Жидкий азот, биореактор и роботы

Вячеслав Петкун обещал нам в «нулевых», что разум когда-нибудь победит. И вот – мы все ближе к этому: обычные астраханские школьники могут изучать роботехнику, биохимию и IT-технологии, получая с юных лет знания, что многим взрослым и не снились, при помощи оборудования, которое мы еще лет 10 назад и вообразить себе не могли. Бесплатно. И да, даже последнее, сынок, — не фантастика.

Чтобы убедиться в этом лично, наш корреспондент отправился в Кванториум, расположенный на улице Бакинской, 79. Отдельно отметим, что это филиал регионального школьного технопарка. Свои двери для юных астраханцев в возрасте от 10 до 18 лет он открыл 13 декабря прошлого года.

Попасть в список счастливчиков не сложно – успеваемость в школе или уровень знаний в той, сфере, которую хочешь изучать, во внимание при приме на курс не берутся, есть лишь одна загвоздка — очередь, ведь желающих много, а Кванториум один. Поэтому если после нашего репортажа вам захочется отдать своего ребенка в какой-то из кружков, приготовьтесь к тому, что после записи придется подождать. Каждый поток, ограниченный по числу, которое без ущерба качества получаемых знаний, проходит курс, состоящий примерно из 72 часов обучения. Одно занятие длится в среднем три часа и проходит с периодичностью 2-3 раза в неделю. Посчитать, сколько времени примерно длятся занятия у каждого набора, несложно.

Мы много слышали про Кванториум, но всем известно, что даже если слышал сто раз, то лучше хотя бы раз, да увидеть, поэтому напросились на экскурсию, чтобы понять: что же это – очередной распиаренный проект, когда на деле детям дадут два советским микроскопа и несколько стареньких ноутбуков или действительно возможность получить знания по изучению высоких, как каблуки топ-моделей, гуляющих по подиумам, технологий.

Спойлер: второе.

Нашим проводником согласился побыть главный инженер Кванториума Антон Рябицев. Он провел нам экскурсию по обоим этажам, периодически отдавая нашего корреспондента в надежные руки преподавателей каждой из площадок для подробного ликбеза. Итак, следуй за нами, читатель, мы, хоть и не розовый кролик, но покажем тебе волшебный мир.

Работа над роботом

Начали свое путешествие мы с Робоквантума. Здесь свое знакомство с роботехникой школьники начинают с простейшихнаборов для создания роботехники, например, Лего, иначе ребенку будет сложно сразу понять, что к чему.

«Показываем основы, а дальше они сами приходят к понимают, что к чему», — поясняет наш проводник.

Отличает такие наборы от обычных наличие контролера — компьютера, иначе говоря, который управляет моторчиками, получает информацию с датчиков. Готовые лего-детали крепятся вокруг контролера и конструкция превращается в робота.

«Вот – смотри: робот, напоминающий робота-пылесоса. Видим моторчик и датчик ультразвуковой? Видимо, это робот, имитирующий параллельную парковку. Он вычисляет радиус по готовой форме расчета. Дети, которые его создали, вырастут и пойдут создавать машины с автопарковкой. А вот, видишь, робот с ультразвуковым длинномером и датчиком движения по линии, схема, по которой делают роботов, которые развозят на складе вещи. По таким вот нюансам, деталям можно понять, для чего предназначен робот», — говорит Антон.

Чтобы запрограммировать этих роботов для детей, которые только начинают свой путь по миру роботехники, существует специальная компьютерная программа с визуальным языком программирования базовых роботов: такие простые картинки «езжай вперед», «езжай назад», чтобы детям все было понятно и не страшно, они осваивают это как веселую игру. В дальнейшем, при переходе на более серьезные программы, где используется настоящий язык программирования, они осваивают его уже намного проще.  

Впечатлительно

Перемещаемся дальше по первому этажу. Там же располагается зал Хай-тек, где основной рабочей лошадкой выступает 3D-принтер. Тут не только учат школьников работе с этой техникой, так же это направление обслуживает все прочие деталями для занятий, в случае такой необходимости.

