робототехникой. Это одна из первых методик, которую мы делаем в России для российского школьника, педагога, на основе российской космической программы.
Другие проекты — соревнования, оценка компетенций учащихся и т.д. Во всем этом мы стараемся задействовать лучших специалистов, которые работаю с нами. У нас есть сообщество экспертов, тех, кто давно робототехникой занимается, участвует в соревнованиях, ездит на международные олимпиады. И есть большое количество педагогов, которые интересуются. Мы объединяем и тех и других для того, чтобы делиться опытом и создавали полезные для всех решения.
Цель ассоциации — объединить педагогов, детей и всех, кто интересуется робототехникой.
— Тренируете ли вы сейчас команды?
— Я лично не тренирую сейчас, обучением детей занимаюсь мало – бывает езжу в лагеря, там провожу семинары. Сейчас не получается делать это на постоянной основе. В основном я работаю с педагогами, обучаю их, и занимаюсь организацией мероприятий, образовательными процессами. Например, я — главный тренер олимпиадной сборной Москвы по робототехнике, сам команды не готовлю, но процесс тренировок, подготовки команд к олимпиаде я организую. Например, в начале июня мы вывезли более 100 московских школьников в Подмосковье для подготовки к олимпиаде.
Сейчас в методическом сообществе мы пытаемся аккумулировать опыт, который создается детьми и педагогами, копится.
— У вас огромный опыт в соревновательной робототехнике. Расскажите, как изменились олимпиады за пять лет существования РАОР?
— Действительно олимпиады серьезно изменились за последние 5 лет. В это время возник большой интерес к теме на всех уровнях.
С 2002 года количество участников возросло с 16 команд до нескольких тысяч. Уровень участников возрос. Сейчас дети создают намного более серьезные решения, чем 15 лет назад. Тогда и оборудование было чуть проще с точки зрения функционала, роботы были не такие сложные. Сами знания, которые дети демонстрировали, были скорее начального уровня. Уровень всероссийских соревнований в 2002 году — это уровень школьных соревнований в 2017 году.
Первые всемирные олимпиады школьников, на которые стали ездить российские школьники в 2004 году, были примитивные: просто проехать по линии, простое сумо. Такого уровня задачи сейчас решаются школьниками на 3-4 обычном школьном занятии. А уровень заданий текущих олимпиад очень высокий, такой что далеко не каждый инженер и программист с ними справится. Для победы нужен большой опыт, и побеждают дети, которые достаточно долго и кропотливо занимаются робототехникой. Чтобы победить на всероссийской олимпиаде, а тем более на всемирной, нужно иметь опыт участия в нескольких олимпиадах. Это спорт высоких достижений. Как боксеры, фигуристы тренируются по нескольку часов в сутки, так же и дети — занимаются робототехникой несколько часов в день годами, чтобы в этих соревнованиях побеждать.
Есть спорт высоких достижений, а есть и дворовый спорт. В робототехнике тоже есть такое — дети в обычных школах занимаются роботами, развивают умственные, интеллектуальные качества.
Сейчас появилось очень много разных соревнований — ВРО, РобоФест, РобоФинист, региональные олимпиады. Все соревнуются. Это тоже прорыв последних 5 лет — резко увеличилось количество соревнований. До 2009-2010 года соревнования делали только мы. Потом появилась программа Робототехника, которую мы также развивали, тема стала передовой и сейчас уже очень много всякого происходит в образовательной робототехнике.
Большинство соревнований сейчас проводятся по тем лекалам, которые были созданы еще в те годы, когда все только начиналось. Они модифицируются, изменяются, но принцип остался очень близок: есть некие поля, где роботы делают какие-то автономные задачи и есть регламенты.
