Школьники разработали систему освещения для завода
В «Кванториуме» есть небольшой стенд, с которого все началось: он объединяет четыре маленьких светильника, модуль управления и сервер. С этой модели стартовал большой проект по созданию системы экономного освещения для цехов завода «Сибкабель», который выполнили школьники под руководством педагога Николая Булахова.
На отборочном этапе российского конкурса лучших профориентационных практик «ПроеКТОриЯ» разработка юных томичей в конце 2019 года получила высокую оценку, а их наставник Николай Булахов был признан победителем этого конкурса. На самом форуме, который прошел в конце прошлого года в Ярославле, ребята тоже хорошо выступили и привезли домой грамоты и призы.
Сотрудничество кванторианцев с заводом «Сибкабель» началось три года назад, группа менялась, но за это время сформировался костяк, который довел проект до финальной стадии внедрения.
— На заводе возникла идея заменить лампы на светодиодные и при этом управляемые, чтобы можно было регулировать их светоотдачу, — рассказывает Николай Булахов. — Мы сделали модули, управляющие лампами, и сервер, управляющий модулями. Написали программное обеспечение для сервера и для мобильных устройств, чтобы нужный режим освещения можно было задать с планшета.
Созданная школьниками система может включать свет по расписанию, в зависимости от режима работы завода. С ее помощью можно управлять каждым светильником в отдельности. «Если у нас, допустим, какая-то часть цеха не задействована и там нужно поддерживать освещение только для того, чтобы охранник видел, что там все в порядке, можно гибко подсвечивать какие-то участки цеха либо установить минимальный уровень освещения, — говорит о преимуществах разработки педагог. — Можно также с помощью датчиков движения создавать освещенную область и таким образом «сопровождать» движущегося человека по всему цеху».
Начали ребята и педагог с небольшого модуля, который затем масштабировали до объемов заводского цеха. И так сложилось, что активная стадия внедрения разработки в заводских цехах совпала с началом конкурса. Чтобы выполнить одно из его условий — снять видеоэссе, — даже специально договариваться ни с кем не пришлось, педагог и его ученики и без того много времени проводили на предприятии. Там как раз монтировалась придуманная ими система освещения, затем шли пусконаладочные работы.
— Мы сняли видеоролик, рассказали и, главное, показали, чем занимаемся, постарались донести мысль, что наши ребята не только в теории учатся программировать, но видят, зачем это в конечном итоге надо и где это применяется, — делится Булахов. — Наверное, это и сыграло решающую роль.
Хотя, наверное, это покажется странным, что такое серьезное дело, как освещение успешного предприятия, разрабатывают дети.
— Сегодня это нормальная практика, участие в серьезных «взрослых» проектах – самая лучшая профориентация, — считает преподаватель. — «Кванториум» сам стремится находить солидных заказчиков. И предприятия откликаются: они тоже заинтересованы в том, чтобы в перспективе к ним на работу приходила мотивированная и хорошо подготовленная молодежь. Это обоюдовыгодное сотрудничество. С одной стороны, «Кванториуму» дают реальные ситуации и случаи, которые нужно проработать, с другой - это взращивание кадров для предприятия.
В «Кванториуме» Николай Булахов преподает информационные технологии, знакомит ребят с устройством компьютера, операционных систем, компьютерных сетей. На занятиях учит их программировать, работать с микроконтроллерами, датчиками, управляемыми механизмами, работе с прикладным программным обеспечением. А основная его работа - в лаборатории автоматизации радиофизических исследований на радиофизическом факультете ТГУ, также Николай Георгиевич является старшим преподавателем кафедры квантовой электроники и фотоники.
При этом у него уже большой опыт работы со школьниками: в физико-математической школе при ТГУ начал преподавать еще со студенчества, со старших курсов. Говорит, что втянулся в этот процесс, и он ему очень нравится.
- Дети очень живые, у них постоянная обратная связь, хочешь ты этого или нет, - улыбается Николай Булахов. - Студенты, если им скучно, могут и поспать на лекциях, но виду не покажут. Со школьниками так не получится. Если им что-то не нравится, они обязательно дадут об этом знать. А если ребятишек по-настоящему заинтересовать, они начинают жить этими захватывающими проектами, которые мы с ними делаем. Хоть у современных школьников свободного времени и не так много, тем не менее они начинают активно впитывать знания. А я со своим багажом знаний просто стараюсь направлять их в нужное русло, чтобы ребята сами выполняли проект, сами учились, предлагали что-то свое. Порой мне даже удается что-то почерпнуть от них - какие-то интересные решения, «фишечки»: взрослому порой такое и в голову не придет, а они со своим свежим взглядом и восприятием умудряются что-то изобрести.
Все начинается с игрушечных поделок. Преподаватель показывает прототип самоходного робота, который может из точки А пройти в точку Б. С одной стороны, похоже на детский конструктор, а с другой – такими вещами сегодня интересуются аграрии, которые уже испытывают беспилотные автомобили с техническим зрением. Усовершенствовать «мозг» комбайна или трактора таким образом, чтобы он без участия человека мог вспахать поле или собрать урожай, – задача не из простых. Ведь на полях могут встречаться деревья или кустарники, на них могут забредать животные. Чтобы получить такую технику, нужно соединить техническое зрение с искусственным интеллектом. И такая работа уже ведется вовсю. А началась она с простого робота, которому поставили задачу самостоятельно пройти из точки А в точку Б.
Обычно школьники приходят в «Кванториум» с ожиданием, что здесь будет все, как в школе, ну, может, только с более интересным оборудованием.
- И все начинается с того, что они садятся за парты и ждут, что я им буду материал надиктовывать, а они будут делать упражнения, - делится наблюдениями Николай Булахов. - По мере того, как все это перерастает в большие дела, я вижу, как у них глаза загораются. Да, начинается все с теории, но потом у них начинаются мозговые штурмы, самостоятельный поиск теоретических материалов, ведь без них не решить поставленных задач. На этом этапе некоторые начинают, может быть, скучать. Но как только дело доходит до практики, например, до первого похода на завод, ребята тут же преображаются. Они ходят на экскурсии по предприятиям, получают информацию от специалистов, технологов, энергетиков. Когда они видят, с какими серьезными преобразованиями могут быть связаны их проекты, конечно, это очень воодушевляет.
С заменой освещения на заводе «Сибкабель» кванторианцам удалось пройти все стадии - от разработки проекта до его внедрения. Разумеется, монтаж в цехе производила фирма, у которой есть все необходимые допуски и лицензии, но все это делалось по эскизам и чертежам ребят, с разработанным ими программным обеспечением.
В «Кванториуме» занимаются ребята с 5-го по 11-й класс, но в серьезных проектах обычно участвуют старшие, 9-11-классники. В проекте с освещением цехов были заняты Михаил Исаков, Дмитрий Синицын, Егор Приходько, Давид Щербатов и Руслан Хавроев. За время выполнения проекта один из них успел стать студентом радиофизического факультета ТГУ, так что профориентацию можно назвать весьма успешной.
Один большой и серьезный проект завершен, а дальше преподавателя и его воспитанников ждут новые, не менее интересные дела в партнерстве с предприятиями и университетами.
- Сейчас общая тенденция – поддерживать различные начинания по работе со школьниками, - говорит Николай Булахов. – У нас и на факультете тоже ведется активная работа, стараемся ребят привлекать к выполнению научных проектов, порой наукоемких, но применимых к практике. Например, сейчас у нас на кафедре радиофизики под руководством профессора Дмитрия Суханова разрабатывается модель ультразвукового левитационного 3D-принтера. В нем с помощью множества ультразвуковых датчиков создается звуковое поле, которое может захватывать объект и перемещать его в пространстве. Не нужно никаких пинцетов, зажимов, экструдеров. Со стороны выглядит, как частичка материала парит в воздухе, перемещается в нужное место и опускается. Применение может быть различным: например, в работе с агрессивными средами, это даст новые возможности. Это очень перспективный способ 3D-печати.
Звучит как фантастика. Но ведь и в то, что целую систему экономичного освещения для заводских цехов, которой можно управлять с планшета, способны разработать школьники – тоже не сразу верилось.
Юлия КЛИМЫЧЕВА.