«От льдин и Арктики мы ушли к коронавирусу». Как перенести инженерные соревнования в квартиру, не превратив их в квартирник

Конструкторы для обучения детей робототехнике

Share Button

В мире уже не осталось сфер, не адаптировавшихся в той или иной мере к новой онлайн-реальности, а образование стало одним из флагманов таких преобразований. Многие команды, прежде принимающие для себя исключительно парадигму “vis a vis”, сейчас ищут решения, которые позволят сохранить наработанные годами результаты, и, если не поставить новые рекорды, то хотя бы не растерять имеющееся. Олимпиада Кружкового движения НТИ — первая командная инженерная олимпиада в России и первая сумевшая перенести 18 финалов в распределенный формат. Учитывая, что задания олимпиады традиционно предполагают работу участников с настоящим оборудованием, это был грандиозный вызов.

Потенциальные проблемы со связью в удаленных городах страны, где теперь предстояло соревноваться многим финалистам, пугали меньше, чем необходимость придумать, как запускать беспилотники дистанционно, где организовать полетную зону и построить полигон для испытаний, когда площадки одна за другой закрывались из-за карантина. В одном случае пришлось даже развернуть стенд для соревнований в квартире — однако это не превратило в квартирники сами финалы.

Распределенный формат

Людмила Виткевич, руководитель проектного офиса Олимпиады Кружкового движения НТИ

Людмила Виткевич, руководитель проектного офиса Олимпиады Кружкового движения НТИ

Что сделала: скоординировала переход 18 финалов инженерной олимпиады в распределенный формат.

Когда я узнала о том, что нужно за несколько дней переделать формат, к которому и разработчики и финалисты олимпиады готовились год, я испытала ужас от соприкосновения с хаосом, который наступал глобально. С другой стороны, я почувствовала азарт и веселье от нового, конкретного и серьезного вызова, который мы начнем преодолевать прямо сейчас. В успехе я не сомневалась, во-первых, потому что для провала не было причин, во-вторых, потому что у нас просто не имелось варианта не преуспеть.

Мне кажется очень важным для тех, кто окажется или уже оказался в такой ситуации, понять, что в этот момент руководителю надо отключить внутреннюю рефлексию и не задаваться вопросами вида «Справится ли команда?», «Вытянут ли разработчики?», «Достаточно ли у нас времени?». Мой разговор с президентом Ассоциации технологических кружков Алексеем Федосеевым на эту тему был таким:

− Люда, надо переделать все финалы в онлайн.

− Что?!

− Все.

После этого, уже на следующий день, у нас появилась ясная картина того, что будет происходить на каждом конкретном финале. Абсолютно все наши разработчики, партнеры, вузы, наставники, площадки проведения отнеслись к ситуации с пониманием, за что им огромное спасибо. Думаю, что причина данной ресурсности и максимальной мобилизации состоит в том, что опять же, это был новый вызов для всех. То, над чем ты работал год, требовалось переделать за несколько дней и ночей.

Важно, что формально на тот момент мы еще могли проводить финалы в очном формате. Когда принималось это решение, не стояло настолько жестких ограничительных мер, люди могли собираться на мероприятия в составе не больше 50 человек. И разработчики профилей имели основания сказать нам, что не хотят ничего переделывать. Но каждый понимал, что надо действовать на опережение, и никто не хотел, чтобы из-за него заболели дети или чтобы они заразили кого-то из своих родственников и окружающих. Решение, которое формально ты имеешь право не принимать, но по факту уже понятно, что лучше принять его как можно раньше, дается тяжелее, но оно правильней. 

Наши финалисты, особенно на первых распределенных форматах, конечно, испытывали определенное чувство разочарования — они не поехали в другой город на интересное мероприятие. Да, не состоялась важная для нас часть плотного формирования сообщества, когда каждый может посмотреть в глаза другому. Но онлайн открывает другие двери, раньше закрытые. Например, есть лаборатории и оборудование, к которым никогда не допустят школьников, но если школьники работают с суперсовременным оборудованием через посредника — сотрудника этой лаборатории — который выполняет их указания, это совершенно другие возможности, которые в будущем реально использовать. Еще один ценный момент распределенного формата состоит в том, что в онлайне может участвовать гораздо больше людей, чем в очных соревнованиях. Это большая ценность для тех, кто не может уехать из своего города, потому что ограничен в финансах или имеет проблемы со здоровьем.

