[Перевод] Как клуб робототехники в Силиконовой долине помогает подготовить новое поколение инженеров
В Маунтин-Вью, штат Калифорния, сегодня прекрасный день. Площадь Civic Center Plaza временно превратилась в мини-выставку новых технологий под открытым небом и наполнена устройствами и изобретениями, которые всего десять лет назад посчитали бы фантастикой. Дети в защитных шлемах носятся по площади на электрических скейтбордах, робот-посыльный осторожно пробирается сквозь толпу, а его коллеги-роботы готовят пиццу в киосках.
Но главная достопримечательность находится у восточного края площади. Небольшой робот, собранный членами клуба Spartan Robotics средней школы Маунтин-Вью, жужжит моторами, вращает шестернями и выпускает целую очередь жёлтых мячиков в самодельное кольцо. Каждый год клуб принимает участие в FIRST Robotics Competition, международном турнире по робототехнике, который был основан в 1989 году чтобы вдохновить молодёжь активно заниматься наукой и создавать новые технологии. В этот раз у «спартанцев» было шесть недель, чтобы собрать робота, который может стрелять мячами, подбирать с пола предметы круглой формы и взбираться по канату.
Однодневную мини-выставку организовали три года назад для компаний из Маунтин-Вью, которые хотят продемонстрировать свои новые технологические разработки людям. В среднем её успевает посетить около тысячи человек. Там же Spartan Robotics показывает своего нового робота, чтобы привлечь внимание публики к робототехнике и пополнить ряды членов клуба будущими инженерами.
Робот, которого ребята из клуба назвали Фин (Fyn), внезапно стреляет ещё одной очередью пластиковых мячей, вызвав восторженные вопли у собравшихся детей.
«Здорово видеть такую реакцию детей на то, что мы тут делаем — говорит Джинджер Шмидт (Ginger Schmidt), один из капитанов команды, которая этой осенью поступает в колледж Харви Мадд. — Мы хотим, чтобы дети понимали: они тоже могут создать что-то подобное».
Клуб был организован небольшой группой школьников в 2002 году. В то время им разрешили использовать для своих экспериментов часть классной комнаты, при условии, что к концу занятий дети всё уберут и наведут порядок. Теперь у Spartan Robotics собственное помещение и специализированное оборудование, а сам клуб считается одной из самых элитных робототехнических программ в мире.
Spartan Robotics — второй по количеству достижений клуб в области залива Сан-Франциско. Обгоняет их только частная средняя школа в Сан-Хосе, команда которой выиграла уже несколько международных турниров по робототехнике. В начале года «спартанцы» выиграли соревнования регионального дивизиона в Сан-Франциско, а в апреле приняли участие в чемпионате мира в Хьюстоне и добрались до финала дивизиона.
Клуб с удовольствием принимает новичков, независимо от их опыта и уровня знаний. «Необязательно приходить к нам, разбираясь в робототехнике, — говорит детям Шу (Schuh). — Да, сперва всё это может показаться сложным, но вы быстро всему научитесь».
Многие ученики продолжают работать в этой сфере даже после выпуска: они разрабатывают ПО, которое повысит безопасность вождения автомобилей, создают медицинских роботов для ранней диагностики рака лёгких и даже проектируют дронов для секретного «Проекта X» Google.
Позже в этот же вечер тридцать членов Spartan Robotics набиваются в свою классную комнату и устраивают еженедельную встречу. Сейчас межсезонье, поэтому в основном на повестке дня знакомство с новыми членами и мелкие эксперименты. Один из пунктов повестки: «Как правильно разбирать разные штуки».
В первое время после создания клуба женская половина школы им почти не интересовалась, но с приходом Шу ситуация резко изменилась. В 2016 году все три капитанских «кресла» заняли девочки, в 2017 капитанов-девочек было два из трёх, а в следующем году команда перейдёт на модель управления с одним капитаном… и это снова будет девочка. «Мы просто говорим девчонкам, что они тут могут добиться абсолютно всего, чего захотят», — с широкой улыбкой говорит Шу.
В соседнем классе программисты работают над кодом, сосредоточенно уставившись на экраны ноутбуков ThinkPad. Именно здесь выполняется большая часть невидимой зрителям работы. Ребята пишут специальные приложения, которые привязывают команды с пультов к отдельным двигателям и системам роботов. В ещё одной комнате по соседству группа учеников работает с системой автоматизированного проектирования SolidWorks.
Чтобы создать Фина клубу понадобилось смоделировать более 200 уникальных запчастей. Это принесло ребятам репутацию авторов одного из самых сложных роботов на турнире. Сейчас они работают в SolidWorks над подшипником, который станет частью обновлённого движка и обеспечит роботам клуба большую подвижность.
Старшеклассник Джеймс Доэрти (James Doherty) занимался проектированием многих прецизионных прокладок и валов робота, используя ThinkPad. «Я работал с ПО для компьютерного проектирования и раньше, — говорит он. — Но никогда не занимался чем-то настолько сложным». Большой объём памяти и высокая производительность ThinkPad позволили ему работать сразу с несколькими проектами и быстро вносить в них правки. «Это отличный инструмент. Универсальный, портативный и мощный, а при необходимости какие-то из компонентов можно без проблем обновить, — говорит Джеймс. — Фактически, с ThinkPad можно спроектировать робота, ни разу не прикоснувшись к паяльнику или станку».
Четырнадцатилетняя Ксенния Стиган (Ksennia Stiagan) управляет ЧПУ-станком (станок с компьютерным управлением) команды. «Теперь мы можем вырезать детали из древесины, металла или пластика!» — говорит она. До прихода в Spartan Robotics Ксенния понятия не имела, что такое универсальный гаечный ключ. Теперь она способна справиться даже со сложным компьютеризированным станком.
Во время четырехмесячного сезона соревнований студенты проводят в клубе больше 30 часов в неделю, включая субботние сессии, которые длятся с полудня до полуночи. Ксенния смеётся, когда её спрашивают о долгих «рабочих» часах. Для нее работа по проектированию и созданию робота больше напоминает игру.
Ксенния многому научилась всего за год в клубе: как управляться с токарным станком, как работать в команде, как проектировать новые детали на ThinkPad. А ещё она поняла, кем хочет заниматься в будущем: она хочет стать инженером-механиком. «И всё это я поняла благодаря роботам!» — говорит девочка.