По словам Антона, после того, как ты научился проектированию, работе на 3D-принтере, на изготовление любого предмета уходит около двух часов, с учетом времени потраченного на то, чтобы придумать, что ты хочешь, смоделировать это при помощи специальной компьютерной программы, а затем – уже напечатать.

«Принтеры у нас российского производства. Понимаешь, если их производят уже у нас, значит их производят уже везде. 3D-печать пошла по другому пути развития, нежели, скажем, технология лазерной резки или фрезерной обработки. Эти технологии для изготовления деталей запускались корпорациями, чтобы зарабатывать деньги, а 3D-печать продвигалась для повсеместного распространения. За пять лет настолько грамотно продвинули технологию, что она и в России есть. Сейчас принтер для домашнего использования можно купить тысяч за 15», — комментирует Рябицев.

Отдельно хочется рассказать о проекте Антона Рябицева: 3D-печати радиоуправляемых машинок, вернее – о боях таких машинок, изготовленных полностью своими руками при помощи современных технологий.

«Бои были невозможны, разбиваются машинки, а детали стоят денег. Но это очень зрелищно. Теперь все сломанные детали можно сразу заменить. Конструкция продумана. Не пострадают детали, которые нельзя сделать, а это 90% деталей. Корпус, например, из специального пластика, он гасит удары и защищает все детали под ним. Многие преподаватели стараются делать мини-стартапы внутри, привносящие инновации в систему образование и я в том числе.

Через пару лет во многих семьях появятся принтеры, а что печатать? Ну, брелоки, поставки под кружки – надоест. Можно освоить моделирование, чтобы заинтересовало. И этот проект может многих детей заинтересовать – берем учебный курс, моделируем детали, собираем, идем на бои соревноваться и может даже выиграем. В итоге нехватка мест в Кванториуме компенсируется возможностью заниматься этим дома», — рассказывает инженер.

О дивный новый мир

Поднимаемся на второй этаж и подаем во владения IT и VR.

Михаил Федореев, открывающий школьникам путь в компьютерный и виртуальный миры, рассказал нам, чем занимаются его воспитанники.

«Ребята создают и испытывают компьютерные игры. У нас тут три аудитории: информационные технологии, виртуальная реальность и общая игровая комната для тестирования разработок. Ученики создают целые миры, персонажей, прописывают анимацию, скрипты поведения с помощью игрового движка, готовый используют крупные игровые студии», — рассказывает Михаил.

• 

Мы видим самые настоящие очки виртуальной реальности, что сегодня не особо в диковинку,  и, что уже куда интереснее, IT-рюкзак.

Впрочем, не только в игрушки играть, но и их программировать приходят сюда. Школьники создают приложения, не игровые — рабочие для компьютеров и мобильных устройств, в их распоряжении есть все программное обеспечение для разработки, контролеры для умных устройств.

VR-технология не полностью создает мир перед глазами игрока, а лишь отдельные элементы в уже существующем пространстве. Можно расставить в комнате виртуальную мебель, повесить картины или поиграть в шахматы.

Одним из наиболее интересных проектов школьников, выбравших эти кружки, можно назвать устройство для мониторинга качества окружающей среды по нормам СанПиНа, которые расположится в учебных заведениях. В случае нарушенийсразу идет сигнал в нужное учреждение, попадает в нормативную базу. Состоит устройство из датчика и контролерной платформы.

О том, как увидеть атом

Переходим в наноквантум, где нас встречает Сергей Лисицин. Чем тут поразят нашего журналиста?

«Тут у нас наука на стыке физики, химии и биологии, плюс инженерные науки и физико-математические расчеты. Не в классическом представлении, а в современном, технологическом. Например, химическими методами получаем новые материалы. Как вам идея создать материал, биосовместимый с человеком? Или вот, можно поработать с жидким азотом, минус 196 градусов по Цельсию, изучаем и прогнозируем изменение свойств материала при понижении температур», — проводит свою экскурсию Сергей.