Я считаю, что выросший объем работы в пандемию, который не спешит уменьшаться, идет нам как команде на пользу. Когда человек в экстремальных ситуациях живет в огромных потоках плохих новостей, у него создается иллюзия, что он может на эти потоки влиять, а на самом деле, человек ни на что, кроме себя, влиять не может. Возможно, только на своих маленьких детей и престарелых родственников. А тот, кто занят делом, во-первых, приносит реальную пользу, во-вторых, не сходит с ума от ужаса, отсутствия конкретных занятий, а получает нагрузку, которая в это время особенно необходима.

Так что, я считаю, что наш переход помог нам и сохранить психику, и еще раз подтвердить, что мы команда, способная выполнять свои обязательства в любых условиях, быстро адаптироваться к ним, извлекая максимум пользы. Все это укрепит наши позиции, которые и до этого были не слабыми.

Дополненная реальность

Анна Балахчи, руководитель профиля «Дополненная реальность» Олимпиады Кружкового движения НТИ

Анна Балахчи, руководитель профиля «Дополненная реальность» Олимпиады Кружкового движения НТИ

Что сделала: вместе с командой создала распределенную лабораторию гибридной реальности для проведения экспериментов по дивергенции цифрового и реального мира. 

У нас была очень интересная ситуация — мы разрабатывали задачу с оглядкой на будущее. Конечно, никто не предполагал, что в этом будущем наш Иркутский государственный университет закроют из-за жестких карантинных мер, и мы останемся без площадки для проведения финала в принципе. Нас отчасти спасло само условие задачи, которое предполагало, что участники работают в одной точке пространства, но в разных аудиториях. Это очень помогло нам с точки зрения переформатирования задачи, которым занималась студентка IV курса направления «Прикладная информатика» Зоя Воловикова. Именно в ее квартиру увезли стенд, с которым предстояло работать участникам. Дальше все могло закончиться плохо, потому что сильный порыв ветра открыл форточку, стенд упал, разбилась закрепленная на нем камера. Вместо претензий, которые могли бы быть со стороны финалистов, они начали писать в чат: «Стенд, живи!» и рисовать картинки стенда с листом подорожника. В это время мы судорожно искали новую камеру, а их поддержка очень бодрила.

VR-стенд

Традиционно на наш профиль доезжают все команды, которые прошли в финал. Никто никогда не «сливается». Но в этом году чувствовалось абсолютно особенное желание работать. Во-первых, ребята поняли, что то, чем они занимаются, реально может стать их работой, причем такую работу не закроют, не распустят, эти технологии будут нужны и сейчас, и позже, когда они закончат вузы. Во-вторых, они осознали на практике, что дополненная реальность может и должна работать именно удаленно. И это понимание пришло в реальной, а не в искусственно созданной среде.

Финалисты в командах разрабатывали игровое приложение дополненной реальности, работающее синхронно со стендом гибридной реальности*, для игры в симулятор хоккея с мячом нескольких противников друг против друга. По сути, это не просто стенд, а настоящий арт-объект. Мобильное AR-приложение — эмулятор стенда: все, что происходит в приложении, меняет ситуацию на стенде; все перемещения отображаются в виде передвижения объектов дополненной реальности в разрабатываемом участниками эмуляторе. Им предстояло, в том числе, разработать собственную систему распознавания маркеров на стенде, сконструировать текстуры для трехмерных моделей игровых объектов и создать систему проецирования таких моделей на объемные тактильные элементы стенда.

Любая геометрическая погрешность — и ошибка делала этот объект хуже. Надо понимать, что наши финалисты – очень модные молодые люди с развитым эстетическим чувством и техническими способностями. Это сочетание дало удивительный эффект и очень яркий результат.

Участники, как и мы, продолжали работу ночами, создали чаты, где обсуждали, как будут работать с созданными алгоритмами после финала. Я считаю, что это самый крутой результат соревнований. Работа не закончилась вместе с олимпиадой. Финалисты не разлетелись, а предложили создать распределенную рабочую группу по исследованию алгоритмов гибридной реальности, которые команды начали разрабатывать во время олимпиады. Мы даже задумались над тем, а не перевести ли наш профиль в онлайн-формат полностью, потому что для нашего специфического направления в таком формате реальности больше, чем в поездке на финал, когда люди теряют кучу ресурса на то, чтобы приспособиться к новому часовому поясу, научиться не отвлекаться на массу лишних факторов, которых в онлайне либо нет, либо их значительно меньше.

