Привет Хабр! В прошлой статье я упоминал, что в среде детских кружков технического творчества достаточно сложно найти наборы для комплексного изучения детьми всевозможных дисциплин. Сегодня я расскажу вам о том, как мы придумывали детские наборы робототехники.

В первый месяц работы центра робототехники, помимо скоростного написания различных обучающих программ, нам приходилось изобретать под эти программы различные устройства. Если ребенку говорить: «Смотри, это резистор, а это светодиод», — то толку будет мало. Детям всегда было интереснее делать полноценные проекты, которые они раньше встречали в реальной жизни или могли бы их там применить.



Первым инструментом, который мы решили применить, был структор. Амперковские ценники нас, мягко говоря, не обрадовали, и мы решили производить структор самостоятельно, благо в наличии была производственная база с несколькими ЧПУ станками. Для тех, кто не знает, структор – это полностью открытая разработка. То есть каждый может скачать чертежи с интернета, нарезать себе мешок структора и делать с ним все, что захочет.



Смотря на картинки готовых деталей, нам казалось, что производить структор проще, чем отрезать деревянный брусок ручной пилой. Но все оказалось немного сложнее.



Самой большой сложностью было подобрать режим резанья, то есть скорости подачи и вращения, а также оптимальный вид фрезы. Через десяток поломанных фрез и не один десяток бракованных деталей у нас все же получилось вырезать идеальный кусок структора. Мы сходу изготовили пару ящиков структора и понесли в центр робототехники.



Структор понравился процентам 90 детей. Остальные его не поняли. Он показался им слишком простым. Особенностью структора является смещение детальки на 5 мм после вставки в другую детальку. Поэтому структор на самом деле сложнее, чем кажется. Когда дети, которым структор казался неимоверно простым, брали его в руки, начинали что-то строить, и у них не получалось, первой реакцией была фраза: «Ваш структор это полная фигня, и я не хочу его собирать». Но таких детей было достаточно мало, поэтому тестирование структора мы считали удачным. Однако из структора хорошо делать различные корпуса и коробочки, и на этом его достоинства заканчивались. Полноценный робот из структора проиграл бы роботу из того же лего или советского конструктора. Для постройки робота в нем слишком однообразные детали. Но мы нашли выход из этой проблемы.



Было очевидно, что из структора удобно собирать прямоугольные элементы, остальные конструкторы этим похвастаться не могут. Поэтому мы решили изготовить огромную деталь структора для моделирования города размером 2х1 метр. Такой лист можно положить на парты, и дети прямо на нем собирают дома, которые потом можно объединить в город. Такой подход колоссально понравился детям. Те, кто не понял структор в самом начале, теперь с удовольствием собирали из него различные сооружения.



Детей от него было просто не оттянуть. План урока с постройкой города был следующий: половину занятия дети собирают город из структора, при этом все здания должны быть тематические: школа, больница, зоопарк, военная база и т.д. Оставшуюся часть занятия дети располагают в городе всевозможную электронику: тянут провода от электростанции (блок с батарейками) в каждый дом, проводят уличное освещение, делают звонки и прочее. Каждый хотел использовать в своем доме как можно более сложную схему, поэтому дети внимательнее слушали теорию и лучше усваивали материал.



Через пару месяцев мы наконец написали учебную программу на несколько месяцев вперед, и у нас появилось свободное время. Его мы решили потратить на разработку наборов робототехники для детских центров технического творчества.

Небольшое отступление:

В самом начале становления наших центров робототехники мы всерьез рассматривали покупку франшизы какого-нибудь известного сетевика. В который раз, цены нас удивили. Сетевые кружки за франшизу просили от 0.5 до 1.5 млн рублей. При этом все, что они предлагали за эти деньги: помощь при выборе места, открытии юр. лица, доступ к учебной программе и небольшой лэндинг. Наборы робототехники нужно покупать самим отдельно. Львиная доля стоимости франшизы была в бренде самого кружка. Однако в небольших городах практически никто не слышал о знаменитых сетях робототехники Москвы или региональных центров. Да и поголовно все кружки работали на лего, что нас не обрадовало. Лего-робототехнику в то время (в принципе, как и сейчас) мы недолюбливали.


Анализ существующих франшиз был первым маяком к тому, чтобы сделать все самим по-нормальному. Идеальный вариант – ты покупаешь франшизу ориентировочно за 500 тыс. рублей. В эту цену входят: наборы робототехники и электроники, компьютеры, тонна конструктора для проектирования, учебная программа, мебель и мелкая бытовая техника (телевизор, кулер для воды и др), помощь с выбором места и регистрацией юрлица, помощь с рекламой и поддержка при старте. Когда мы искали франшизу (середина 2017), на рынке такого и близко не было.