До 2007 года мы проводили соревнования по собственным регламентам: сами придумали, сами проводили. Но скоро стало понятно, чтобы успешно участвовать во всемирных соревнованиях, нужно учитывать и даже подстраиваться под их порядок. WRO проводилось в ноябре, регламенты правил появлялись летом. А летом у нас каникулы, дети начинали готовиться с сентября и не успевали подготовиться к соревнованиям. Поэтому мы проводили свои соревнования весной, а уж победителей начинали готовить по правилам всемирной олимпиады. Принципиальных различий быть не могло. Мы все работаем на основе одних робототехнических конструкторов и это задает четкие границы. В России мы делали больше заданий на механику, например, проехать по какой-то извилистой местности, для которой робот должен обладать хорошей проходимостью и при этом еще мог и датчиками пользоваться.
Первые всемирные олимпиады роботов тоже не сразу устаканились. Сейчас я вспоминаю, какие проблемы были с правилами, с расписанием. Все это приходит только с опытом. Но до сих пор соревнования пластичные и год к году меняются.
— Почему важна образовательная робототехника? Какие перспективы открывают участникам и победителям олимпиад и соревнований?
— Мы занимаемся роботами не ради роботов, а ради детей. Это образовательный инструмент, который помогает учиться, наряду с книжкой, ручкой, тетрадкой. Это еще одно средство обучения, как, скажем, компьютер. Сейчас уже сложно представить обучение без компьютера. Через 10 лет мы не будем представлять себе обучение по некоторым предметам без роботов.
Образование как процесс сейчас меняется очень сильно. Методы, которые работали 20, даже 10 лет назад, уже не работают. Молодежь другая, знания другие, интернет, гаджеты, социальные сети — все это влияет и на образование.
Можно сказать, что сами роботы — это побочный продукт образовательного процесса.
Мы стараемся придавать заданиям в образовательной робототехнике прикладной смысл. Для чего нужен робот? Выполнять логистические задачи, выполнять сортировку. Например, робот должен определить цвета разных кубиков, разделить их по цветам. Такой робот в реальности помог бы, например, в уборке и сортировке мусора.
Даже если задание кажется чисто спортивным развлекательным, все равно в нем множество прикладных моментов. Например, сумо роботов или робо-футбол. Зачем, казалось бы, роботам друг друга выталкивать с полигона? Дети, создавая устойчивого, сильного робота для сумо решают важные задачи, на практике понимаю, что такое трение, от чего зависит устойчивость объекта, что такое сила тяжести, центр масс, учится работать с сенсорами в динамике. Даже если впоследствии ребенок не свяжет свою жизнь с технической профессией, навыки, приобретенные с помощью роботов, будут помогать ему в жизни: водить автомобиль и понимать, от чего зависит устойчивость авто на повороте, в каких случаях автомобиль может перевернуться и что нужно сделать, чтобы предотвратить это, как выехать из грязи и т.д.
А зачем роботам играть в футбол? Этот вид соревнований появился в 90-х годов, он сложный с точки зрения реализации, на порядок сложнее, чем шахматы. В шахматах есть возможность подумать, просчитать варианты — задача не динамическая. А в футболе условия постоянно меняются. Во-первых, много противников, не понятно, как они поведут себя в следующую секунду. Во-вторых, нужно учитывать, как поведут себя свои же игроки. Все это учитывать нужно быстро, при этом правильно управлять роботом. Создав успешно робота для футбола, будущему робототехнику будет проще справляться с прикладными задачами.
Соревнования — это лишь одно из проявлений того, что дети могут делать с роботами. Соревнования создавались для того, чтобы мотивировать детей заниматься. Зачем, например, ребенку бегать по стадиону? Для того, чтобы всех победить, а заодно быть здоровым и сильным. То же самое и здесь. Соревнования дают дополнительный толчок, чтобы детям хотелось сделать что-то такое, что всех удивит и будет лучше, чем у остальных.
