Преемственность передовых поколений: как знания превращаются в изделия

 «Эй, за нами Долгопрудный, до сих пор он центр мира», — задиристо поет советско-российская рок-группа «Дюна». В этой фразе есть глубокий скрытый смысл: именно в этом подмосковном городе располагается Физтех-лицей имени П. Л. Капицы, ведущая профильная школа Московской области и одна из топовых по стране. За право обучаться здесь борются школьники со всей России, а также стран ближнего и дальнего зарубежья, но успех ожидает только самых мотивированных и талантливых. А еще лицей не напрасно называется «инноватором»: здесь держат руку на пульсе передовых научных трендов.

Москва не сразу строилась

Всероссийский естественно-научный школьный кластер (ВЕНШК) Физтех-лицея им. П.Л. Капицы— самый крупный в стране школьный комплекс, нацеленный на подготовку будущих технологических лидеров. Технопарк, ядро этого комплекса — уникальный объект ВЕНШК, ключевая платформа по тиражированию легендарной системы Физтеха на уровне школьного образования. Он был построен всего год назад, в сентябре 2023, но в 57 лабораториях и мастерских шести треков, оснащенных самым современным оборудованием, будут ежегодно практиковаться более десяти тысяч учащихся и педагогов из разных регионов нашей страны.

— Самый крупный школьный Технопарк страны был построен при поддержке президента В. В. Путина и губернатора Московской области А. Ю. Воробьева. В основном, в фокусе внимания находится инженерно-исследовательская деятельность, но, учитывая специфику лицея, сильна естественнонаучная компонента, включающая в себя математику, физику, химию, информатику и биологию, — рассказал Андрей Дмитриевич Богданов, исполнительный директор Фонда развития Физтех-школ. — Лаборатории тесно сотрудничают с реальным сектором экономики, в качестве партнеров на наших площадках присутствуют компании «Сбер», «Яндекс», «Тинькофф», ведущие профильные вузы – МГТУ имени Баумана и МФТИ. Ученики инженерных классов нашего лицея должны быть всесторонне образованными и не только «зубрить матан», но и разбираться в гуманитарных технологиях, и в сфере креативных индустрий: у нас множество кружков по дизайну, архитектуре, большая музыкальная студия и киноконцертная площадка.

На третьем этаже Технопарка находится кластер МехТех. Если выражаться по-простому, он включает в себя робототехнику, классическую инженерию, космические технологии и технологии беспилотной авиации. Последняя сейчас – популярная в научной среде тема. У физтех-лицея – три инженерных класса: восьмой, девятый и десятый. В восьмом делается упор на технологии 3D-печати и материаловедения, в девятом – на технологии, связанные с машинным зрением и азами робототехники под руководством преподавателей из МФТИ, в десятом – робототехнике с прототипированием и беспилотной авиации.

— На инженерном практикуме десятиклассники превращают знания в изделия. Сейчас мы реализуем проект под кодовым названием «Марсоход», — поделился Вячеслав Геннадьевич Обухан, заместитель руководителя направления МехТех Технопарка Физтех-лицея. – Это четырехколесный мини-транспорт, способный перемещаться по бездорожью. Первым шагом к созданию большого изделия стал его уменьшенный прототип. Посмотрели кинематику движения, нам понравилось, после этого сделали прототип побольше. Полноценный вездеход будет готов к концу года.

Если очень захотеть, можно в космос полететь

На «марсоходе» установлен коптер: с его помощью создатели получат, помимо съемки с камеры на машине, вид сверху и смогут увидеть, что находится вокруг них. Коптер может быть пилотируемым или использоваться для движения в автономном режиме. Инженерный класс поделен на три команды: первая занимается 3D-моделированием и цифровым производством, вторая – электроникой, контроллерами-драйверами для управления марсоходом, третья – программированием и вопросами искусственного интеллекта. Идея «марсохода» была предложена ребятами при сдаче вступительных экзаменов в лицей и прижилась, поскольку интегрировала в себя фактически все направления, существующие в Технопарке.

— Мы занимаемся электроникой марсохода, то есть запускаем его движение, фактически, вдыхаем в машину жизнь. Мы научились собирать датчики, сейчас считываем с них информацию и начинаем понимать, как оптимизировать поворотную систему, сделать ее более компактной, — поведал журналистам десятиклассник Евгений.

