На прошлой неделе нас пригласили на открытие Кванториума и класса беспилотных авиационных систем в школе № 55. Открытие было техническое – без лишнего фарса, но с тёплыми словами и символическим разрезанием ленточки.
В прошлом году учителя подготовили заявку на создание технопарка. Идею поддержали начальник управления образования Наталья Иванова и специалисты управления, председатель Думы БГО Алексей Горевой, мэр Евгений Писцов. Разработкой проекта занимался дизайнер Андрей Мелехин, который участвовал во всех процессах от начала и до конца.
Идеи Кванториума и класса БАС очень востребованы, но и очень затратны. Министерство образования и молодежной политики Свердловской области одобрило заявку и выделило большие средства: более 25 млн рублей на оборудование Кванториума и более 12 млн рублей на беспилотные системы из областного бюджета. Дополнительно было выделено более 6 млн из бюджета Берёзовского, и в сумме на проекты ушло почти 50 млн рублей. А за счёт оснащения школа смогла войти в десятку лучших школ Свердловской области.
– Проект класса беспилотных авиационных систем – это второй проект, в который мы попали. Мы узнали об этом полгода назад, в январе, и сначала это стало небольшим шоком, потому что мы уже готовили Кванториум, а тут ещё и класс, – рассказывает Максим Калинин, директор школы № 55. – Я сначала думал, как мы сможем всё это осилить, но, к счастью, мы это смогли, мы это сделали, создали, и сегодня мы готовы представлять наши проекты.
В этом году в школе три 10 класса, один из них имеет естественно-научную направленность, один – технологическую. Учителя планируют углублять программу в этих классах как раз на базе технопарка. К тому же с этого года в школы возвращается труд, и один из модулей этого предмета посвящён беспилотникам – дети будут учиться программировать, управлять и ремонтировать аппараты в Кванториуме. В другом новом предмете – Основы безопасности и защиты Родины, – также есть раздел о БПЛА.
– Я хотел бы поблагодарить, конечно, президента нашей страны, губернатора Свердловской области за то, что реализуются такие важные национальные проекты, как «Образование». Огромное спасибо команде образовательного учреждения за то, что не побоялись, сформулировали качественную заявку и смогли качественно проект реализовать. Все это делается для того, чтобы наши дети имели доступ к самым современным технологиям. Сегодня мы с вами посмотрим, что такое Кванториум, для чего и для кого он. Ну и класс авиационных систем – это очень перспективное направление, которое востребовано во многих отраслях экономики. Это, безусловно, очень важно, чтобы наши дети здесь были, что называется, в седле или на гребне волны, – сказал мэр Евгений Писцов на открытии.
Кванториум и класс авиационных систем ориентированы на межшкольное взаимодействие, то есть доступ к этим технологиям будет у любого школьника БГО. В скором времени на сайте школы № 55 появится информация о том, как записаться в соответствующие кружки, но Максим Олегович предупреждает сразу – будет отбор:
– Эти системы требуют определённого технического склада ума. То есть человек, который приходит в класс беспилотников или в Кванториум, должен быть подготовлен к процессу сборки и программирования.
В Кванториуме оборудованы не только классы, но и занято пространство коридора на третьем этаже школы. Весь технопарк делится на зоны:
Медиа квантум
Это зона в коридоре, начало Кванториума. Здесь установлены сиденья и экраны, коворкинг зона. В этом месте могут проводиться как теоретические занятия в рамках кружков, так и музейные уроки с интерактивными форматами.
Физическая лаборатория
Здесь будут проводиться занятия по физике и программированию. Кабинет оснащён ноутбуками, профессиональным 3D-принтером с высокой скоростью печати, роботами. В классе имеются наборы для практических заданий. При нас ученики школы вместе с учителем изучали закон сохранения энергии с использованием датчиков. Комплекты для опытов современные, показания выводятся на экран компьютера и заносятся в таблицу, что упрощает работу. Принцип работы этих наборов похож на комплекты «Уральской инженерной школы», но, как говорит учитель, УИШ больше подходит для ребят младшего возраста за счёт простоты интерфейса.