И педагогу, и родителю важно понимать, что соревнования — это не самоцель. Участие — это один из этапов того развития, которое ребенок получает в процессе занятий робототехникой. Тут поучаствовал, тут сделал проект. Неправильно стремиться именно победить, выиграть любой ценой. Конечно, эта проблема касается любых соревнований, не только робототехники. Соревнования — это отличная вещь, если правильно к ним относиться.
— Как прошел заключительный этап РРО 2017? Какие шансы на наших команд на WRO 2017?
— В конце июня прошла Всероссийская робототехническая олимпиада под Казанью в городе Иннополисе, в рамках нее проводиться российский этап World Robot Olympiad (WRO). В этом году на соревнования приехало больше 300 команд со всей России от Владивостока до Калининграда. Уровень подготовки, решения, которые предлагали команды — достаточно серьезные, мощные. Высокие результаты показывали те, кто уже давно занимается робототехникой и соревнуется — тот же Челябинск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург. Есть регионы, которые “выстрелили”, например, Владивосток — команда начала заниматься недавно, в 2014 году, и уже в этом году ребята показали класс, забрали много призовых мест.
Я думаю, что на WRO в Коста-Рике у нас, как обычно, очень высокие шансы на победу. Мы участвуем в WRO много лет. Если в 2004 году мы завоевали только приз жюри, на следующий год — серебряную медаль в одной из номинаций (что на самом деле очень неплохо). В 2012 году мы выступили настолько серьезно, что в неофициальном медальном зачете были на лидирующих позициях, делили 1-2-3 места с другими лучшими командами. И дальше мы поддерживали высокий уровень, я уверен, что и в 2017 году мы выступим неплохо.
Честно говоря, часто соревновательная робототехника — лотерея, на результат большое влияние оказывают случайные вещи. Разрядился аккумулятор в нужный момент, сбилась программа и робот не поехал, хоть и был лучший в других попытках и на тренировках. Таких примеров огромное количество. Робот — сложная система, особенно соревновательный, каждый компонент может внезапно выйти из строя.
Я уверен в успехе и потому, что мы выстроили систему, которая приводит к успеху. Мы наработали многоэтапную систему подготовки и отбора участников. В январе публикуются правила, команды начинают готовиться, проходят первый этап отборочных соревнований. Далее — едут в лагеря для подготовки к российскому этапу. Постом всероссийский этап, и вот сейчас в августе будет лагерь для отбора на всемирную олимпиаду. Те, кто претендует на победу, готовятся практически непрерывно в течение всего года.
На всех этих мероприятиях участники могут подсмотреть решения других команд, перенять опыт. Конечно, команды конкурируют, но мы стараемся готовить сборную — единое целое. Стараемся, чтобы ребята делились наработками, “фишками”.
Кстати, в этом году на соревнования приехали команды, тренеры которых — бывшие учащиеся. Еще будучи школьниками участвовали в соревнованиях, побеждали. И таких примеров много. Моя помощница Анна Ограко, которая занимается московским этапом олимпиады, а также тренер одной из команд — бывшая медалистка всемирного этапа WRO. Сейчас она закончила Бауманский университет и остается в сфере робототехники.
— Какое соотношение сил на международной арене? Кто наши основные соперники на WRO последние годы?
— В России одна из самых больших по количеству участников сборных команд. Очень сильная команда из Малайзии, из того же Китая, из Тайваня, из Сингапура. Бывают всплески у Таиланда.
WRO — олимпиада скорее восточная. Конечно, в ней участвуют команды и из Европы, и из США, из Африканских и Арабских стран. Но в лидерах именно азиатские страны, и мы среди них. Япония, кстати, на WRO показывает не лучшие результаты, хоть мы и привыкли думать, что Япония — Мекка роботов.