Он, кстати, разрушил нашему журналисту один из мифов, живущих в его голове, мол, засунем руку в установку с азотом – бац, и раскололась.

«Все смотрят фильм про Терминатора и прочие блокбастеры, но в жизни все не так. Мы брали обычную розу, 5 секунд и ничего, минуту – и да, она разбилась как в фильмах», — говорит Лисицин.

Прогуливаясь по кабинету, то и дело тыкаем пальцев в незнакомые на вид штуки: что это, а это что? Так мы познакомились, например, с диспердатором — устройством, позволяющим получать наноструктуры и наночастички.

«У наночастиц металла иные свойства, чем у самого металла. Например, у золота температура плавления 1337 Кельвинов, с уменьшением размера – меньше температура плавления, 2-3 нанометра плавятся при 100 градусах по Цельсию. Нанометр не разглядеть даже оптическим микроскопом, поэтому нужен диспердатор. Его принцип работы: как слепые читают методом касания, есть иголка, кончик которой толщиной доходит до одного атома, но обычно это 10-15 нанометров, между поверхностью и иголочкой возникает межатомное взаимодействие, система обратной связи считывает это. Изображение в цифровом виде на компьютер получаем уже с увеличением размера. Крыло бабочки можно рассмотреть, например. Или вот рентгенофлюресцентный анализатор – определяет, что за вещество, из чего состоит, сколько атомов, их процентное соотношение, какой самый маленький, какой самый большой», — проводит «урок» Сергей.

Есть в наноквантуме и химия для самых маленьких, тех, кому 10-12 лет. Ребята могут выращивать кристаллы в лабораториях, чтобы потом изучать их свойства, или из сушеных лепестков роз делать аромомасла.

Хорошая генетика

Последней точной нашего путешествия стал биоквантум. С нами по кабинетам, напоминающим мини-лаборатории из голливудских фильмов, прогулялась Мария Коряжкина.

«Мы знакомим школьников с устройством микроскопа, ребята учатся настраивать его, потом делаются срезы растений — это простейшие эксперименты, схемы исследований», — поясняет микробиолог.

Для экспериментов к услугам учеников климатостат для изучения влияния различных стимуляторов роста. Юные ученые смогут узнать, как реагируют растения на стандартные стимуляторы и экологически безопасные – химические и биологически. Полученные знания в агробиотехнологии в дальнейшем ребята смогут использовать в выращивании экологически чистой продукции.

В стерильных микробиологических боксах ученики выделяют ДНК: определяют, есть ли в семени инфекция, геномодифицирован ли продукт.

«Очень интересный проект созрел у наших школьников – изучить все характеристики обычных макарон и «доширака», их отличие, состав и так далее. Ребята сами придумывают проект, ищут информацию, мы помогаем только с методами исследования», — говорит Мария. 

В биоквантуме мы также обнаружили термостат для чашек Петри и биореактор или ферминтер, где создается стерильная питательная среда для выращивания различных культуры, а еще даже биокрема можно создавать.  Нашли мы и весы, самые точные из которых показывают пять знаков после запятой. А еще — лабораторную центрифугу – устройство, где жидкости разной плотности разделяются, то есть кровь можно разделить на плазму и эритроцит, к примеру.

Весьма нас впечатлило и устройство, очищающее дистиллированную воду в 120 раз – так получается вода первого класса частоты, которую можно использовать в генетике.

Напоследок наш крайне впечатленный корреспондент, изобразив, как ему показалось взгляд, максимально похожий на взгляд котенка в сапогах из Шрека, спросил, можно ли и ему стать учеником Кванториума, но получил отрицательный ответ на основе года рождения, указанного в его паспорте. Эх, где мои 12 лет…

2019-06-19T00:00:00+00:00

19-06-2019