Школьники из Якутии, Казахстана и нескольких регионов Сибири привезли автоматизированных роботов, собранных собственными руками, чтобы принять участие в соревнованиях. В Новосибирске состоялся региональный этап фестиваля юных техников «РобоФинист». На этом мероприятии школьники продемонстрировали своё мастерство, управляя роботами, которые умеют спасать, играть в футбол и сумо, а также участвовать в эстафетах.
От идеи до победы
В отборочном этапе трехдневного фестиваля приняли участие более 250 конкурсантов. Как отмечают организаторы мероприятия, с каждым годом количество участников растет и территориальный охват становится всё больше. Так, в апрельских состязаниях приняли участие юные робототехники из Новосибирской, Кемеровской и Томской областей, Алтайского края, Якутии, а также Казахстана.
В стенах лицея №159 было оборудовано множество арен, где проходили захватывающие соревнования роботов. На одних площадках они сражались в контактных схватках, на других ‒ пытались преодолеть препятствия, а на третьих ‒ играли в увлекательные игры, похожие на человеческие. Они даже сыграли в футбол и интеллектуальное сумо с использованием роботов. Соревнования проводились в 15 различных дисциплинах. Юные инженеры демонстрировали своё мастерство, заставляя своих роботов проходить по сложным маршрутам, ориентируясь только на бортовые датчики. Они выполняли задания по эстафетной передаче предметов и проходили испытания на скорость и точность.
Накануне соревнований ребята активно трудились над созданием своих роботов, кропотливо собирая и программируя их. Как отмечают педагоги, создание конструкции ‒ лишь 20 процентов работы. Основная часть времени уходит на написание программы и исправление ошибок. Этот процесс, по их словам, учит детей не только решать логические задачи и справляться с нестандартными ситуациями в жизни, но и помогает им в учебе. Участники соревнований изучили множество готовых решений, и нашли способы их усовершенствовать.
Способные плавать
Отборочный этап фестиваля «РобоФинист» проводится в Новосибирске третий год, и каждый раз организаторы добавляют новые дисциплины. Так, в этом году впервые здесь соревновались аквароботы. «Я считаю, что аквароботы ‒ это верх инженерной мысли. Собрать из обычных образовательных конструкторов плывущего робота, который не зальет водой свой контроллер и датчики ‒ это настоящий подвиг, ‒ отметила учитель информатики и робототехники лицея №159 Мария Омельченко. ‒ В прошлом году со своими воспитанниками мы создавали подобные платформы для роботов. Это было непросто. Не с первого раза удалось подобрать подходящий материал для аквароботов. Это был большой проект для детей, который требовал экспериментов».
Базовая конструкция команды лицея №159 «MM_Lab-Аквароботы» опирается на основание, которое не дает роботу утонуть. При разработке первой конструкции ребята использовали один слой пенопласта, в результате робот был неустойчив на поверхности воды. Далее они добавили еще один слой и утяжелители на дно, чтобы у конструкции был баланс. На аквароботе расположили и два ультразвуковых датчика, которые помогают ему ориентироваться в бассейне. Все усовершенствования помогли Артему Гаринцеву и Максиму Зеленскому победить в гонках аквароботов.
В этих состязаниях участникам предстояло самостоятельно сконструировать и запрограммировать робота, способного плавать и выполнять различные задания в автономном режиме. Роботу нужно было перемещаться вдоль бортов бассейна, а также находить и обходить буи. Всего было четыре упражнения, которые выявляли самого быстрого, ловкого и умного водоплавающего робота. Каждому участнику было дано не менее двух попыток выполнить каждое упражнение, и в зачет шла лучшая из них.
Второе место в этих заплывах заняла команда «AquaGES» из школы № 112. Дмитрий Бурмистров и Михаил Юсупов сконструировали акваробота так, чтобы вода, которую выплескивают винты, не попадала на аккумулятор датчика расстояния движения. Эти и другие инженерные решения помогли им обойти команду соперников из своей школы «Аквабот112 ‒ женя_аделя». Аделя Шафигуллина и Евгений Карпов, которые заняли третье место в соревнованиях, задействовали четыре мотора и несколько датчиков. Как говорят ребята, после соревнований обязательно найдут новые технические решения, чтобы победить в следующий раз.
Скорость и тактика на футбольном поле
Вывести на поле команду из роботов и заставить их играть в футбол смогли восемь команд из двенадцати заявленных. Некоторые роботы в командах не прошли отбор после карантина, где робофутболистов проверяют на соответствие заявленным параметрам. Участники получили возможность продемонстрировать не только навыки конструирования, но и слаженную командную работу. На поле сошлись восемь роботов, каждым из которых управляет свой участник.
