3 инженерно-социальных проекта студентов МИЭМ НИУ ВШЭ

Объяснить устройство роботов через компьютерную игру, научить ребенка счету при помощи смартфона, заставить механический протез «думать», обрабатывая сигналы мозга — все эти задачи очень отличаются технически. Но все их в рамках своих инженерных проектов решают студенты Вышки, помогая сделать жизнь конкретных людей более качественной, интересной и яркой.

Все представленные ниже проекты подготовлены в Учебной лаборатории 3Д-визуализации и компьютерной графики. 

Конструктор 3D-роботов ARIGRID — студенческий проект Петра Цыгикало, Алексея Зайцева и Руслана Абдусаламова по обучению школьников робототехнике. По сути это компьютерная игра, в которой вместо поиска сокровищ или управления магическими персонажами ребенок, например, собирает модель программирования квадракоптера. Причем пользователь сам выбирает, какое действие произойдет при нажатии той или иной кнопки, записывая команду на языке Python или на основе блок-схем. В итоге, разбираясь, как управлять двигателем, чтобы тот запустил лопасти и квадрокоптер взлетел, ребенок самостоятельно изучает создание алгоритмов и программирование. По задумке разработчиков, проект — аналог дорогостоящего набора по изучению робототехники от LEGO. Особенно он пригодится в школах, которые не могут потратить  несколько сотен тысяч рублей на конструкторы для всего класса, а также для создания онлайн-курсов по робототехнике. Основные преимущества проекта перед конкурентами —  доступность (игру можно запустить на домашнем компьютере), яркий современный дизайн, комплексный подход к обучению.

Студентка магистерской программы «Компьютерные системы и сети» Дарья Смусева работает над улучшением своей дипломной работы — программного обеспечения для обучения дошкольников на основе технологий дополненной реальности. Изучив существующие данные по использованию смартфонов детьми, студентка пришла к выводу, что гаджет может стать отличным дополнением к образовательным материалам. Технологии AR превращают обучение в игру, облегчая при этом запоминание информации. Первая версия мобильного приложения помогает малышам научиться считать и выучить буквы русского алфавита. Чтобы начать обучение, нужно скачать и распечатать специальные карточки с картинками, которые находятся в открытом доступе. Когда ребенок наведет камеру смартфона, например, на цифру 4, сработает интерактивная кнопка «нажми». На экране появится анимация с корзинкой, из которой под аудио-счет начнут «вылетать» нарисованные яблоки. Работа была представлена на различных российских научно-технических конференциях, а также на Information Innovative Technologies, I2T – 2017 в Праге. Поступив в магистратуру, Дарья планирует обновить приложение с учетом новых возможностей компьютерных технологий. Компания Apple выпустила библиотеку ARKit, которая позволит раскрыть возможности программы, упростив инструментарий разработки приложений на основе маркерной технологии.  

Команда студентов департамента компьютерной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ: Георгий Кленевский, Артем Авдеев, Александр Бондаревский, Павел Колесник — занимается созданием электромеханического протеза кисти руки. В разработке использована технология нейроинтерфейса и системы обратной связи, чтобы человек с ограниченными возможностями мог управлять протезом интуитивно. Изучив опыт российских и зарубежных инженеров, ребята поставили себе цель решить две проблемы. Во-первых, большинство моделей не дает обратной связи. Пользователь не чувствует, к чему прикасается, и не может контролировать силу сжатия. Во-вторых, из-за сложности в управлении к протезу сложно привыкнуть. Немаловажен и вопрос цены: наиболее комфортные в использовании бионические модели стоят порядка 2 миллионов рублей.

Проблему высокой стоимости изделия студенты предлагают решить при помощи цифровых технологий. Большинство деталей ребята распечатали на 3D-принтере, «чувствительность» и функциональность  протезу обеспечат электромеханические датчики на базе Arduino, а управлять искусственной рукой позволит система обмена данными между мозгом и электронными устройствами — нейроинтерфейс. «Механизм создания протеза довольно прост: сначала человек у себя дома с нескольких сторон фотографирует травмированную конечность на фоне линейки. После  этого наш специалист загружает снимок в 3D-программу и моделирует основные детали будущей руки, — рассказывает инженер проекта Артем Авдеев. — Затем, после сборки и всех необходимых тестов, мы будем готовы выехать к клиенту, чтобы помочь ему с установкой и освоением нового устройства». Также ребята планируют создать сервисный центр и службу технической поддержки, чтобы обучать людей пользоваться протезом. По итогам научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов имени Е.В. Арменского проект попал в финал государственной программы содействия инновациям «УМНИК».