*AR-стенд — тактильная мультимедийная матрица, которая выполняет распознавание размещения и перемещения объектов на ней, а также динамически проецирует реакцию системы в виде изменения поведения виртуальных объектов на поверхности стенда в соответствии с определенными в ней законами. Стенд может связывать виртуальный и реальный мир: отображать в виде цифровой пространственной модели поведение объектов реального мира.

Беспилотные авиационные системы

Дмитрий Сурков, руководитель профиля «Беспилотные авиационные системы», заместитель начальника отдела автоматизации экспериментов института систем управления, информатики и электроэнергетики МАИ

Дмитрий Сурков, руководитель профиля «Беспилотные авиационные системы»

Что сделал: координировал работу команды разработчиков, которая занималась подготовкой заданий для олимпиады и созданием виртуального симулятора полета. За несколько недель вместе с командой перевел профиль в распределенный формат.

Мы узнали о переформатировании за несколько недель до начала соревнований. Наши финалисты писали нам и просили провести финал после карантина, но когда узнали, что мы разрабатываем новый симулятор полета, который можно запускать удаленно, подключаясь к компьютеру организатора, они очень обрадовались.

Испытания остались практическими, то есть это не тесты и не задачки, а реальная работа с беспилотником, пусть и в виртуальной среде. К сожалению, работа с грузом, пайкой и тестированием беспилотных роботов у нас отсутствовали, но мы приняли решение провести летные испытания модели беспилотника для команды-победителя на аэродроме МАИ, когда это будет возможно. Несмотря на все сложности, нам удалось сделать так, что ребята смогли поработать с реальными датчиками удаленно. Мы сделали специальную плату, с которой можно было работать, подключившись к компьютеру организатора.

Было нелегко проводить профиль. Техническая подготовка: разработка симулятора, сборка и настройка самолетов, подготовка финальных задач и разработка эталонных решений — была сложна. Но кроме того, мы не были уверены в том, что у всех участников будет стабильный интернет. Если одна из команд не сможет выйти на связь, то это уже некорректное проведение финала. В таком случае нам пришлось бы сдвигать сроки, но нам этого не хотелось. Благодаря слаженной работе команды разработчиков совместно с Проектным офисом олимпиады, нам удалось избежать многих проблем.

Все изменилось, но наш профиль несильно пострадал от того, что мы перевели испытания в онлайн. Одну задачу мы давали на работу с датчиками и три –– на работу с симулятором.

Специфика нашего финала была в том, что наши участники живут в пяти разных часовых поясах. Ребята со всей страны интересуются беспилотниками, поэтому нам приходилось формировать расписание под этот формат — тринадцать команд, девятнадцать городов, пять часовых поясов. Поэтому у нас было задействовано 5−6 организаторов, каждый из которых в конкретное время работал с одной командой. Из-за плотного и напряженного графика времени на задачи отводилось меньше, и ребята говорили, что это заставило их работать в команде более сплоченно, оперативно решать вопросы друг с другом.

В первый день мы дали описание задачи (отослали саму задачу в виде презентации с критериями оценки). Ребята сказали, что им сложно усваивать материал по презентации, без объяснения специалистов. Поэтому мы стали перед началом работы организовывать небольшие онлайн-конференции с разработчиками. Там мы отвечали на вопросы участников и подробнее рассказывали про задачу. Нам удалось динамично подстраиваться под новые условия олимпиады, потому что мы слушали участников, а участники — нас.

После знакомства с симулятором школьники попросили нас предоставить демоверсию для самостоятельной работы. Новизна нашего симулятора в том, что мы делаем не просто имитацию полета на компьютере. Ребята разрабатывают систему управления на микроконтроллере, который подключен к компьютеру. На компьютере установлен симулятор виртуального полета беспилотного летательного аппарата. Система управления разрабатывается на контроллере с помощью написания программного обеспечения.

Перед олимпиадой мы потратили много сил, чтобы запустить симулятор и сделать в нем необходимый функционал. Сейчас наши программисты работают над выпуском первой версии. Надеемся, что летом она будет доступна для наших пользователей. Стоит отметить, что симуляторы используются не обязательно для самолетов. В перспективе можно думать о более сложных вещах –– конвертопланах и других специфических летательных аппаратах. Сейчас авиация, особенно беспилотная, динамично развивается, поэтому нам есть куда расти и развиваться.

