Ізденіс «STEM»-нен басталады
Роботтехника тұжырымдама мен дизайннан бастап өндіріс пен басқаруға дейінгі роботты құрудың барлық кезеңін қамтиды. Бұл сала терең пәнаралық білімді қажет етеді. Ғалам таңданып жатқан роботтарды жасау – баланың буыны қатпай тұрып осы салаға бағыттаудан басталады. Сол себепті де мектептер мен қосымша білім орталықтарында «STEM» (science, technology, engineering and mathematics) оқыту жүйесі енгізіліп жатыр. Мемлекет басшысының тапсырмасын орындау аясында Оқу-ағарту министрлігі биыл еліміздің 788 мектебінде 1345 заманауи сынып бөлмесін орнатамыз деп жоспарлап отыр. Олардың ішінде роботтехника, химия, биология, физика және STEM кабинеттері бар. Оған қоса жаһандану дәуірінің жаңа жауынгерлерін даярлайтын жекеменшік роботтехника мектептері де көп. Өйткені бұл – баланы технология әлеміне енгізудің ең оңай жолы. Роботтарды жобалау үдерісі баланы баурап, ғылым мен техника әлеміне енуге ынталандырады.
«Роботтехника сабақтарын шамамен алты жастан бастаған жөн. «Lego WeDo» немесе «Mindstorms» сияқты балаларға арналған білім конструкторлары мектеп жасына дейінгі балаларға қызықты. Әрі қарай балаға «Scratch» тілі, «Arduino» гаджеттері сияқты күрделі нәрселерді үйренуге болады. Тәжірибелі жасөспірім роботтехниктер бағдарламалауды тереңдетіп, «Python», «Paspberry Pi»-ді игеруі керек. Робот құрастырумен айналысатын баланың зейіні ашылып, дәлдік пен тәртіпке үйренеді. Ең бастысы, командада үйлесімді жұмыс істей бастайды. Бала алдымен жобаны әзірлеу сатысына қатысып, содан кейін барып бөлшектердің барлығын құрастыруға дейін жетеді. Бұл қарапайым істі үздіксіз жасау арқылы жақсы нәтижеге жету мүмкіндігін ұсынады. Аталған сала ғылымның барлық заңы электроника, механика, телемеханика, мехатроника, информатика, радиотехника, электртехникамен тығыз байланысты. Роботтехниканың біз үйрететін негізгі іргетасы өнеркәсіптік, құрылыс, медициналық, ғарыштық, әскери, суасты, авиациялық және тұрмыстық роботтехникаға бастайды», деп ойымызды айшықтай түсті роботтехника мұғалімі Нұрдос Сейілғазы.
Мұғалім демекші, еліміз осы бағытта сабақ беретін маман даярлауға баса мән беріп отыр. Дербес тренингтер те болып тұрады. Мысалы, жылдың басында 200 мұғалімге 3D-модельдеу мен роботтехниканы тегін оқытты. Төрт апта ішінде мұғалімдер негізгі бағыттарды меңгеріп, сенсорларды қосуды, «Arduino» контроллері негізінде жобалар құруды, «Autodesk 123d Design» бағдарламасын пайдалануды үйренеді. Оқу Астана, Алматы, Павлодар, Өскемен, Қарағанды, Ақтөбе, Орал, Шымкент, Петропавл, Қостанай қалаларында өтті. «Бұл тренинг мұғалімдерді қысқа мерзімде оқушыларға білім беруге ғана емес, сонымен қатар болашақта өз сыныптарында инновациялық жобалар мен технологияларды енгізу үшін пайдаланатын жаңа құралдарды дайындауға арналған», дейді «Kazakhstan AmCorners Network» төрағасы Перизат Өтебалиева.
Ондықтың ортасында жүрміз
Жыл сайын әлемде оқушылар арасында роботтехникадан халықаралық жарыстар өтеді. Мұндай олимпиадаларда энергетика, логистика, құрылыс, сәулет өнері және спорт саласында арнайы бір мәселені шешуге бағытталған роботтар сайысады. Құлтемір айтқанды орындайтындай болу үшін оқушылар күні-түні отырып, оған тапсырма беретін бағдарлама жазады, құрастырады. Үздік шыққан командалар марапатталады. Кейінгі жылдары әлем чемпионаттарынан отандастарымыздың қанжығасы бос қайтқан емес. Алғаш рет қазақ балалары Женевада өткен халықаралық роботтехника жарысынан алтын алды. Араға бір жыл салып Сингапурда өткен жарыста 191 команда ішінен топ жарып, ел мерейін өсірді. Мұндай жетістіктер жыл санап көбейіп келеді.
Кеше ғана Батыс Қазақстан облысының «Toro d ‘oro» командасы «First Lego League Challenge» халықаралық ашық чемпионатында 550 мүмкін ұпайдан 500 ұпай жинап, үздік ондыққа еніп, Әлем чемпионатына жолдама алды. Балалар жаһанның 50 елінен 108 команда арасында бақ сынасты.
«Бәсекелестік күндер өте шиеленісе түсті. Өйткені қарсылас топ – Жапония, Оңтүстік Корея, бірқатар Еуропа елдерінің ең мықты командалары. Бірақ біздің балалар ел абыройы үшін барын салды. Қарсыластарымен бірдей тәжірибенің болмауы олардың үздік ондыққа енуіне, робот ойнындағы шеберлігімен басқа қатысушылардың есінде қалуына кедергі болған жоқ», деді команда жаттықтырушысы Қайсар Есенғали.
