Тема дня: Выборы-2021

Будущее ставропольских школ: как скоро ученики смогут проводить лабораторные работы с алмазами и нефтью

15.09.2021, 11:42 Ставропольский край
Ставропольские учёные разрабатывают технологию, которая сможет перевернуть школьный мир — такого не делал ещё никто в России. Речь о виртуальных лабораториях, способных повысить качество образовательного процесса и облегчить работу учителям. Что будет в виртуальной реальности — в материале ИА «Победа26».

Созданием инновации занимается кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики и компьютерной безопасности СКФУ Владимир Антонов. Процессом руководят кандидат технических наук Вячеслав Петренко и доктор физико-математических наук Фариза Тебуева.

Как пришла такая идея?

Два года назад Владимир Антонов побывал на уроке химии в школе. Он увидел, что дети не проводят опыты с реактивами: в одних учреждениях для этого не хватает материалов, в других — кадрового состава и оборудования. Но в большинстве случаев всё сводится к тому, что недостаёт финансовых средств.

«Дети смотрят уроки на ютубе, либо преподаватель показывает, а они описывают эксперимент. Также в школах никто никогда не проводил опытов с золотом, алмазами и нефтью, потому что это дорого и опасно, требуется специальная подготовка. Таких уроков даже не предусмотрено в школьной программе. С помощью нашей технологии реализовать такое можно», — рассказал Владимир Антонов.

Рождение технологии

После посещения школы у учёного родилась идея создать виртуальную лабораторию. Задел для реализации этого уже был: с 2015 года Владимир Антонов с наставниками разрабатывал систему копирующего управления для антропоморфного робота «Фёдора».

«Эту технологию нам удалось модифицировать самим, без грантов. Оказалось, что мы можем управлять любыми устройствами с помощью гаптической перчатки. По сути, использовать её по аналогии с компьютерной мышью, у которой есть пять пальцев», — рассказал Владимир Антонов.

Уже полтора года учёный работает над тем, чтобы связать реальность и виртуальную среду. Самой удачной сферой, где можно будет внедрить эту разработку, станет школьное образование, уверен Антонов.

В декабре 2020 года разработчик создал компанию ООО «ЭксРоботикс». Это понадобилось, чтобы получить грант на разработку виртуальной химической лаборатории для школьников.

«Мы подали заявку в Фонд-М, бывший Фонд содействия инновациям, в нём есть перечень программ. Мы воспользовались категорией «Старт-1», которая финансирует стартапы на ранних стадиях. Средства направляются только на конкретное частное предприятие, поэтому мы и создали «ЭксРоботикс», успешно прошли все конкурсные процедуры и выиграли. Получили финансирование на первый год в размере двух миллионов рублей», — добавил гендиректор компании Антонов.

Также отдельно от фирмы, в качестве преподавателя магистратуры в СКФУ, Владимир Антонов подал заявку на грант в Благотворительный фонд Владимира Потанина. Став победителем, он получил ещё 500 тысяч рублей на разработку одного виртуального интерактивного курса для студентов.

Суть технологии

Виртуальная химическая лаборатория представляет собой совокупность оборудования. Это компьютер с установленной на нём специальной программой и устройства захвата движения — камеры и гаптическая перчатка. Она надевается на руку, датчики считывают перемещения кисти, а объектив распознаёт положение оператора в пространстве. Всё это проецируется на экран: там появляется виртуальная рука, которая может совершать манипуляции, производимые в реальной жизни.



Между собой создатели технологии называют её EduPie — Education Pie — или образовательный пирог. По словам Владимира Антонова, программа имеет множество систем, или, по-простому, слоёв и начинок.

«Чтобы программа работала чётко, мало примитивного набора датчиков. Понадобились искусственные нейронные сети, различные инструменты для автоматизации, робототехники, сенсорные устройства. Технология напичкана всем подряд», — отметил Владимир Антонов.

Используются сразу несколько устройств захвата движения, чтобы приблизить технологию к умениям человека. Он способен выполнять довольно тонкие операции благодаря нейронам, которые обучаются этому всю жизнь. Робот же такими способностями не обладает.

«Взять ложку для робота не проблема. Сложнее открыть или разделить целлофановый пакет. Это сложная и тонкая операция. По сути, нейроны человека обучаются этому всю жизнь, робот такого сделать не может. Поэтому передать всё это в виртуальную среду — очень сложно. Для точности в систему мы добавляли несколько устройств захвата движения и синхронизировали их между собой. Но проблемы остались, нам есть над чем работать», — пояснил специалист.