— Я занимаюсь коптерной частью, — дополнил Женю его одноклассник Андрей. — Сейчас моя задача – заставить коптер летать над рукометкой. Эта метка имеет направление и помогает фиксировать положение летательного аппарата в пространстве. Стоит проработать и момент с созданием помех: например, если в аудитории очень много мобильных устройств, их магнитные поля могут сбить коптер с намеченного курса. Надеемся до января проработать все детали и презентовать «марсоход» преподавателям на Новый год.

А вузы – что?

Физтех-лицей имени П. Л. Капицы давно дружит с Российским новым университетом. Научным руководителем последнего был сын Петра Леонидовича, Сергей Петрович Капица, был с 1991 по 2012 год. Как неоднократно подчеркивал ректор РосНОУ Владимир Алексеевич Зернов, на протяжении всей жизни Капица-младший имел огромное влияние на умы нескольких поколений, олицетворял собой очевидное и невероятное. «Как научный руководитель РосНОУ не вносил много повседневности в жизнь университета — очевидное, но определял наше направление развития — невероятное», — утверждал Зернов.

Совсем не удивительно, что в Российском новом университете беспилотной робототехникой тоже занимаются – причем, столь же недавно, как и в Физтех-лицее, но на более взрослом уровне – студенческом. С этого года вуз реализует программу «Беспилотная робототехника и эргономика». Студенты изучают и применяют на практике передовые технологии в области робототехники и разработки беспилотных систем, получают глубокие знания в области прикладной информатики, особенно в контексте робототехники и автоматизации процессов. Ребята исследуют основы робототехники, включая конструирование и программирование роботов, а также разработку алгоритмов и систем управления, узнают о различных типах беспилотных систем и технологий, таких как дроны, автономные автомобили и роботы, учатся использовать их в различных сферах, включая промышленность, медицину и транспорт.

Продолжая традиции Физтех-лицея, нацеленные на гармоничное развитие личности, преподаватели программы акцентируют внимание студентов программа акцентирует внимание на эргономике и человеко-машинном взаимодействии. Студенты изучают принципы проектирования пользовательских интерфейсов и систем, помогают обеспечить эффективное и безопасное взаимодействие между людьми и роботами. Ребята узнают о физиологических и психологических аспектах работы с технологией, а также о методах сбора и анализа данных для оптимизации систем, знакомятся с основами искусственного интеллекта и машинного обучения, изучают алгоритмы и методы обработки данных, применяют их для разработки интеллектуальных роботов и систем. В конце программы студенты получат возможность применить свои знания и навыки на практике через участие в проектах и исследованиях в области беспилотной робототехники и эргономики. Они также смогут выбрать специализацию в соответствии с их интересами и карьерными целями, например, в области автономных автомобилей, промышленной автоматизации или медицинской робототехники.

— Новая программа имеет целый комплекс преимуществ. Во-первых, погружение в профессию осуществляется с первого курса, — заявил проректор по учебной работе РосНОУ Григорий Александрович Шабанов. — Во-вторых, все профессиональные дисциплины изучаются на базовой кафедре, фактически на предприятии без отрыва от производства. В-третьих, студенты проходят практику по распределению на протяжении нескольких месяцев в свободное от учебы время. В-четвертых, параллельно получают рабочую специальность – «Оператор станков с ЧПУ (числовым программным управлением)». Наконец, в-пятых, защита ВКР проходит в форме проекта, который, в перспективе, может стать готовым решением задачи заказчика из реального сектора экономики. Так что студенты Физтех-лицея могут совершить гармоничный и фактически бесшовный переход на новый уровень взаимодействия с системами БПЛА при поступлении в РосНОУ.

Студенты – народ коварный. Ни для кого не секрет, что человек поступает в вуз для последующего трудоустройства на интересную и высокооплачиваемую работу и быть востребованным специалистом на рынке. В Российском новом университете и этот аспект уже благополучно учтен и тщательно проработан на уровне первых лиц.

— БПЛА в ряде стран уже давно используют, в частности, для проведения видеосъёмок «с высоты птичьего полёта», мониторинга посевных площадей, лесов, водоёмов, поиска людей и т.д. Широчайшие перспективы открываются также в плане применения беспилотников для перевозки полезных грузов – почты, запчастей, горючего, продуктов и много чего другого, — приоткрыл завесу тайны ректор РосНОУ Владимир Алексеевич Зернов. — Учитывая это, государство приняло ряд очень серьёзных решений, направленных на развитие отрасли БАС. И готово выделить на это весьма немалые средства. А если есть крупный государственный заказ, значит, есть спрос на профильных специалистов – и с рабочими местами тоже все в порядке!