Зона робототехники
В технопарке будет большой упор на робототехнику, сейчас в Кванториуме шесть разновидностей тематических комплектов. Появились преподаватели по робототехнике и беспилотным авиационным системам, но в планах расширение штата. Одна из идей – приглашать педагогов из других школ и организаций дополнительного образования для ведения кружков во второй половине дня.
На площади в коридоре ребята смогут управлять роботами и готовиться к соревнованиям. Нам продемонстрировали работу механизма для отслеживания. Похожие устройства участвуют в боях роботов, но дополнительно на них устанавливаются боевые модули. Также на этой основе можно разместить робо-руку, и тогда робот сможет переставлять предметы. Рядом расположена небольшая полётная зона – она была запланирована до того, как в школе появился большой полигон (в итоге сейчас школа оснащена тремя полётными зонами разных размеров).
Биологическая лаборатория
Основной акцент на изучение биологии. Мы попали на тематическую работу по изучению состава косметики с ученицами школы.
Художественная зона
Единственное место в школе, где естественный свет падает с потолка. Здесь занимаются изобразительным искусством не только ученики школы № 55, но и другие ребята. Частые гости – юные художники из ДШИ № 2.
Химическая лаборатория
На базе этого класса будут проводиться занятия не только для старшеклассников, но и для более юных школьников. Ученики будут ставить опыты, наблюдать за реакциями, выяснять причину этих реакций. Профильные 10 и 11 классы изучают химию в мире профессий – в кулинарии, фармацевтике, текстильной промышленности, металлургии и других сферах. Знакомые многим опыты теперь проводятся с помощью датчиков, и ребята смотрят реакции не только качественно, но и количественно – фиксируют изменение температуры, наличие ионов, электропроводность и другие показатели.
Изначально лаборатории были обычными кабинетами, но в рамках Кванториума в них провели водопровод, установили куб с вытяжкой для проведения реакций в химическом классе, закупили подходящую мебель.
Мы плавно перемещаемся в полётную зону. Год назад на этом месте был просторный коридор, здесь ученики школы репетировали марш к смотру строя и песни, в непогоду здесь проводились мероприятия. Сейчас в коридоре раскинулся большой полигон для беспилотников. По бокам и сверху натянута мягкая сетка, пол устелен прорезиненными матами. На этой площадке ребята будут готовиться к соревнованиям, а в перспективе соревнования будут проводиться здесь. Конструкция стационарная, но при необходимости она может быть разобрана и перемещена в другое место, либо может пересобраться в другом порядке.
Общая площадь полётной зоны около ста квадратных метров. В ней установлены различные препятствия для отработки движений – кольца и барьеры. Дроны периодически путаются в сетке, и есть риск порвать её – ситуация штатная, в школе есть запасные. Также некоторые элементы беспилотников могут сломаться, и в этом тоже нет проблемы – на 3D-принтерах можно печатать новые рамы и детали под замену. Системы работают, проверки уже пройдены.
Дальше мы спускаемся на первый этаж, в класс беспилотных авиационных систем. Требования к проекту были достаточно серьёзные – кабинет не меньше 100 квадратов, в котором должно быть место под полётную зону. Подходящее помещение нашлось только на первом этаже.
– Многие школы пошли другим путём – они разделили это пространство на два кабинета. Но это не очень удобно, потому что и детям, и преподавателям придётся бегать из класса в класс. У нас, к счастью, получилось организовать всё в одной зоне, – рассказывает Максим Олегович.