WRO по подходу к соревнованиям и робототехнике — азиатская олимпиада. Существует американская система соревнований FIRST, ею в России сейчас занимается программа “Робототехника” фонда “Вольное дело”. У FIRST немного другой подход — проектно-развлекательный. Там важно не сделать крутого робота — роботы у них в основном полуавтоматические, а сделать проект, познакомиться с какой-то общественно-важной темой (та же проблема мусора, например). Это хороший подход. Но так получилось, что для нас, да и для азиатов важна именно соревновательная составляющая. Мы делаем полностью автономных роботов, находим серьезные инженерные решения, глубоко погружаемся в тему.
— Вы ведете курсы для учителей. Как вы оцениваете уровень внедрения робототехники в школе? Хватает ли кадров в школе и насколько они квалифицированы?
— Сейчас такой период — роботов достаточно много в образовательных учреждениях. А педагогов существенно меньше, по крайней мере — хороших, тех, кто понимает, как это оборудование в образовательном процессе использовать. На уровне администраций городов, районов, директоров школ принимается решение о закупке роботов, образовательные учреждения оснащаются наборами. Но часто бывает, что с этими роботами в школе некому работать. Сейчас действительно существует проблема с кадрами — учителей, которые могут работать с робототехникой, не хватает.
Учителей робототехники не готовит ни один педвуз, и не может, потому что нет такого предмета. Сейчас вводят дисциплину “Робототехника” в нескольких вузах — в МПГУ, в Московском городском педагогическом университете, в педвузах в Екатеринбурге, в Челябинска, Тобольска, Армавира. Но в первую очередь это будут учителя информатики и технологии, физики, а не робототехники. Отдельный вопрос — нужен ли такой предмет в школе как робототехника.
Переподготовкой учителей тоже мало пока кто занимается. В Ассоциации мы ведем одни из лучших курсов по LEGO-робототехнике, в частности эти курсы сертифицированы компанией LEGO, выдается удостоверение о повышении квалификации. Однако пока у нас не хватает сил обучать всех желающих, а тем более мы не можем предоставлять уже готовых педагогов. К нам часто звонят: “Хотим открыть уроки робототехники, а вести их некому. Нам нужен учитель.” В таких случаях мы предлагаем прислать своих педагогов к нам, чтобы мы его всему научили.
— Какими качествами должен обладать хороший наставник?
— У любого человека, не только преподавателя, должны гореть глаза, когда он занимается своим делом. Конечно, можно здорово учить по книжке, по одной и той же программе много лет. Но если у педагога нет стремления к чему-то новому, нет желания самому учиться, для робототехники он не подходит. Робототехника — до сих пор еще довольно новое, свежее направление в образовании, она еще только начинает развиваться. Если педагог включается в это новое, готов тратить на это много времени, разбираться — тогда не важно даже, какое у него образование –Высшее техническое или педагогический колледж. У меня есть много примеров, когда люди, не связанные с IT и инженерией, увлекались робототехникой и показывали отличные результаты. Посмотрите, на соревнованиях побеждают обычные ребята, из обычных школ, с обычными учителями за счет того, что преподаватель заинтересовался сам, сумел заинтересовать детей и живет этим.
Конечно, лучше, если преподавать робототехнику будет человек даже не с инженерным, а именно с педагогическим образованием. С детьми нужно уметь работать. Можно делать крутых роботов, но не уметь объяснить это детям. Но я знаю бывших инженеров, которые стали хорошими преподавателями. Чаще всего из отличных учителей получаются отличные учителя робототехники.
— Что бы вы пожелали ребятам, которые поедут или хотят поехать на WRO?
— Так как на соревнованиях победа часто зависит от случая, я пожелаю всем — удачи! И еще пожелаю крутых решений. У нас очень сильные команды, а если будет удача, то и результаты будут отличные.
Желаю всем, чтобы через занятия робототехникой каждый нашел свое место в жизни. Даже если вы не станете инженерами, я верю, что робототехника здорово вам поможет. Ведь даже врачам роботы сейчас помогают делать операции. Образовательная робототехника — это не игрушки, а вклад в будущее ребенка.
Читать также: