Как стать Царем горы

13 и 14 мая в Москве прошел финал первого Турнира двух столиц по робототехнике. В нем приняли участие 40 команд из Москвы и Санкт-Петербурга, выступившие в двух возрастных категориях: от 10 до 14 лет и от 14 до 18. Организаторами Турнира стали московский Центр педагогического мастерства и Санкт-Петербургский университет ИТМО.

Все начинается с детства

В фойе всех встречал милый, похожий на пингвина робот Мартин. Когда называешь его по имени и здороваешься с ним, он отвечает, моргая вполне живыми глазками: «Привет!». А потом спрашивает: «Я вам нравлюсь?» И на, естественно, утвердительный ответ, говорит: «Ты мне тоже нравишься». И едет дальше.

А рядом проходили соревнования. Из пяти заданий (или, как тут говорят, регламентов) четыре были объявлены заранее. И только последнее, пятое, нужно было выполнить непосредственно на турнире, во второй день. Его объявили в конце первого дня, чтобы юные робототехники успели подготовиться и продемонстрировать умение решать задачи в формате «здесь и сейчас», проявив свою олимпиадную подготовку.

Объясним, какими были первые четыре конкурса. Младшие ребята продемонстрировали свое мастерство в конкурсе «Царь горы». Роботы, представляющие две команды из Санкт-Петербурга и две из Москвы, должны были заехать на гору по черной линии и там продержаться пять минут, выталкивая соперников. Те, кого вытолкнули, могут заехать на вершину еще раз, за исключением последней минуты. И тот, кто остался на горе, победил. В этом конкурсе принимали участие 10 команд: 5 от Москвы и 5 от Санкт-Петербурга. Перед финалом в двух столицах проходили отборы. От одного только Петербурга в категории «Царь-горы» участвовало 48 команд, и только 5 лучших дошли до финала.

Подхожу к тренеру команды «Сигма» из города Луги Ленинградской области Светлане Ивановой. Она работает в Компьютерном центре, где, по ее словам, занимается очень много детей, даже первоклассники. Они начинают с кирпичиков детского конструктора, который им покупали в детстве родители, а потом узнают, что с помощью этих кирпичиков можно собирать механизмы и даже их программировать. Какие способности важнее для робототехники? Это совокупность навыков: и робота собрать, и программу написать. В случае с «Царем горы» важную роль играет именно конструкция робота, от которой зависит достижение успеха, а программирование (поведение робота) почти у всех одинаковое.

Как роботу въехать на мост

А этажом выше юные робототехники соревновались в регламенте «Мосты». Это когда от каждой команды представлены два робота: один – инженер, а другой – испытатель. Робот-инженер ставит сначала один мост и проезжает по нему, а потом – другой, и тоже его преодолевает, оказываясь в зоне финиша. После этого робот-испытатель проделывает то же самое по уже поставленным инженером мостам.

Подхожу к двум мальчикам, готовящимся к заезду. Это Андрей Краевский и Михаил Богодухов из команды Санкт-Петербурга. Спрашиваю, почему они решили поучаствовать в этом турнире. Михаил ответил так: «На эти соревнования мы пошли потому, что они нестандартные. Тут надо создать конструкцию робота, который не должен превышать 25 см, придумать, каким должен быть мост. У нас было много вариантов мостов – и раскладной, и подвесной, и такой, который может выкидываться, и выползать, и раскрываться. Мы разделили роли: я больше инженер-конструктор, а Андрей больше программист. Мы обговариваем все алгоритмы». На мой вопрос, почему ребята стали этим заниматься, семиклассник Михаил ответил: «За робототехникой – будущее. Тут можно много чего развить». А шестиклассник Андрей ответил так: «У меня папа, дядя и отчим – программисты. И я тоже хотел им стать. Но поскольку программированием начинают заниматься в более старших классах, то в 3-м классе я пошел в робототехнику. Начал со школьного кружка, но быстро понял, что там мне нечего делать. Теперь по субботам мы ездим в 239-ю школу и занимаемся робототехникой».

Качели и гонки для больших

Ну а старшие ребята выступали в номинациях «Качели» и «Гонки». Как объяснил десятиклассник Дмитрий Хард из московской школы № 1716 «Эврика-огонек», в «Качелях» участвуют два робота. Один, с клешней, едет и хватает банки разной массы (50 г, 100 г, 150 г), расположенные на разных уровнях, а второй должен ловить эти банки, подстраховывая «друга», становясь либо на качели, либо под качели. Главная задача – поставить все три банки на весы. Участники могут в любой момент сделать рестарт (за исключением последней минуты), при этом их баллы не аннулируются. Они продолжают с начальной точки, и банки расставляются заново. Побеждает та команда, чья чаша весов «перевесит». На все дается 5 минут. Дмитрий Хард считает, что это почти самое трудное задание из 4-х номинаций («Мосты» даже посложнее, чем «Гонки»). «Интересней турнира еще не было, – сказал Дмитрий. – А это – самое сложное задание, из тех, которые я видел. Раньше я участвовал в конкурсах, где на подготовку давалось 5 часов, а здесь – месяц, за который нужно сконструировать робота, спрограммировать его и проверить. Всегда не хватает нескольких часов, чтобы сделать абсолютно все».

Ну и наконец – «Гонки». Что это? Два робота должны пройти по трассе, преодолевая препятствия. Каждый со своей линии старта. Другие два должны находиться в зоне пит-стопа своей команды. Задача – за пять минут проехать наибольшее количество кругов и совершить не менее двух пит-стопов с заменой роботов.

Аналог этому – машина без водителя. Такие уже проектируются. Например, один из соорганизаторов турнира Московский Политехнический университет занимается автономным транспортом. «Машина-робот едет по полосе, – рассказал нам тренер из Выборга Александр Потоцкий, – реагируя на датчики цвета. Другие датчики следят за тем, чтобы роботы не врезались. Это приближено к автономному управлению по какой-то трассе. Или робот должен уметь сбрасывать скорость на определенных сложных участках (иначе он не проедет крутой поворот). Все это, как и возможность обгонять другого робота, должно быть заложено в программе. В этом конкурсе важнее программистские способности. Модели примерно все одинаковые».

Загадка второго дня Турнира

Мы спросили Наталью Петровскую, председателя Ассоциации учителей робототехники и одного из разработчиков задач и организатора Турнира двух столиц, в чем его отличие от других подобных соревнований. «Это не калька международных турниров, – рассказала Наталья, – а разработка собственного российского регламента. Ребенок соревнуется и с полигоном, и с роботом-противником одновременно. Есть робот из своей команды, с которым надо взаимодействовать, и есть чужой. В общем, отличие в том, что если в образовательной робототехнике обычно нужно решать модельную задачу, то у нас это не так. Ведь в жизни стерильных ситуаций не бывает: всё постоянно меняется (кто-то мимо прошел, или солнце село за тучки). Поэтому, когда мы добавляем другого робота, это создает элемент неожиданности. И еще важное отличие: в конце первого дня конкурсантам дается задание, которое команды Москвы и Питера должны будут выполнить на следующий день. Это и синтез всех четырех «регламентов», и их творческое развитие. Робот должен построить мост, а другой, для того, чтобы забраться на горку, по этому мосту проехать. Дальше стартует гонщик, передает эстафету другому… Элементы полигона остаются те же, но тут нужно решить, как объединить команды, продумать стратегию. И, в связи с изменившимися условиями, – подредактировать программы: может быть, поменять ширину мостов, может, что-то еще. Базовая часть остается, но тут нужно решить задачу командно. Во второй день все результаты города суммируются».

За робототехникой – будущее

Мы спросили организатора Турнира Дмитрия Путимцева, кем могут стать дети, увлекающиеся робототехникой. «Самыми разнообразными инженерами. Робототехника сейчас востребована везде – это и медицина, и разведка, и подводные исследования, и спасательные операции в опасных зонах, куда нельзя послать человека. И производство, конечно: в рутинных, постоянно повторяющихся операциях роботы заменяют человека». На вопрос о том, как возникает интерес к робототехнике, Дмитрий Путимцев ответил: «Ребята начинают с простых робототехнических конструкторов, а потом переходят к собственным моделям на их основе. Начиная со сборов роботов по готовым схемам, они постепенно переходят, сначала к добавкам к этим схемам, потом используют только элементы схемы для того, чтобы что-то улучшить. А дальше двигаются в собственном направлении».

P.S.: По итогам двух дней соревнований переходящий кубок I Турнира двух столиц отправился в Санкт-Петербург. Но, на самом деле, победила дружба: команды были равны (просто кому-то больше повезло), все ребята передружились и перезнакомились. На счету москвичей три четверти всех медалей в личном зачете. Команда школы №1329 стала лучшей в соревновании «Царь горы» и завоевала золото в этой номинации. Учащиеся столичной школы №1101 победили в состязании «Мосты». Второй турнир состоится осенью в Санкт-Петербурге, где команды двух столиц снова поборются за переходящий кубок соревнования.

Наталья Иванова-Гладильщикова