В этой лаборатории робототехники реально все получается! Блог редактора / 17.10.2011 После общения с интересным, глубоким, состоявшимся человеком всегда получаю заряд энергии, оптимизма и радости. Эти чувства может дать даже виртуальное общение, в чем еще раз смогла убедиться, поработав над интервью с Лидией Георгиевной Белиовской - руководителем одного из проектов-победителей на конкурсе "Ученые будущего". Лидия Георгиевна – руководитель Межшкольной лаборатории по робототехнике на базе ГОУ лицей 1557, где ведется успешная работа по формированию программно-аппаратного мышления у школьников и ранней профильной подготовки учащихся старших классов.Уважаемая Лидия Георгиевна! Как долго Вы занимаетесь робототехникой? Робототехникой занимаюсь с 1998 года. Хотелось вместе с сыном конструировать и программировать роботов.С чего все начиналось?Случайно познакомилась со Школой сильного мышления, в которой начала свою педагогическую деятельность. Работала с детьми, мотивированными к учебе или страстно желающими в интересной компании заниматься изучением робототехники. Это была программа "LEGO педагогика. Сенсорное развитие интеллекта". А дальше?Сама работала в науке в НИИ. Удалось создать собственную научно-исследовательскую лабораторию, где я была в роли играющего тренера.Очень горжусь, что многие мои ученики учатся и работают по специальности и, давая напутствие следующим за ними ученикам, говорят: "В этой лаборатории с Лидией Георгиевной реально все получается". Для меня это высшая награда. У нас много успешных проектов. Многое я делала и придумывала впервые. Только сейчас многие наши разработки постигают коллеги-педагоги.Есть ли ребята, которые не хотят работать в общих проектах? Что посоветуете – как окрылить, увлечь ребенка?Наблюдая многолетнее обучение робототехнике в своей практике, могу сказать, что год от года все больше появляется детей, которые в начальный момент обучения хотят работать самостоятельно. Но через некоторое время видя, что рядом работают коллективы ребят-профессионалов, занимающихся уже не первый год, входят в коллектив. Приходит понимание, что вместе веселее работать, да и результат получается более значительный и интересный. Очень огорчают индивидуалисты, которые боятся свои призы и награды поделить с другими: "если выиграю компьютер на конкурсе, то кому он достанется, если работаем в команде?". Но с такими не дружат, и они сами уходят из лаборатории. В нашей лаборатории чудесные бригады, в которых работают вместе школьники 5 и 8 классов вместе. Иногда семиклассник работает вместе с десятиклассником. Есть и девочки. Девчонки с готовностью выполняют любую работу и очень хорошо дружат с мальчиками.Окрылить ребенка можно только успехом, который его ждет впереди. В стенах нашей лаборатории успех благополучно проживает, поэтому энтузиазма и желания работать много. В чем, на ваш взгляд, сегодня заключается роль родителя в процессе становления школьника как личности, как исследователя? Может быть Вы посоветуете конкретные книги, программы, оборудование для домашних семейных экспериментов?Многих учеников младших классов приглашаю работать в лабораторию только с родителями. У меня порой не хватает времени и сил начинать объяснять все с самого начала. Тогда роль учителя выполняет сам папа. И конспект надо составить, и программу правильно заархивировать, и робота аккуратно убрать и проверить. Папы со своими сыновьями голова к голове работают вместе. Готовят детей к выступлениям, учат доклады на английском языке. Родители очень благодарны за возможность поработать вместе над интересным делом. Да и общение в большом коллективе (нас около 20 человек) многое значит. Здесь формируется отношение к работе, исследованию. Отношение к товарищам и учителю. И многие дети видят своих родителей "в деле", как профессионалов. Поднимается авторитет родителей. И, как мне кажется, появляются новые интересные темы для общения с родителями в семье. Советую для домашних семейных экспериментов оборудование ЛЕГО. Родители часто покупают такие конструкторы