Робототехника и кикер: преподаватель Томского политеха Александр Беляев о занятиях по ИИ и мотивации

Александр преподает робототехнику в Томском политехе шесть лет. На его занятиях студенты учатся «учить» роботов собирать пазлы, не застревать в снегу при доставке товаров и помогать человеку восстанавливаться после травм. А после занятий студенты тоже учатся, но уже играть в настольный футбол. Тем более, что преподаватель – президент Федерации спортивного кикера. Александр рассказал о разнице между «ездящими» и «колесными» роботами, студенческих мини-компаниях и мотивации преподавать.

НЕ «ЕЗДЯЩИЕ», А «КОЛЕСНЫЕ»

Преподавать Александр начал с первого курса магистратуры, шесть лет назад. Ведет предметы, связанные с робототехникой. На лекциях он рассказывает, например, как определить положение робота в пространстве, о датчиках, методах и алгоритмах управления. А на лабораторных – вместе со студентами программирует реальных роботов, чтобы они двигались по заданной траектории и объезжали препятствия.

Я всегда много занимался со студентами проектной деятельностью: мы программируем, работаем с „железом“, пишем алгоритмы. Мне кажется, это намного интереснее, чем обычные занятия. Робототехника в этом плане очень широкая наука. Внутри одного проекта можно заниматься и программированием, и искусственным интеллектом, и микроконтроллерами, и системами управления. Всегда стараюсь выстроить работу так, чтобы было интересно всем: и мне, и студентам. Иногда это получается (смеется), — считает Александр.

Помимо занятий для студентов Инженерной школы информационных технологий и робототехники Александр преподает дисциплины по искусственному интеллекту для китайских студентов по программам формата «4+0» и «2+2».

«Говорят, я добрый преподаватель, но, думаю, обманывают (смеется). Всегда есть студенты, с которыми отношения не складываются, появляются обиды и недопонимание. Мне кажется, я справедливый», – уверен политехник.

Чтобы «подружиться» с роботами, по мнению Александра, нужны знания курсов физики, математики и теории автоматического управления. А еще умение правильно их называть: например, не «ездящие», а «колесные» роботы.

МИНИ-КОМПАНИЯ В УНИВЕРСИТЕТЕ

Научить роботов Александр и его студенты могут, кажется, чему угодно. Вместе ищут интересную тему и работают над ее реализацией. Так, группа роботов под руководством разработчиков уже умеет собирать пазл картины Ван Гога «Звездная ночь». Сейчас политехники работают над двумя новыми проектами. Один из них – система управления роботами в естественных условиях.

«Естественные условия – это грязь, снег, лед и прочие уличные помехи, которые могут повлиять на движение робота. Нужно уметь определить такие факторы и приспособится к ним. Это очень сложная задача, потому что сейчас нет алгоритмов, которые бы в общем случае решали такую задачу, только частные. Как пример – проблемы роботов-доставщиков от Яндекса, которые зимой 2020 года застревали в снегу и без посторонней помощи не могли выбраться. Мы же пытаемся придумать алгоритмы, которые должны помочь роботу понять, что под ним снег, что его колеса скользят, и как в итоге управлять ими, чтобы выбраться», – объясняет Александр.

Второй проект связан с созданием алгоритмов обезвешивания. Это специальные системы, которые компенсируют вес объекта. Их используют, например, в автоматических подъемных кранах или системах реабилитации пациентов.

В каждом таком крупном проекте собирается разношерстная команда студентов с разных курсов, причем глобально все они связаны. Мы регулярно собираемся все вместе, каждый рассказывает о результатах своей части работы. Получается, что ребята не только видят, что делают они, но и как их деятельность стыкуется с работой других. Такая „мини-компания“ в рамках вуза, — рассказывает Александр.

Пока это только инициативные проекты. Но разработчики активно ищут потенциальных партнеров и заказчиков. Сейчас в копилке уже два выигранных гранта «УМНИК».

КИКЕР-КОМАНДА ВСЕРОССИЙСКОГО УРОВНЯ

В свободное от работы время Александр занимается интересным и нестандартным спортом – настольным футболом. Сначала кикер был просто досугом, а после первых соревнований стал важной частью жизни преподавателя.

«Это очень сложный вид спорта, который требует от спортсмена постоянных тренировок и анализа соперников. Помню, как в 2019 году поехал на первый крупный турнир в Санкт-Петербург. Оказалось, что я играю на уровне школьников центральной России. Поэтому, вернувшись, я купил себе профессиональный стол. И, конечно, начал рассказывать своим студентам о футболе. Нас собралось всего около восьми человек, и мы начали тренироваться. Как-то решили, что хотим поставить стол прямо в корпусе ТПУ. Договорились, установили, а дальше все закрутилось: я выиграл грант и вывел настольный футбол в Томске на всероссийский уровень. В промежутке создали команду от Томского политеха и начали участвовать в соревнованиях. На последнем этапе Кубка России заняли призовые места», – рассказывает молодой преподаватель.

Сейчас турниры по кикеру в Томске проходят на уровне Москвы и Санкт-Петербурга, а в стенах Томского политеха в него играют уже порядка 50 человек. В 2023 году Александра Беляева выбрали президентом Федерации спортивного кикера.

Робототехника — как игра в кикер: и там, и там нужно много думать и анализировать. К сожалению, до сих пор не получилось встроить настольный футбол в студенческий спорт. Это моя цель на ближайшее время, — делится планам Александр.

Сейчас в 10-м корпусе Томского политеха стоят два профессиональных стола по настольному футболу. Играть и тренироваться на них может любой желающий студент. А если «тренер» увидит способности, есть все шансы попасть в сборную вуза и отправиться на городские соревнования.

ГЛАВНАЯ МОТИВАЦИЯ – УСПЕХИ СТУДЕНТОВ

Александр отмечает, главная мотивация для него – это успехи студентов. Осенью, например, его подопечные выиграли хакатон для робототехников от «Роснефти».

«Мне нравится, что я могу заниматься каждый день чем-то новым. Сегодня я даю знания по предметам студентам, а уже завтра занимаюсь новыми алгоритмами и исследованиями. Большой плюс в том, что я сам определяю направление своего научного развития. При этом хочу развиваться как преподаватель – делать интересные занятия, рассказывать об актуальных темах, своим примером показывать студентам, что нет ничего невозможного», – добавляет преподаватель.