Российская компания «Клевер COEX» объявила о выпуске дронов-конструкторов «Клевер 5», которые можно применять как инструмент в образовательных процессах. Такой практико-ориентированный подход к образованию позволяет выпускать подготовленных специалистов, а не просто обученных людей.
- 1. Введение
- 2. Практико-ориентированное образование
- 3. Примеры проектов дроностроения в России
- 4. Другие изменения в системе цифрового образования
- 5. Образование, робототехника и ИИ
- 6. Оценка полезности практико-ориентированного подхода
- 7. Дроны и регуляторика
- 8. Дроны и кибербезопасность
- 9. Выводы
Введение
Вряд ли кто-то станет возражать против того, что сейчас в системе образования происходят тектонические процессы. Ландшафт образования претерпевает глубокие изменения вследствие появления цифровых технологий и их широкого проникновения как в преподавание, так и в обучение. Цифровое образование открывает множество возможностей для учащихся. Однако вместе с ними возникают и определённые вызовы, которые необходимо учитывать, чтобы сохранить эффективность и инклюзивность образования в его новых формах.
Практико-ориентированное образование
Практико-ориентированное образование — это такой подход, который нацелен на формирование у обучающихся профессиональных компетенций через активное применение знаний в реальных или моделируемых производственных условиях. В его основе лежит понимание того, что знания, полученные человеком и подтверждённые после прохождения экзамена, сами по себе не позволяют утверждать, что система выпускает готового специалиста.
Полученные теоретические знания необходимо уметь применять на практике. Поэтому принято считать, что на 30–40 % времени, затраченного на получение теоретических знаний, должно приходиться 60–70 % времени, отводимого на практику, включая стажировки и проектную деятельность. После этого можно утверждать, что подготовка кадров соответствует запросам работодателей.
«Практико-ориентированное образование — это действительно важный вопрос, поскольку при разработке «Клевер 5» одной из ключевых задач было создание решения, одинаково полезного пользователям с разным уровнем подготовки — от начинающих до студентов и специалистов инженерных направлений, — отметил Даниил Щин («Клевер COEX»). — Платформа уже применяется на различных уровнях образования — от школы до программ профессиональной подготовки».
Даниил Щин, директор по продукту компании «Клевер COEX»
«Клевер 5» — это новая линейка дронов-конструкторов, выпущенных российской компанией «Клевер COEX» для образовательных целей и развития навыков конструирования, реализации хобби, участия в соревнованиях и пр. В инженерных классах и технических кружках они используются для проектной деятельности. «Обучающиеся собирают квадрокоптер с нуля, изучают его конструкцию, принципы настройки, программирования и пилотирования. Такой формат позволяет последовательно освоить базовые основы электроники, систем управления и разработки программного обеспечения».
В колледжах и вузах платформа «Клевер» применяется для практического изучения архитектуры беспилотных систем, освоения навыков работы с датчиками и дополнительными модулями, а также для решения задач, связанных с автономностью, компьютерным зрением и применением нейросетевых алгоритмов.
Особенностью платформы «Клевер» является то, что в основе образовательного квадрокоптера используется open source-фреймворк ROS 2 (Robot Operating System 2). Его первая версия — ROS (Robot Operating System) — играет особую роль для России.
Исторически сложилось, что именно этот фреймворк стал базовым выбором для российских компаний при разработке различных роботов. Они накопили большой объём наработок, использование которых позволяет упростить вход в сферу робототехники и беспилотных систем. Изучая её на практике, студенты и специалисты знакомятся со стабильной и практичной платформой и осваивают особенности робототехнических экосистем, включая разработку алгоритмов автономного управления, компьютерного зрения и решений для роботов на базе искусственного интеллекта.
«Клевер 5» используется не только как инструмент для подготовки операторов беспилотных авиационных систем (БАС), но и как универсальная образовательная платформа, позволяющая обучающимся познакомиться с ключевыми направлениями современной инженерии — робототехникой, электроникой и программированием», — добавил Даниил Щин.
Одной из главных площадок для тестирования технологических решений, развиваемых в рамках проекта «Клевер», является сейчас «Университет 2035» — первый в России глобальный цифровой университет. «Это один из крупнейших операторов образования для будущего», — охарактеризовал его ректор Дмитрий Кайсин, выступая на конференции по анонсу «Клевер 5». — Динамика развития новых технологий и глобальных процессов не позволяет нам останавливаться на достигнутом. Главный критерий эффективности для нас — это доверие со стороны компаний, создающих продукты и услуги будущего, и успешность наших выпускников».
Дмитрий Кайсин, ректор «Университета 2035»
Знакомство по программе освоения «Клевер 5» проводится в Москве на базе технологической мастерской «Дрон-гараж». Обучение навыкам работы с БАС и тестирование разрабатываемых робототехнических систем проводятся в специально выстраиваемых «полётных зонах». Такой «полётный куб» выстроен и в «Дрон-гараже».