Сейчас для использования прототипа технологии требуется долгая настройка, чтобы все датчики реагировали правильно. Команда уже закупила детали для создания нового оборудования. Оно будет чётче реагировать на происходящее и синхронизироваться с внешним миром, отправлять сигнал в виртуальную среду.

Перспективы развития и инвестиции

Основная цель работы виртуальной лаборатории — это сделать уроки качественней, интересней, повысить вовлечённость детей в учебный процесс. Владимир Антонов говорит, что технологию уже успели оценить в ставропольских школах. Учёный рассказал о её принципах и показал первый прототип — преподавателям понравилось.

«Сейчас мы взаимодействуем со школами. Как только получим требуемые нам письма поддержки, замечания, комментарии, проработаем их. После сможем запатентовать технологию и отправиться на переговоры в министерство образования Ставрополья. Там обсудим планы о поставках оборудования в школы. Очень надеемся попасть вместе с нашим ведомством в нацпроект «Образование». Многие преподаватели уже готовы обучаться, мы проведём им курсы повышения квалификации. Конечно, это будет инновационный бум, потому что таких технологий в России ещё нигде нет», — пояснил Владимир Антонов.

По словам учёного, для доработки технологии требуются большие вложения. Фонд-М, который спонсировал первый год разработки, построен таким образом, что во второй год выделит три миллиона рублей, в третий — пять и так далее. Но Владимир Антонов отмечает, что для стартапа два миллиона — это очень мало. За эти средства можно получить лишь минимальную версию продукта с неполными доработками.

«Если мы получим за счёт спонсоров порядка 15 миллионов рублей, то сможем провести реорганизацию компании, нанять профессионалов. Например, специалист по разработке виртуальной реальности стоит 150 тысяч рублей в месяц. Мы больше занимаемся роботами, то есть перчатка, техническая часть — это наше, но виртуальная реальность — это программисты. Нам нужно нанимать высокооплачиваемых сотрудников, чтобы получить более качественную графику как в фильмах, компьютерных играх. Если мы сможем привлечь эти инвестиции, то получится ускориться», — объяснил Владимир Антонов.


Сейчас компания ищет спонсоров и планирует показать свою технологию на выставке «ВузПромЭкспо». Там презентуют инновационные проекты от высших учебных заведений.

«Проще, конечно, искать частного инвестора. Желательно, чтобы он был у нас в Ставрополе. Было бы неплохо, если бы правительство Ставропольского края инвестировало, так как в первую очередь хочется внедрить эту технологию именно в наших школах», — подчеркнул Владимир Антонов.

Внедрение технологии в школы

Самое главное, что планирует предоставить компания «ЭксРоботикс» школам, — это оборудование и его техническую поддержку. В классах по химии можно установить специальные столы-конструкторы с планшетом или компьютером и гаптической перчаткой на беспроводной зарядке. Приступая к лабораторной, ребёнок будет надевать на руку устройство захвата движения, выполнять опыт в виртуальном пространстве и записывать все результаты в тетрадь.



Владимир Антонов пояснил, что была идея ввести электронные записи и дневники для учёта результатов, но это уже на усмотрение самих преподавателей. По словам специалиста, они бы могли сделать даже голосовой набор. Главная задача — облегчить работу учителей.

«Если в будущем мы сможем разработать систему оценки качества выполнения работ, этим самым облегчим преподавателю работу. Мы не думаем, что это может сказаться на сокращении кадров, нет, наоборот, таким образом мы просто хотим помочь учителям. Система не должна заменять человека», — отметил Владимир Антонов.

Планируется также сделать удалённый доступ учителя ко всем виртуальным лабораторным. Они будут отображаться на мониторе, чтобы подсказать, помочь школьнику.

По словам Владимира Антонова, компания способна оказывать постоянную поддержку своего оборудования в школах.

«Для этого планируем предоставлять обслуживание оборудования по подписке, чтобы наши мастера всегда находились на связи со школами, могли в любой момент решить проблемы», — пояснил специалист.

Только химия?

Сейчас основные усилия учёных направлены на разработку виртуальной лаборатории по химии. После того, как технологию запатентуют и наладят её исправную работу, можно будет создать такие же уроки и по другим предметам. Например, по географии, истории, физике и другим.

«В будущем мы планируем сделать виртуальные уроки по географии, физике, истории, ОБЖ. Представьте, например, на уроке изучается историческая битва: ученик сможет с помощью гаптической перчатки переставлять руками расположение войск, продумывать стратегию», — пояснил Владимир Антонов.

Несмотря на все плюсы виртуальной реальности, Антонов уверен, что она не должна в полной мере заменять «живые» эксперименты и исследования. Лучше проводить интеграцию, где позволяют возможности.