Наблюдается позитивная тенденция –– желание молодых людей участвовать в олимпиадах инженерного направления, количество участников все время растет. Мы видим это в школах, с которыми сотрудничаем, и в институте. Отмечу, что несколько лет назад это направление «проседало», сейчас оно опять начинает развиваться и идет в гору. Мне кажется, что ребятам нравится, когда они видят свой результат в реальном воплощении — как объект пролетел, как проехал, как работают ими созданные сложные алгоритмы, правильную ли идею они воплотили.

Мы во многом оцениваем свою работу по отзывам участников. После завершения финала мы проводили опрос для того, чтобы узнать количество желающих поступать в МАИ. Очень многие будут проходить вступительные испытания, поэтому мы сейчас составляем списки желающих и будем с этими ребятами дальше взаимодействовать. Это не может не вдохновлять и искренне радовать!

Летательная робототехника

Виктория Трубицына, разработчик профиля «Летательная робототехника» Олимпиады Кружкового движения НТИ (школьный и студенческий трек). Технический писатель в компании «Коптер Экспресс Технологии».

Виктория Трубицына, разработчик профиля «Летательная робототехника»

Что сделала: вместе с командой провела два финала олимпиады в распределенном формате, впервые в мире организовав соревнования с удаленным управлением коптерами

Это был мой первый опыт на Олимпиаде Кружкового движения НТИ, и он стал намного динамичнее, чем мы могли себе представить в самых смелых мыслях. Мы дважды теряли полигон финала и дважды переписывали задачу и регламент соревнований. На финалах у нас работали модераторы команд, «аватары»*, эксперты, техподдержка. У каждой команды был свой чат, где они тегали нас по каждому вопросу, чтобы не дергать экспертов на площадке. Система была сложная.

Проводить школьный трек мы изначально планировали в Великом Новгороде, на базе Новгородского государственного университета. Разработали задачу, посвященную Арктике: квадрокоптер должен был проводить мониторинг ледовой обстановки. Разработали большой полигон с движущимися льдинами и курсирующим кораблем, с которого квадрокоптер бы взлетал, распознавал объекты и возвращался. Мы ждали активной динамики на полигоне. Все подготовительные работы были сделаны, осталось провести сам финальный этап. Но началась пандемия, ввели ограничения. Стало понятно, что в Новгород мы не поедем, оборудование тоже остается в Москве, его не перевезти. Возник вопрос — где?

Коптер ОНТИ

Сомнений, делать ли финал, не было. Это ответственность не только перед самим собой, но и перед ребятами, которые готовились, ездили на хакатоны, задавали кучу вопросов и, главное, — ждали. Мы не могли просто сказать, что все отменяется. Тем более, многих из них мы знаем и регулярно встречаем на других мероприятиях, сменах, на нашем ежегодном хакатоне. Мы не могли их подвести. Ребята — это огромная часть нашего сообщества, и движущая сила, которая нас вдохновляет, и эмоциональная поддержка. Так что мы стали искать новое место.

На базе нашей компании ведет активную деятельность ЦМИТ «Коптер» (где мы и разрабатывали задачи для финалистов), находится он в технополисе «Москва». Площадка там большая, мы решили провести финал на ней. Вроде бы все хорошо, но полигон-то остался в Новгороде! Мы переписали задачу под нашу полетную зону, но буквально через пару дней узнали, что площадку арендовали для производства масок. У нас осталась маленькая полетная зона, мешал только шум производства. В итоге мы все же решили использовать ее, и тут новость — технополис закрывается на карантин (частично), на площадку мы попасть не можем, а до финала остается полторы недели.

В текущих условиях большую долю успеха обеспечила правильно выбранная площадка — Академия цифровых технологий в Санкт-Петербурге, они проводили подготовительный онлайн-хакатон к нашему финалу. Мы связались с АЦТ, и они подхватили. Мы снова переработали задачу и переписали регламент соревнований в третий раз. От льдин и Арктики мы ушли к более актуальной проблематике — коронавирусу.