Эти элементы являются частью методики практико-ориентированного образования, которая позволяет готовить опытных специалистов, способных к исследовательской и творческой работе. Это особенно важно на фоне развития роботов и искусственного интеллекта (ИИ), которые в ближайшем будущем должны взять на себя задачи, выполняемые сейчас джунами. Практико-ориентированный подход — это способ обучения и подготовки специалистов, способных делать то, что не могут заменить ИИ и роботы.
Примеры проектов дроностроения в России
Практико-ориентированная система образования предусматривает создание учащимися готовых продуктов или проектов. В арсенале «Клевер» уже есть несколько самостоятельных разработок, которые иллюстрируют этот подход.
Рисунок 1. Граффити-коптер D-drone
Первый пример — это граффити-коптер D-Drone. Он оснащён аэрозольным модулем с сервоприводом, который позволяет управлять дроном с распылением краски. С его помощью можно создавать изображения в физическом пространстве, объединяя технологии беспилотников и креативные сценарии. Дрон выступает в этом сценарии как инструмент цифрового искусства и автоматизированного граффити. Благодаря программному обеспечению (ПО) он способен наносить рисунок, автоматически преобразуя траекторию полёта в требуемый результат.
Второй пример проекта, разработанного с использованием дронов «Клевер», — «Аэротакси». Это система, позволяющая объединить эксплуатацию нескольких дронов и управление их совместным перемещением через центральный сервер. Применяемое ПО автоматически прокладывает маршруты дронов и координирует их движение, снижая риски пересечения траекторий и столкновений.
Третья модель получила название PoseNet. Она построена с применением алгоритмов компьютерного зрения и служит для распознавания поз человека (оператора). Оценивая положение его тела и рук, модель преобразует их в команды управления полётом дрона.
Рисунок 2. Робот PoseNet, управляемый через жесты оператора
Наконец, ещё один проект — полноростовой 3D-сканер. Он позволяет управлять полётом дрона с включённой камерой, создавая на его базе импровизированный полноростовой 3D-сканер. Он позволяет строить высокоточные трёхмерные модели объектов, включая человека. Эту технологию можно применять, например, в индустрии видеоигр, моде, кино и медиапродакшене, цифровом дизайне и визуализации.
Другие изменения в системе цифрового образования
Применение роботов в образовательном процессе, конечно, не является единственным изменением, которое происходит сейчас в системе образования. Геймификация — ещё одно направление развития. Оно получило отражение в проекте «Клевер» благодаря участию Федерации гонок дронов России, поэтому мы рассмотрим этот пример подробнее.
В отличие от популярного шоу «Битва роботов» — проекта под эгидой Минцифры России, Федерация гонок дронов нацелена не только на зрелищность, но и на получение практической ценности от реализуемых проектов. Турниры рассматриваются как часть системы образования: в стране проводятся серии гонок. Например, в 2025 году Федерация провела более 500 турниров. Её Всероссийский чемпионат «Пилоты будущего» собрал свыше 18 000 участников, удвоив показатели прошлого сезона. Этот проект проводится по поручению Президента РФ и охватывает детей с 7 лет.
Важным шагом для популяризации технологичного спорта является включение управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) в комплекс ГТО. В настоящее время Правительство РФ готовит соответствующие предложения, которые должны быть представлены до 15 апреля 2026 года.
В арсенале проекта «Клевер 5» также есть гоночная версия дрона. Её использование снижает порог входа и делает этот вид спорта доступным для учащихся всех возрастов.
«Гонки дронов — новый инновационный вид спорта, который вовлекает молодёжь. Каждый участник пробует себя в ролях инженера, программиста и спортсмена-пилота. Это ещё и уникальная возможность получить через соревновательную деятельность навыки для будущей профессии», — заявил президент Федерации гонок дронов России Илья Галаев.
Рисунок 3. Топовая 5-я модель в эволюции дронов «Клевер»
Образование, робототехника и ИИ
Если подытожить, наступление цифровой эпохи необратимо изменило ландшафт образования. Цифровое образование привнесло новые методы, сочетающие более высокий уровень доступности качественного образования, возможности применения искусственного интеллекта (ИИ), появление инструментов для моделирования и автоматизации, а также быструю материализацию проектов в физические продукты.
Однако цифровое образование развивается на фоне классического, значение которого не утрачивается. Инклюзивность особенно важна сейчас для тех, кто проживает в недостаточно обеспеченных, развивающихся или отдалённых регионах, где может отсутствовать традиционная образовательная инфраструктура.
«Технологии меняются, но они всё равно основаны на фундаментальных знаниях, — отметила в интервью на «Форуме T1» Екатерина Колесникова, заместитель генерального директора ИТ-холдинга Т1 по персоналу. — Если их нет, то очень сложно наращивать возможности. Даже в самых модных технологических направлениях должна оставаться база — классические элементы образования».