детям. Надо только добавить микрокомпьютер NXT Lego Mindstorms (№ 9797 Микрокомпьютер NXT и ресурсный набор к нему). Можно будет использовать детали от наборов, купленных ранее. Ведь детали разных наборов ЛЕГО очень хорошо совмещаются. Этот конструктор позволяет делать множество разных роботов довольно быстро. Не надо дополнительно что-то выпиливать, склеивать. Многое можно быстро попробовать. Многие Университеты Америки и России на первой стадии обучения используют эти конструкторы для студенческих лабораторных работ на факультетах, связанных с робототехникой. Так что мы работаем на университетском уровне в школе.Занимаетесь ли Вы Лего-конструированием непосредственно на уроках? На уроках ЛЕГО не применяю. Слишком много времени тратится, чтобы раздать и собрать детали. И роботы получаются несовершенные. Ведь для того, чтобы сделать что-то значимое, надо долго конструировать и программировать. Эта деятельность для дополнительного образования. Мы работаем по авторской Дополнительной программе I и II ступеней для занятий в лаборатории. Но процесс обучения строится крайне индивидуально. Ребята посещают занятия не регулярно, продолжительность работы у всех разная. Дети загружены и надо еще пойти на занятия по музыке, рисованию, иностранному языку, много спортсменов. Какое оборудование и ПО Вы используете?Серьезно программировать роботов можно на языке программирования Robolab и LabVIEW. Мне нравятся эти языки с графическим интерфейсом. LabVIEW – это серьезный инженерный язык программирования. Наша лаборатория – единственный в Москве Пилотный класс фирмы National Instruments по изучению LabVIEW в школе. Эта среда используется в университетских центрах. Не так давно издан учебник Белиовская Л.Г., Белиовский А.Е. «Программируем микрокомпьютер NXT в LabVIEW», М.: ДМК Пресс; 2010. – 280 с.:ил. с DVD. На диске есть среда для программирования и программы всех упражнений и примеров, разобранных в учебнике. Книгу можно купить в Интернет магазине.Многие ребята, особенно старшеклассники, важно разглагольствуют, что надо программировать на СИ, но увидев, как много можно сделать на LabVIEW, и как это получается быстро, программируют с нами. А с наиболее продвинутыми СИ-программистами мы пишем блоки на СИ и встраиваем их в программу на LabVIEW. Нам хочется очень многое попробовать, поэкспериметировать, проверить стратегии поведения роботов, а по символам набирать текст программ у ребят просто не хватает сил и усидчивости. Теряется интерес. Сейчас Российское представительство фирмы National Instruments проводит олимпиаду по программированию для школьников на LabVIEW. Это первая олимпиада. До 19 октября принимаются заявки на участие. Надеюсь, это будет для многих интересно.Расскажите пожалуйста о моделях, собираемых ребятами: они сами фантазируют или есть шаблоны? Какие были самые интересные модели в Вашей практике?Работать по инструкциям ребята отказываются категорически: "Сами сделаем лучше". Даже программы стараемся не использовать встроенные в LabVIEW. Пишем сами. Конструируем сами. Сами сочиняем доклады. Но идеи редко в полном объеме реализуются учениками. Мало таких, кто четко знает, что хочет сделать. Но идеи ребят не отбрасываю. Постепенно убеждаю учеников, как надо сделать их проект интереснее и оригинальнее.Начинали мы с моделей, которые двигаются по линии. Это соревнования, азарт, увлечение. Но и страшная усталость и неудовлетворенность от поражения: ведь сил вкладывается очень много. Результаты отличаются на 1-2 сек, на 1-2 очка. А сколько разочарований. По этой причине соревнования – Интеллектуальный спорт – у нас не популярен. Мы занимаемся работой над проектами, которые можно долго разрабатывать, модернизировать. И конкурсов для выступлений множество. Мы делали проект Лазерный тир. Это коллективный проект. Многолетний. Делаем его почти каждый год с новыми ребятами. Каждый придумывает свою движущуюся цель-мишень и потом несколько мишеней соединяются в один стенд. Надо лазерной указкой как можно чаще попасть в глазок датчиков света и набрать максимальное число очков за определенное время. Все мишени разные, движутся по-разному, сложность попадания в каждую из них – разная. Очки суммируем. Можно потренировать руку.