4 марта 2022, 09:01VR-тренажер, умная одежда и робот-манипулятор: какие еще проекты реализуют ученики московских инженерных классовПоделиться
Освоить язык программирования, сделать 3D-модель и соединить детали — ученики инженерных классов могут легко превратить идею в готовую разработку. Во Всемирный день инженерии рассказываем о том, как запрограммировать VR-тренажер, изучить состав морского дна и создать умную одежду.
Сегодня определиться с профессиональным будущим и сделать первые практические успехи в Москве можно уже в школе. Для этого в столице организовано обучение старшеклассников по инженерному, медицинскому, предпринимательскому, педагогическому, медиа-, ИТ- и другим направлениям.
Для тех, кто хочет развиваться в области современной инженерии, открыты классы соответствующего профиля. Там школьники углубленно изучают математику, информатику и физику, осваивают курс 3D-моделирования и создают уникальные разработки.
У ученика 11-го класса школы № 1329 Владислава Воронина очень современное хобби: он увлекается VR-технологиями. Свой первый инженерный проект в этой области старшеклассник представил еще в прошлом году.
«Я спроектировал VR-симулятор для обучения будущих водителей. Хотел, чтобы идея касалась автомобилей и была полезна обществу. На своем опыте знаю, как скучно учить теорию по вождению, поэтому решил сделать этот процесс увлекательным. Благодаря виртуальной реальности пользователи могут развивать водительские навыки не выходя из дома», — рассказывает школьник.
Владислав разработал приложение, с помощью которого на виртуальном автомобиле можно проехать по оживленному городу с дорогами, светофорами и перекрестками. Чтобы использовать тренажер, понадобятся очки виртуальной реальности, игровой руль и педаль. При этом пользователь может или проехать по 3D-маршруту, или уделить время теоретической части.
В программу загружены все правила дорожного движения, которые могут встретиться будущим водителям на экзамене в ГИБДД.
«Можно проверить свои знания в симуляторе при помощи тестов. Тренажер моделирует ситуацию, и будущему водителю нужно решить, как повести себя на дороге. Допустим, перед ним перекресток. Требуется ответить, можно ли по правилам повернуть, например, направо или налево», — объясняет Владислав.
Он отмечает, что наполнить виртуальный город автомобилями было непросто, ведь каждый из них должен двигаться по своему маршруту, соблюдая правила дорожного движения. Однако даже такие сложности не помешали старшекласснику сделать графику реалистичной.
Несмотря на то что работа над проектом закончена, школьник пока не планирует запускать его на игровых платформах: не каждый захочет приобрести VR-очки, руль и педаль, чтобы практиковаться дома. В то же время парень уверен: тренажер станет отличным помощником при обучении водителей в автошколах.
О профильном обучении с удовольствием рассказывает и Евгения Андреевская — ученица 11-го класса школы № 2065. Одно из главных преимуществ такого образования — акцент на практической работе.
«На уроках мы изучаем языки программирования, алгоритмы, основы информационной безопасности, пишем программы. Также делаем 3D-модели, чтобы понять, как будут выглядеть те или иные детали — это позволит избежать ошибок при конструировании. Крайне важно, чтобы все элементы устройства подходили друг другу и работали слаженно», — объясняет Евгения.
Над 3D-моделью своего проекта Евгения трудилась несколько месяцев. Она спрограммировала и разработала анализатор химического состава осадков морского дна. Прибор сможет распознать инородные частицы в песке и иле. Это поможет ученым определить уровень загрязнения водоемов, узнать о природных изменениях и аномалиях. Исследовать можно дно не только морей и океанов, но и, например, Москвы-реки.
Комплекс выглядит как небольшая технологическая конструкция с роботом-манипулятором посередине. Как в детском игровом автомате, он перемещает образцы из одной зоны в другую. Прибор с легкостью умещается на табуретке, а робот-манипулятор по размеру чуть массивнее микроскопа.
Евгения Андреевская уверена: ее проект уникален и поможет ученым выполнять исследования быстрее, дешевле и безопаснее.
«Специалисты тратят по 12 часов непрерывно, выписывая все показатели вручную. Мое устройство будет автоматически проводить анализ и загружать результаты в компьютер. Конечно, есть и другое оборудование, но оно предназначено для промышленных масштабов и установить его на корабле почти невозможно. Существует более мобильный прибор, который хранится в Институте океанологии имени П.П. Ширшова РАН. Но эта установка — одна во всем мире», — отмечает старшеклассница.
В прошлом году школьница уже представила проект производителям анализаторов, удивив специалистов. Теперь в сотрудничестве с ними она планирует выпустить лимитированную партию оборудования. Однако сейчас проект на стадии доработки. В будущем Евгения сделает прибор компактнее, заменит робот-манипулятор на автоматический конвейер, а саму конструкцию разместит под защитным колпаком.
Руслан Петранов из школы № 548 «Царицыно» заинтересовался наукой достаточно рано. Юный москвич сразу решил, что будет учиться в инженерном классе. Десятиклассник признается: учеба по профилю лишь укрепила его интерес, и за полтора года он создал семь инженерных проектов индивидуально и в составе команды. Например, вместе с одноклассником разработал приложение для управления виртуальными объектами в игровом приложении с помощью альфа-ритма. В проекте используется специальный датчик, который регистрирует ритмы головного мозга. Чтобы в игре пройти на следующий уровень, ребенку нужно следовать инструкциям, меняя свое физическое и эмоциональное состояние для достижения состояния покоя (медитации). Таким образом дети учатся техникам осознанного расслабления.
Руслан под руководством научного руководителя одного из ведущих вузов страны также создал систему контроля здоровья студентов, которая интегрирована в браслет. Программа автоматически оценивала пульс, давление и кровоток, а результаты загружала в приложение на смартфоне. Это позволило бы учащимся не допускать перенапряжения и вовремя делать перерыв. Проект не реализовали из-за больших затрат, зато на его основе возникла идея умной одежды.
«В ткань вшиваются микроволокно и датчики, которые, как и в идее с браслетом, отслеживают показатели и отправляют пользователю результат. Датчики незаметные, а волокно износостойкое, поэтому одежду можно стирать», — объясняет Руслан.
Умная одежда позволит атлетам не перенапрягать организм на тренировках, а пожилым людям — следить за здоровьем. При резком нарушении биоритмов проблему зафиксирует бот и адресует звонок сотруднику скорой помощи. Кроме того, Руслан придумал платформу для определения уровня стресса, усовершенствовал технологию производства высокоточных деталей в 3D-печати и спроектировал прибор, позволяющий определить, приживется ли в теле человека донорский орган.
«Обучение в инженерном классе для меня важный этап. Здесь учат любить свое дело и верить в него, дают знания для будущей профессии. У нас также есть современное оборудование, при помощи которого можно реализовать любые идеи», — рассказывает Руслан.
В распоряжении школьников лазерные и 3D-принтеры, резаки, фрезеры, паяльные станции и мощное компьютерное оборудование. За техникой безопасности на уроках пристально следят опытные педагоги.
Умение работать с современным оборудованием поможет выпускникам найти хорошую работу или создать собственное дело. «В будущем я хочу открыть свой стартап. Планирую наладить сотрудничество со столичными компаниями и делать исследования на заказ», — рассказывает Руслан.
Школьник признается, что хотел бы делиться своими идеями с широкой аудиторией. Он уверен: наука может заинтересовать любого, главное — найти к ней подход.