Одним из элементов классического образования является практико-ориентированный метод, обеспечивающий закрепление полученных знаний на практике. Это требует от обучающихся определённой нагрузки по поиску решений предлагаемых задач и их практической проверке, однако в результате они достигают конкурентного уровня в условиях давления со стороны развивающегося ИИ.
Почему это важно в современных реалиях обучения?
Уже широко применяются методы ИИ, проверка знаний проводится путём опроса для демонстрации быстрой памяти, а не практических навыков их применения. В новых условиях можно ожидать обратную реакцию со стороны обучающихся — снижение качества образования.
Навыки разработки и творческий подход к созданию новых систем, умение креативного поиска и отбора корректной информации на фоне избыточного доступа к данным, в том числе недостоверным, — всё это требует выстроенного процесса обучения. Простое получение теоретических знаний не даёт полного практического эффекта от образования.
Рисунок 4. Обсуждение новых продуктов на презентации «Клевер 5»
Оценка полезности практико-ориентированного подхода
Полезность практико-ориентированного подхода подтверждают исследования. Для их оценки существует несколько методик. Например, в США широкое распространение получила проверка через расчёт индекса NASA TLX (Task Load Index) — инструмента субъективной оценки рабочей нагрузки человека. Индекс был разработан в исследовательском центре NASA в 1980-х годах.
Эта методика позволяет оценить эффективность выполнения задания с учётом средневзвешенной оценки по 6 направлениям: психическая нагрузка на исполнителя; физическая нагрузка; затраты времени на выполнение задачи; производительность; приложенные усилия; полученный эмоциональный эффект.
На рисунке показаны результаты сравнения, демонстрирующие рост доли правильных ответов в тестовых опросах при обучении приёмам борьбы с ransomware-атаками в Университете Толедо (Испания). Результаты получены до и после проведения практических занятий. Основной вклад дают теоретические знания (кривая Pre), однако вклад практико-ориентированной части обучения (кривая Post) также значителен.
Рисунок 5. Доля правильных ответов в тестах на курсах по ИБ в Университете Толедо (Испания)
Дроны и регуляторика
Дадим справку о законности применения квадрокоптеров при обучении, поскольку их использование относится к другой сфере регулирования, чем образование.
Как показывают кулуарные обсуждения на конференциях, довольно часто эти правила не соблюдаются, а проверяющие органы не высказывают претензий, поскольку речь идёт о системе образования, а не о «бытовом применении», где риски иные. Однако в целом требования регуляторов необходимо как минимум знать.
В отношении дронов в России действует законодательство о беспилотных летательных аппаратах (БПЛА). Оно сформировано на основе «Воздушного кодекса Российской Федерации» (Федеральный закон № 60-ФЗ от 19.03.1997) с поправками, вступившими в силу в 2017 году. Закон устанавливает обязанность владельцев летательных аппаратов массой более 150 г регистрировать их и получать разрешения на использование для съёмки. Документ о регистрации, выдаваемый уполномоченным государственным органом, позволяет получить разрешение на полёт квадрокоптера. Закон также рекомендует не поднимать дрон на высоту более 50 м во избежание возможного столкновения с воздушными судами.
Для обучения и проведения соревнований с участием дронов обычно оборудуются специальные пространственные клетки — «полётные зоны» или «полётные кубы». Они обеспечивают достаточное пространство для отработки манёвров дронов и не создают угрозы окружающим при выполнении полётов. Считается, что такие условия не ограничивают возможности обучения и исследования поведения дронов.
Рисунок 6. «Полётная зона» для запуска дронов
Дроны и кибербезопасность
До сих пор оценка систем управления квадрокоптерами с точки зрения кибербезопасности остаётся недостаточной. Алгоритмы движения дронов в строю формируются, например, с учётом работы лидаров, измеряющих расстояние до ближайших объектов, и алгоритмов поддержки траектории движения по карте. В этих условиях строй роя формируется адаптивно, а его проверка на устойчивость лежит на вендоре системы управления. Насколько такая система защищена с точки зрения кибербезопасности?
Для ROS / ROS 2 признано, что внимание к вопросам кибербезопасности при их развитии было ограниченным. Это не создаёт рисков при использовании в процессах обучения, однако для коммерческого внедрения продуктов, создаваемых на их базе, могут потребоваться дополнительные исследования.
Исследования в области информационной безопасности (ИБ) для дронов — перспективное направление для вендоров.
Рисунок 7. «Клевер 5» вблизи
Выводы
Концепция цифрового образования стала преобразующей силой развития общества. Она открывает множество новых возможностей, но одновременно порождает значительные риски для образовательной системы. Использование практико-ориентированного метода в образовании уже доказало свою эффективность, позволяя выпускать из вузов молодых инженеров и разработчиков, подготовленных к практическому применению полученных знаний.
Инструменты, такие как дроны-конструкторы, позволяют глубже изучать предметную область и развивают творческий подход. Студенты получают прикладные навыки для конструирования продуктов и развития технологий. Эти навыки в области дроностроения затем могут применяться и в других сферах, в том числе в ИТ и ИБ.