Проект Футбол. На поле с помощью джойстиков, которые сами собрали и запрограммировали, можно играть в мяч. Запрограммировали автоматический подсчет голов, при пересечении мячом линии ворот. Счет выводили на экран компьютера.Проект Теплица, управляемая через Интернет, с передачей видео-изображения растения. В теплице включалось проветривание, осуществлялся автоматически полив, включалось дополнительное освещение.Целая серия проектов роботов-сортировщиков. И пневматических, и сортировщиков с дополнительным устройством – эл. магнитом для сортировки железа и транспортер для сортировки кубиков. Был сортировщик шариков с замкнутым циклом. Из пластиковых бутылок делали желоба, по которым шарики возвращались в емкость для сортировки. В последнем проекте сортировщик с использованием видео-камеры распознает 5 объектов по цвету и форме (шарики и кубики трех цветов).Проект Кофе машина. При нажатии на две кнопки можно заказать два напитка – чай и кофе. В стакан высыпается порошок из двух контейнеров и опускается ложечка для перемешивания. Сам стаканчик заезжает и после того, как напиток готов, выезжает из автомата.Делали проект СD проигрыватель. На вращающемся диске были нарисованы сектора разных цветов. Распознавали их датчиком света и включали разные звуки. Получалась русская песня.Проект Робот-рисовальщик. На джойстике запрограммирован рычаг управления и кнопка поднятия и опускания фломастера. Робот рисовал большие картины на полу.Управление движением нескольких машин с помощью светофоров. В этом проекте происходит передача сигналов роботам через ИК порт, а лампочки на светофорах только отображают ситуацию.Ученики 5, 6, 7 классов делали Робота-такси. Нарисовали трассу с домиками Винни Пуха, Пятачка, Ослика Иа, Кролика и с экрана компьютера можно было задать маршрут, щелкнув мышкой по картинкам домиков, и робот совершал объезд домиков в заданном порядке. Проект усложнялся, и в последней модификации уже у робота была web камера, и он реагировал на знак – останавливался, если ему в любом месте трассы встречался знак СТОП. Ребята освоили основы машинного зрения, обрабатывали видео информацию.Был исследовательский проект по энергосберегающей вентиляции. Это изобретение, – такой вентиляции пока нет. Но мы ее выполнили из ватмана, а эффект энергосбережения обсчитали на микрокомпьютере. Управляли движением моторов и смотрели изменение температуры.На специализированной выставке по Робототехнике на ВВЦ представляли большой коллективный проект по транспортировке шариков. Машинки с шариками перемещались вдоль траектории замкнутого круга, останавливаясь в местах разгрузки. Пневматическая рука робота снимала с машинки шарик и перемещала его на склад. Машина продолжала движение, и в другом месте трассы помещался на нее другой шарик. Особо глубокого смысла в этой деятельности не было. Но согласовать одновременное перемещение 5 машин на трассе и работу двух комплексов разгрузки-погрузки очень сложно. И когда это все работало на 2 кв.м трассы – зрелище было завораживающим. Профессора Института механики РАН МГУ с изумлением замечали, что пневматический манипулятор отлично и стабильно отрабатывает все повороты по времени, а не по датчику касания обратной связи. В проекте было задействовано сразу 8 ребят. Они все одновременно следили за неполадками. Работала дружная и слаженная компания, все глубоко разбирались во всех конструктивных и программных нюансах проекта.Проект Томограф. Несколько модификаций. Дендротомограф. Сканер вращался вокруг дерева и искал дефекты древесины. Затем сделали оптический 2D томограф. Нашли образец карциномы клеток молочной железы в лаборатории медицинского оборудования в МИЭТ. В этом году подготовили 3D томограф. Его показывали на конкурсе. Сложная программа реконструкции, машинное зрение. Наглядно можно посмотреть принцип работы томографа, – такой сложной машины, про которую столько разговоров в последнее время.