Өткен айда Абай өңірінің жас роботшылары Қытайда өткен чемпионатта беделді марапатқа ие болған еді. Еске салсақ, Шанхайда «FIRST Tech Challenge» жаһандық роботтехника лигасы аясында «The CaoLu Cup Teenage Robot Design and Build Invitational Tournament» жабық ұлттық чемпионаты өтті. Оған Қытайдың 300-ге жуық мықты роботшысы мен елімізден шақырылған «Тенгри» командасы қатысты. Ел намысын Абай облысы Семей қаласындағы №5 Шәкәрім атындағы көпсалалы гимназияның 7-сынып оқушылары: Осман Қуанышбек, Темірлан Абылайхан, Балжан Найманғазина, Нұркен Төлеубек, Нұртөре Мақсатов, Радмир Жеңісбек, Досжан Сәбит, Алан Ермекбаев қорғады. Екі күнге созылған байқауға отандық жеткіншектер «Motivate Award» аталымында жеңіске жетті.
«Біздің оқушылар Қытайдың үздік командаларымен сайысқа түсті. Бұл – үлкен тәжірибе алмасу. Балалар жас ерекшелігіне, тілдік қиындыққа қарамастан, робот ойнында өте жақсы өнер көрсетті. Шәкірттерімнің табандылығын мақтан тұтамын», деді жаттықтырушы Айдос Тұрсынбеков.
Отандық робот операция жасады
Жоғарыда айтқан оқыту мен жарыстардың жемісін болашақта көретініміз анық. Ал қазір елімізде роботтар қандай салада қызмет етіп жүр? Көзіміз бірден медицина мен әскерге түсті. Робот алғаш рет Астанада хирург-дәрігерге көмек көрсеткен. Академик Н.Батпенов атындағы травматология және ортопедия ғылыми орталығында бес науқасқа роботтың қатысуымен тізе ауыстыру күрделі операциясы жасалған. Робот көмекші зақымдалған аймақты 3D сканерлеп, барлық параметрді математикалық тұрғыдан мінсіз есептеп, буынға имплант орналастыруға жәрдемдескен. Операциялар IT-мамандардың қатысуымен компьютерлік навигация арқылы жүргізілді.
«Робот – бір миллиметрге дейін, бір градусқа дейін құралдың орнын реттей алатын ақылды құрал, адам соншалықты дәл көре алмайды. Нәтижелері жақсы. Науқастар қазірдің өзінде белсенді, балдаққа сүйеніп өздігінен жүреді. Операцияға дейін оларға қозғалу қиынға соқты. Ал қазір ешқандай шектеу жоқ, буындары бүгіледі», дейді травматолог-ортопед дәрігер Жұмахан Сламов.
Ал 2015 жылдан бастап Қарулы күштерді жарақтандыруға жерүсті, теңіз және әуе мақсатындағы роботтехникалық құралдар қолданылып келеді. Әлемдік трендтерді зерделеу және жаңа технологияларды ілгерілету үшін 2019 жылы Бас штабта роботтехникалық жүйелерді дамыту және оларды қолдану басқармасы құрылды. Бүгінде ел әскерінің қару-жарағында роботтардың жердегі және теңіздегі екі түрі бар. Мысалы, «Eye Drive» телебасқарылатын шағын роботтың салмағы үш кило. Ол нашар қиылысқан жерде, қалалық инфрақұрылым мен үй-жайларда нысандар мен аумақтарды бейне және аудиобарлауды жүргізуге мүмкіндік береді. Роботты ғимаратқа жіберіп, 50 метрге дейін қашықтықтан ақпарат алуға болады. Ашық жерде шағын роботтың радиусы 300 метрден асады. Жеңіл класты мобильді роботтандырылған «tEODor» кешені минасыздандыру кезіндегі қауіпті жұмыстарды жүргізеді. Ол жарылғыш құрылғыны анықтап, оператордың басқаруымен оны басқа жерге көшіру үшін арнайы контейнерге салады. «tEODor» жүз килограмға дейін салмақты көтеріп, оны 200 метрден екі шақырымға дейін жылжытуға қабілетті. Ал корабль базасында орналасқан «k-Ster-I» суасты робот-инспекторы теңіз түбінің ландшафын зерттеп, жарылыс қаупі бар заттарды табады. Суасты аппараттары 300 метрге дейінгі тереңдіктегі суасты миналарын жоюға арналған.
Суасты демекші, отандық ғалым мұхитты зерттеуге арналған робот жасап шығарды. Қ.Сәтбаев университетінің Роботтехника кафедрасында жұмыс істейтін жас ғалым, техника ғылымдарының магистрі Ермұхаммед Қалменов жасаған суасты автономды роботы қол жетпейтін қиын жерде зерттеу жүргізуге арналған. Осы бағыттағы роботтехниканы дамытудың ең негізгі қиындықтары бағаның жоғары болуына, конструкциялардың күрделілігіне, электрмен жабдықтау жүйесінің, басқару жүйелерінің қиындығына келіп тіреледі. Ал Ермұхаммед Қалменов құрастыру мен басқару жүйесінің инновациялық әдісін ұсынды, кейін оларды суасты роботтарының болашақ үлгілерінде қолдануға болады. Робот су астына 100 метр тереңдіктен әрі де түседі. Роботтың қаңқасы сантехникалық полипропилен құбырларынан жасалған, бұл оның өндірісін арзан және басқару жұмысы мен қызмет көрсетуін жеңілдетеді.