«Как по мне, то лучше пусть ребёнок выполняет в реальности те опыты, на которые у школы хватает реактивов. Если их нет, то в дело вступает виртуальная среда, где возможностей для обучения гораздо больше», — заключил гендиректор «ЭксРоботикс».

Большая транспортная реформа в Ставрополе началась с пяти маршрутов. К чему это приведёт Зачем понадобилось сокращать часть маршруток в Ставрополе, что будут делать частные перевозчики, которые останутся без работы? Каким будет «переход» на автобусы и сколько их нужно, чтобы покрыть трафик, — читайте в материале «Победы26».
Оживление скифов: как в Ставрополе прошёл фестиваль исторической реконструкции В Ставрополе, на главной поляне Татарского городища, прошёл фестиваль исторической реконструкции. Его участники были одеты и вооружены как скифы, которые владели этими землями тысячелетия назад. «Победа26» пыталась разобраться, зачем это нужно в мире гаджетов и машин.
Изменения в ЕГЭ-2022. Почему ставропольским школьникам будет сложно как никогда В 2022 году единый государственный экзамен пройдёт по-новому. Корректировки уже определил Федеральный институт педагогических измерений. Что поменяется, как это скажется на подготовке и оценках? Почему будущим выпускникам будет сложнее, чем всем, кто сдавал ЕГЭ раньше, — в материале «Победы26».
Ценные приветы из ХХ века: что можно купить на блошином рынке в Ставрополе Каждые выходные по утрам рядом с Центральным парком в Ставрополе коллекционеры и владельцы раритетных вещей выкладывают свои сокровища на импровизированные прилавки. Здесь есть товары на любой вкус, в том числе и действительно редкие вещи, которые могут стать необычным подарком или интересным сувениром.
Как устроены выборы 2021 года на Ставрополье: разбор Как будут проходить выборы, где и кого будут выбирать ставропольцы, почему на голосование отведено три дня? Какие правила ввели в пунктах для голосования и что изменилось для избирателей — читайте в материале «Победы26».
На Ставрополье устанавливают всё больше вышек сотовой связи. Опасны ли они для людей — объяснили эксперты Влияют ли сотовые вышки на здоровье человека? Правда ли, что их излучение вызывает утомляемость, усталость, головокружения? Сколько станций нужно, чтобы решить проблемы со связью? На каком расстоянии от домов они должны находиться? Ответы на эти и другие вопросы — в материале «Победы26».
Пролетая над верхушкой леса: как проходят будни ставропольских парапланеристов Михаил Рыбасов говорит, что ему никогда не снятся полёты, ведь он летает наяву. «Победа26» провела один день с пилотом-инструктором и парапланеристом, чтобы узнать, как он это делает.
«Токио — город из компьютерной игры»: ставропольский легкоатлет об изнанке Паралимпиады и отношении к российским спортсменам В Токио завершились летние Паралимпийские игры 2020 года. За день до этого в Ставрополь вернулся легкоатлет Игорь Баскаков. Домой он привёз четвёртое место за метание диска и пятое — за толкание ядра в категории спортсменов с нарушениями зрения. Ставропольчанин рассказал, как прошли Игры и что его поразило больше всего.
Как молодым специалистам найти хорошую работу? Ставропольские эксперты о возможностях студентов и выпускников Как найти работу после вуза? Есть ли способы выпускнику получать зарплату наравне с опытным сотрудником? Когда лучше начинать делать карьеру? Кого готовы брать на работу крупные ставропольские компании? Учащихся каких специальностей нанимают ещё со студенческой скамьи? Во всех этих вопросах разбиралась «Победа26».
Какой будет осень 2021 года: прогноз ставропольских экспертов Ожидается ли в этом сезоне много дождей? Когда доставать пальто и сапоги? Грозят ли краю какие-либо погодные аномалии? Можно ли сделать точный прогноз на все три месяца? Как предсказывали погоду в старину? Об этом — в материале ИА «Победа26».
Электросамокаты и велосипеды — транспорт будущего или проблема для Ставрополя? Законны ли ограничения скорости для двухколёсного транспорта? Кто больше страдает — водители или пешеходы? Какие травмы чаще всего случаются после происшествий с электросамокатами и велосипедами и как можно обезопасить всех участников движения — читайте в материале «Победы26».
Афганские студенты в Ставрополе: вернуться домой нельзя остаться Как восприняли смену власти в Афганистане её граждане, которые сейчас живут в Ставрополе? Молодые люди рассказали о своём отношении к переменам на родине, о ситуации в их семьях, а также дали прогнозы на будущее. Об этом — в материале ИА «Победа26».