На конкурс "Ученые будущего" привезли робота для локального опрыскивания растений ядохимикатами для удаления вредителей. Используем машинное зрение. Эту задачу планировалось решать с ребятами из Чувашии. Губернатору Чувашии очень понравилась эта идея. Мы сделали опытный образец. Надеемся, что сложится сотрудничество. На конкурсе получили за проект 2 место.Есть ли интернет-ресурсы, которые Вы рекомендовали бы своим коллегам для работы с детьми и для собственного саморазвития? В каких программах, акциях, форумах стоит принять участие увлеченным робототехникам?В Интернете много информации по конструированию роботов. Я, честно говоря, не слежу за ними. Идеи пока есть собственные. Что уже показано, не повторишь. Для расшифровки требуется много времени и сил. Темы для проектов рождаются в общении с коллегами-учителями, учеными ведущих вузов России. В Москве с 1998 года работает много талантливых учителей ЛЕГО робототехников. Нас обучил, собрал и развивал ИНТ, а в последствии ЦИТУО. С большой благодарностью вспоминаю Елену Игоревну Булин-Соколову, директора ЦИТУО. Она дала нам в руки эти увлекательные возможности интересно работать и добиваться со школьниками успехов в области освоения робототехники. Мы до сих пор дружим, следим за успехами друг друга. Стараниями Максима Васильевича Васильева создан лагерь робототехников. В августе, перед учебой, встречаются ребята и учителя со всей России, и идет работа над роботами, обмен идеями и новыми курсами. Очень интересное и важное мероприятие для подготовки к соревнованиям Всемирной олимпиады роботов.Советую посмотреть сайт robosport.ru. На нем ведется координация работы робототехников – школьников и студентов России.Мы часто выступаем на конкурсах. Нам очень понравились конкурсы "Ученые будущего" МГУ и "Шаг в будущее" МГТУ им. Баумана (старшеклассники имеют бонусы при поступлении). Любим выступать на Международном салоне инноваций "Архимед" в Сокольниках. Но последняя выставка была платная, – надо было обращаться в Представительство Московской торгово-промышленной палаты округа. Зеленоградский округ оплачивал нам место на стенде. На выставках ВВЦ мы постоянно выступали, начиная с самой первой выставки НТТМ. Имеем медали разных достоинств этой выставки. Но в последнее время нас не устраивает работа экспертов и недооценка ЛЕГО-роботов. Поддерживаем конкурсы и мероприятия в Зеленоградском округе.Ваши успехи – это в большей степени талантливые ребята, уникальные методики или мудрое руководство? Успех нашей работы в общем интересе, в совместной работе и профессиональном росте. В большом желании решить задачу сообща, осуществить идеи и задумки ребят. Нам интересно вместе. И еще у нас есть большая тайна. Мы знаем, как это здорово, когда найдено решение – трудное, над которым работали долго и не были уверены поначалу, что найдем его. Но когда получается, и робот слушается тебя, начинает «мыслить»– такая радость на лицах и детей, и взрослых. И так замечательно, что мы это чувствуем довольно часто.Здесь можно посмотреть несколько репортажей о нашей работе:Робот-уборщик и "хомякомобиль" Школьные роботы - уже не сказка В России отмечается профессиональный праздник изобретателей и рационализаторов Новых идей и открытий Вашей замечательной Лаборатории, успехов и побед Вашим ребятам и Вам! Не могу еще здесь не написать о том, что Лидия Георгиевна – кандидат физико-математических наук, учитель информатики высшей квалификационной категории ГОУ лицей 1557, Лауреат Премии г. Москвы в области образования-2010 за большой вклад в организацию научно-исследовательской работы школьников в области робототехники и мехатроники, дважды Лауреат Гранта Москвы в области науки и образования, победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации, тренер сборной школьников России по робототехнике. Имеет более 30 научных печатных работ, в том числе, и в зарубежной печати, а многие ее ученики имеют печатные работы в специализированных журналах по робототехнике. Lego mindstorm робот робототехника родители