В классе организовано 12 рабочих мест, за которыми дети будут собирать и разбирать дроны, проводить ремонт и замену деталей. Установлен симулятор, на котором ребята учатся управлять дронами виртуально – когда оттачивают этот навык, переходят на реальные аппараты. Управление беспилотниками – непростой процесс, потому необходимо отработать движения и налетать определённое количество часов виртуально. В дальнейшем симуляторы будут установлены на ноутбуки, к ним будут подключаться пульты управления, и тренироваться смогут одновременно несколько человек.
– Планируем выходить на крупные соревнования. Думаю, через год начнём участвовать. Сейчас мы пробуем собирать и запускать дроны, учимся ремонтировать, – делится планами директор школы.
Присутствует малая полётная зона – куб 3х3 из той же сетки, что и в большой зоне. В первую очередь для того, чтобы ребята отрабатывали плавный подъём дрона в воздух и короткие движения. В хвосте кабинета расположена зона ремонтной станции и 3D-печати, в которой будут изготавливаться рамы для беспилотников.
– Мы готовы к тому, что аппарат может упасть и сломаться, что в любой момент всё может пойти не так, и это нормально. Поэтому мы будем собирать рамы, возможно, даже паять что-то. Нам главное сохранить начинку, а корпус мы можем переделывать сколько угодно, класс полностью оборудован под это, – продолжает рассказ Максим Олегович.
На тренировках отрабатываются разные сценарии – подъем аппарата в воздух, полёт на определённую дистанцию, полёт с препятствиями, поворот в воздухе. В кубе 3х3 в первую очередь отрабатывается подъём дрона в воздух и его удержание на определённой высоте. Пока есть небольшие сложности с программированием беспилотников, но школа привлекла опытного человека, который сможет наладить работу. В перспективе именно с такими аппаратами ребята будут выходить на соревнования.
Скорость полёта у дронов очень высокая, поэтому во время отработки сценариев категорически запрещено заходить за сетку. По технике безопасности оператор должен находиться перед кубом, а не внутри. В лучшем случае при столкновении беспилотника и человека у аппарата сломается какая-либо часть, но очень высока вероятность получить серьёзные травмы.
Вообще в школе уже собраны дроны трёх типов. Беспилотники отличаются не только внешне, но и по характеристикам – какие-то предназначены исключительно для полётов на ручном управлении, каким-то задаётся маршрут, а некоторые преодолевают препятствия благодаря датчикам. Аппаратам можно установить камеру с распознаванием лиц и объектов, можно задать движение по начерченной линии.
Все манипуляции с аппаратами – это робототехника, программирование на языках Python и С++ и изучение датчиков. Для более юных школьников доступны простые системы с блочным программированием. Они выполняют простые сценарии, отрабатывают движения, изучают скоростные режимы и элементы. Это первая ступенька в серьёзные занятия робототехникой, чтобы привлечь и заинтересовать ребят.
В классе БАС хранятся 36 комплектов роботов. Самый дорогой стоит порядка 211 тысяч рублей, и имеет множество интересных функций, но работа с такими аппаратами будет доступна уже опытным школьникам. Начинающие будут собирать более простые модели и тренироваться на них. В комплектах есть запасные аккумуляторы и дополнительные элементы, с помощью которых можно расширять функционал дронов. Также есть запчасти для замены.
– Нам предстоит ещё много учиться самим. Сегодня кадровый вопрос вообще очень серьёзный в любой отрасли, которая сейчас на пике, которая востребована, людей не хватает всегда. Поэтому, если есть люди заинтересованные в авиационных системах, мы готовы сотрудничать, готовы привлекать и специалистов, и родителей, знакомых с этой темой. Андрей Михайлович, например, наш родитель. В этом году его дочь закончила школу с золотой медалью, сейчас учится сын. Своими силами, я думаю, мы добьёмся необходимого результата, – делится с нами Максим Олегович.
Школа № 55 приглашает директоров других учебных организаций для сотрудничества. Технопарк должен работать на город, и в планах у Максима Калинина вывести Берёзовский на высокий уровень в разработке беспилотных авиационных систем.