Робототехники из гимназии «Краснообская» создали «Метеоров» ‒ динамичных и маневренных роботов, способных быстро перемещаться по футбольному полю и эффективно атаковать ворота соперника. По словам гимназиста Даниила Некипелова, в основу конструкции легли два мощных мотора и надежная система питания. «Наш робот имеет трехколесную конструкцию, оснащенную внешним припаянным аккумулятором и уникальной платой, которую мы разработали самостоятельно», ‒ отмечает Даниил. Робот-футболист также имеет продуманную систему навигации, позволяющую ему быстро ориентироваться в пространстве. «Наша стратегия заключается в использовании скорости, маневренности и точности, чтобы перехватывать мяч, обходить защитников и забивать голы», ‒ добавляет другой участник команды от гимназии «Краснообская» Иван Логачев.
По итогам соревнований команда робофутболистов из Краснообска заняла второе место. А лидером футбола управляемых роботов 4х4 стал Центр образования «Верх-Тулинский». Команда «ROBOMAX-5» сконструировала самых быстрых игроков на футбольном поле. «База роботов собрана самостоятельно из деталей конструктора, основа напечатана на 3D принтере, для движения используются двигатели с энкодерами, устойчивость обеспечивается одной шаровой опорой, ‒ рассказывает Егор Соболев. Захват мячика обеспечивается вращающимися колесами. Вращение моторов обеспечивается за счет мотора с повышающей передачей». Стоит отметить, удары по мячу так же производятся с помощью мотора с повышающей передачей. «Роботы очень легкие, но в тоже время юркие и техничные. Мы как бразильцы в футболе!», ‒ говорит Павел Комаров из команды «ROBOMAX-5».
Робот и спасательные миссии
Участниками еще одной дисциплины на фестивале «РобоФинист» ‒ RoboСupJunior Rescue Line ‒ становятся самые смелые, ведь им предстоит сконструировать робота, который должен самостоятельно выполнить спасательную миссию. Такому роботу предстоит двигаться по линии через разрушенные препятствия, возвышенности, неровности, чтобы забрать пострадавших и вернуть их на базу, где им будет оказана помощь.
Для ученика 11 класса лицея № 159 Кирилла Ирзаева два года назад дебютным проектом стал робот-эстафетчик, который передвигается по заданной траектории и передает предметы. Собрать такую конструкцию школьнику удалось всего за полтора-два месяца занятий в кружке. Спустя два года Кирилл смоделировал робота-спасателя. По задумке, он спасал людей после схода лавины. На его пути препятствий нет, но важно соблюдать траекторию и порядок действий. Для этого нужно заранее прописать верную программу.
Для этого отборочного тура «РобоФиниста» Кирилл сконструировал робота на устойчивой четырехколесной базе, которую приводят в движение два больших мотора. Также у конструкции есть механический ковш для сбора жертв – шариков. Задача его робота такая же, как и у предыдущей конструкции ‒ пройти по сложной линии и спасти условную жертву. «Процесс подготовки начинается со сборки, за которой следует написание программы и поиск наиболее удачной конструкции. Ведь не всегда все получается с первого раза. Необходимо предусмотреть все возможные ситуации, в которых робот может застрять или столкнуться с другими препятствиями. Также в программе можно реализовать множество проверок, чтобы избежать ошибок», ‒ говорит Кирилл.
Все решения он принимает самостоятельно, ничего не копируя из готовых конструкций. У него есть уникальные разработки, которые позволили улучшить конструкцию робота. Например, он использует датчики цвета, ориентированные на RGB-показатели ‒ Red, Green и Blue, каждый из которых может принимать значение от 0 до 255. Кирилл суммировал эти показатели, чтобы робот мог двигаться по линии, и с их помощью распознает цветовые метки. Все его усовершенствования помогли занять ему первое место в этих состязаниях. Второе место завоевала команда «Roboland 20» из ДДТ имени В. Дубинина и третье – команда «ROBOMAX-1» из Центра образования «Верх-Тулинский».
Самые сильные из начинающих робототехников получили путевку в финал соревнований в Санкт-Петербурге, который пройдет осенью. Победителей фестиваля наделили и преимуществами при поступлении в вузы, дополнительными баллами к ЕГЭ, а также возможностью поступления без экзаменов в МГУ имени М.В. Ломоносова при условии участия в олимпиаде «Робофест».
Олеся Соснина, фотографии Константина Кутузова