Программная часть задачи и у школьников, и у студентов выглядела одинаково — необходимо было взлететь на дроне и в полете распознать цветные маркеры: зеленые — здоровые люди, красные — с повышенной температурой, желтые — возможно, заболевшие. Затем нужно было вернуться на 2 минуты на стоянку, а эксперты тем временем добавляли на полигон QR-коды. Потом требовалось снова взлететь, распознать и расшифровать появившиеся QR-коды — где точно заболевшие, а где нет. Процесс испытаний можно было наблюдать при помощи онлайн-трансляции полетной зоны.

Инженерная часть задания такая — нужно было разработать дополнительное модульное устройство для транспортировки и доставки хрупкого, малогабаритного груза («экспресс-тесты»); составить сопутствующую документацию (инструкции по изготовлению, сборке, монтажу и эксплуатации устройства) и программы, чтобы данные устройства функционировали. За один вылет коптер должен сбросить в разные точки три груза.

Летательная робототехника

У студентов инженерная составляющая была сложнее и включала изготовление прототипа. Они удаленно управляли «аватаром», который печатал их устройство, собирал, монтировал и испытывал. «Аватары» обращались к участникам только тогда, когда не могли разобраться в их документации. Нужно было подготовить и саму модельку, и документацию — инструкцию по изготовлению, по сборке, по монтажу и по эксплуатации. В последний день мы снимали испытания устройств на видео и показывали, как работают устройства участников: действительно ли сбрасывают груз. В итоге не удалось собрать только одно устройство, остальные справились.

Особых проблем с мотивацией ни у школьников, ни у студентов мы не заметили. Нам постоянно писали, звонили, задавали вопросы везде и всюду. Все работали усердно, команды очень сплотились. Мы отметили, что студенты более осознанно подходят к тому, чего они хотят. Если они хотят выиграть — не отстанут, спросят за каждый балл. Про школьников же мы отметили, что они мыслят более свободно, более креативно, а студенты сильнее в инженерном подходе. Решения победителей школьного трека мы показывали своим инженерам: смотрите, что они придумывают всего за три дня работы.

Мы занимаемся коптерами и их производим, и нам интересно работать именно с ними. Многие ребята тоже готовились работать именно с коптерами, а не с симулятором. Но были мысли по поводу симулятора. Но симуляторы, во-первых, имеют очевидные недостатки по сравнению с физическим миром, а во-вторых — в симуляторе ребята могут и сами собраться и посоревноваться, был бы зачинщик. Мы тут не нужны. Есть еще и соображение уникальности — мы следим за событиями на рынке дронов. И в мире никогда не проводилось соревнований с удаленным управлением дронами. Кроме того, так задача в каком-то смысле ближе к реальности. В компаниях инженеры решают задачи, делают модели, а изготовлением занимается другой человек. Программисты пишут программы для устройств, которые находятся не рядом, а где-то в другом месте. И ребятам очень важно научиться работать и в таком формате, ведь именно формат меняется сейчас очень сильно. А наш опыт мы сможем использовать для проведения других мероприятий, учитывая плюсы, минусы и полученный фидбэк.

Уверена, что к прежнему формату мир точно не вернется. Многие платформы перейдут полностью в онлайн, организации поймут, что необязательно арендовать помещения и держать там сотрудников. Этот опыт дистанционного проведения мероприятий очень полезен, ведь его можно использовать и дальше. Те же хакатоны можно проводить в онлайне, работать с удаленными регионами. Кстати, большой плюс, что ребята, которые отказались от очного финала по финансовым и другим причинам, все же смогли поучаствовать. Может быть, такой формат позволит привлекать большее количество участников. Тут есть над чем подумать и в каком виде применить все эти наработки дальше.

Примечания

*«Аватарами» на распределенных финалах Олимпиады Кружкового движения НТИ называют взрослых специалистов, работающих с оборудованием под руководством участников. Они следуют командам и инструкциям, полученным от финалистов, и не принимают никаких самостоятельных решений в своей работе. Иными словами, они выступают как «руки» участников, физически отсутствующих на площадке.

Фото по направлению «Летательная робототехника» предоставлены ГБНОУ «Академия цифровых технологий».

Над статьей работали Екатерина Баяндина, Надежда Вечорек, София Блынская, отдел информации олимпиады Кружкового движения НТИ.

Share Button

Нет комментариев.

Оставить комментарий

© 2014-2020 Занимательная робототехника, Гагарина Д.А., Гагарин А.С., Гагарин А.А. All rights reserved / Все права защищены. Копирование и воспроизведение в любой форме запрещено. Политика кофиденциальности. Соглашение об обработке персональных данных.
Наверх