Продолжение

Мы собрали команду разработчиков в одном из центров робототехники, наглухо закрылись, набрав заранее еды на пару дней, и начали придумывать наборы. Первый набор робототехники планировалось собрать на основе структора. В мечтах это была огромная красивая коробка, в которой была гора структора и электроники, и огромная книжка, в которой расписана сотня различных устройств и экспериментов. После первичной оценки планируемой работы и конкурентов в нашей команде произошел раскол. Половина считала, что набор мы разработаем и получится достаточно интересно. Другая половина говорила, что структор не годится для такого набора. Спустя день работы у нас все же были готовы макеты различных устройств. Стоит сказать, что там были очень интересные проекты. Например, автоматизированная люстра, которая включалась сама по движению или по степени освещенности, сейф с кодовым замком, робот, умеющий ездить по линии, модель сотового телефона и много чего еще. Однако, когда львиная часть работы была уже проделана, главному программисту пришла в голову интересная идея.





Через несколько месяцев после открытия первого центра робототехники, мы возили несколько детей на краевые соревнования с огромной моделью умного дома, выполненной на том самом листе для проектирования 2х1 м. К соревнованиям мы готовились основательно, взяли с собой немного мерча, флипчарт, все оделись поприличнее. Натаскали детей на презентацию. Друг к другу они обращались по имени — отчеству. В общем на конкурсе мы победили в тот момент, как только вошли в помещение, в котором он проводился. Умный дом на основе структора делается достаточно интересно, ведь в нем есть все необходимые для этого детали! Электроники для модели умного дома было всегда полно, но какого-либо конструктора почему-то никто не производил.



Мы решили поискать наборы умного дома. Идея совместить электронику со структором казалась настолько простой, что мы не верили, что такого еще никто не сделал. Да хотя бы та же Амперка. Вы удивитесь, но такого действительно не было. Мы сходу набросали примерный план проекта, модель дома собрали из имеющегося в наличии структора, всю электронику распаяли по своим местам. После создания первой, грубой модели умного дома из структора мы поняли, что сделать набор на его основе – действительно крутая идея!



Отсчет пошел, и мы начали проектировать свой первый набор детской робототехники. Очень много процессов разрабатывали параллельно и трудились день и ночь.

Из интересного:

Коробки для нашего набора мы собирались заказать у ребят, изготавливающих упаковку чуть ли не для всего Краснодарского края. Однако минимальная сумма заказа для интересующих нас коробок была 300 тыс. рублей. Сама эта сумма не такая уж и большая в масштабах всей разработки, однако если посчитать, сколько наборов нам в эти коробки нужно укомплектовать, то получается многовато. Небольшими партиями коробок в России мало кто занимается, а если и занимается, то стоит это неоправданно дорого. Решение было у нас под носом. Вспененный ПВХ пластик, из которого мы делали структор, отлично годится и для создания коробок. В итоге мы смоделировали коробки для набора умного дома из структора в форм-факторе структора. Получилось весьма неплохо.

Чуть больше, чем через месяц первый прототип набора был готов. Учебная программа к набору на тот момент была написана на половину, но она и является самой сложной частью разработки набора. Первые тесты набора в полевых условиях показали, что мы сделали нечто очень крутое.



В середине разработки нас осенило, что мы можем сделать еще и младшую версию умного дома – умную комнату. Большая часть набора умной комнаты была взята из умного дома, так что мы в кротчайшие сроки получили целых два набора для детского технического творчества!

Набор умного дома собирается в несколько этапов: в первую очередь вы проектируете модель собственного жилища из целой горы структора, далее располагаете в модели всю необходимую электронику, согласно книге, потом переносите электронику в свой реальный дом.

В центрах робототехники наши наборы понравились всем детям без исключения. В сборку были включены абсолютно все, даже преподаватели. Когда к нам приходят записываться новые дети и видят весь процесс разработки умного дома, они практически всегда просят остаться сразу на занятие и хотя бы понаблюдать за происходящим.



К сожалению, после выполнения работ на 60% разработка набора умного дома немного подутихла. Сейчас у нас полностью готова упаковка. С инструкцией дела обстоят похуже.

Параллельно структору мы отрабатывали техпроцесс для создания конструктора мультипло, который так же является открытой разработкой. Произвести его было на порядок сложнее, нежели структор, но в конце концов мы научились резать качественные детальки.

Результатом разработки набора на основе мультипло стал весьма интересный грузовик.



Размеры его немного превышали стандартные модели автомобилей. Грузоподъемность оказалась внушительная.



Так же поворот передних колес был выполнен весьма интересным образом. Кузов управляя отдельным сервоприводом.



Кстати, все алюминиевые детали и покрышки мы так же изготавливали самостоятельно.
При разработке грузовика нас снова постигла болезнь 60-ти процентов. Сам грузовик полностью готов, но вот упаковки и инструкций к нему не написано. В общем, как вы уже поняли — с инструкциями у нас все плохо. В данный момент проекты убрали в долгий ящик, либо поставили на полку в качестве выставочного образца с надеждой, что когда-нибудь удастся вернуться к разработке.