"Кванториум" - это инвестиции в будущие поколения и будущее страны

В Департаменте образования и молодежной политики Новгородской области 13 марта обсуждали создание детского технопарка «Кванториум». При создании «Кванториума» планируют ориентироваться на ведущие отрасли экономики, учебную базу НовГУ и потребности рынка. И, конечно, речь шла о том, что "Кванториум" - это инвестиции в будущее, пожалуй, самый весомый вклад, который можно сделать сейчас для долгосрочного развития экономики страны. И Новгородской области в частность, ведь у нас "Кванториум" откроется в 2017 году сразу по двум направлениям: биоконструирование и робототехника.

Так что же такое «Кванториум»?

Это не один детский «технический центр» ка, возможно, покажется настроенному на обычную модель образования гражданину. Нет, это целая сеть технопарков, которая объединяет все современные направления развития науки. По крайней мере, известные направления. Итак, погрузимся в мир «Кванториума»!

1.                  Биоквантум

Траектория «Микробиология и биотехнология» направлена на формирование у обучающихся представлений и практических навыков в области биотехнологии. Биотехнология – активно развивающаяся отрасль современной прикладной биологии, поэтому данная образовательная программа также направлена на формирование у обучающихся профессионального интереса к данному направлению. Человечество для своих нужд с давних пор широко использовало многие процессы, не догадываясь об их микробиологической природе. Генная и клеточная инженерия являются важнейшими методами (инструментами), лежащими в основе современной биотехнологии. Методы клеточной инженерии направлены на конструирование клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.

2.                  Космоквантум

Актуальность направления продиктована развитием космонавтики и увеличением доли частной космонавтики в России и во всем мире. Программа, разработанная и реализуемая совместно с Объединенной ракетно-космической корпорацией и компанией «Сканекс», позволяет учащимся самостоятельно выбрать актуальную проблемную область и создать проект, конечный результат которого будет представлять собой полноценную инженерную разработку.

Программа совмещает в себе физико-математические основы космонавтики, 3D-моделирование и прототипирование, программирование устройств, основы электротехники и радиотехники, электроники, фотоники, а также проектирование космических аппаратов и т.д.

Участникам кружка предстоит пройти полный жизненный цикл производства космического спутника: от постановки задачи до разработки и конструирования модели микроспутника в формате CubeSat. Проектные команды будут определять полезную нагрузку спутника, создадут компьютерную модель аппарата в виртуальной среде, и в итоге смогут собрать действующую модель на основе специально разработанного конструктора (с возможным использованием самостоятельно разработанных сложных компонентов).

Успешные проекты получат дальнейшее развитие: конструирование и запуск реальных космических аппаратов, участие в международных соревнованиях.

3.                  Автоквантум

Участникам проектных команд предстоит спроектировать, создать, настроить и испытать полностью действующий дистанционно пилотируемый прототип транспортного средства с любым типом силовой установки, кроме двигателей, работающих на продуктах, полученных из нефти (бензин, керосин, дизельное топливо). В свой прототип необходимо будет добавить Smart-компонент. Созданные прототипы примут участие в соревнованиях на базе испытательного центра НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ». Участники команд познакомятся с теорией и практикой проектирования, приобретут навыки командной работы, ознакомятся с полным циклом производства от проектирования 3D-модели до действующего прототипа, смогут развить творческое инженерное мышление, освоят основы электротехники, энергетики, теоритической механики и т.п.

4.                  Аэроквантум

Малая беспилотная авиация – одна из интенсивно развивающихся технологий, способная в ближайшее время изменить облик мира. Логистические цепочки уже претерпевают изменения. Расцвет гражданского коммерческого дроностроения неминуем! Программа разработана совместно с Объединенной авиастроительной корпорацией. Интерес к беспилотным технологиям крупный бизнес обозначил в конце 2013 года самым недвусмысленным образом. Основатель крупнейшего американского онлайнритейлера Amazon Джефф Безос заявил, что его компания инвестирует в создание миниатюрных автоматических летательных аппаратов, которые можно будет использовать для доставки товаров покупателю. А следом еще несколько компаний, бизнес которых связан с логистикой (включая почтовую службу UPS), сообщили, что уже ведут подобные разработки.

5.                  Энерджиквантум

Актуальность и необходимость данной временной энергетики, необходимостью широкого внедрения экологичных возобновляемых источников энергии, а также широким распространением индивидуального транспорта, в том числе, маломерных судов как у юридических, так и физических лиц.

Программа разработана совместно с Бизснес-школой «Сколково» и компанией «Солнечная регата». Особенностью программы является то, что она, будучи мультидисциплинарной, направлена на формирование практических навыков в нескольких областях, в том числе в актуальных в настоящее время для каждого человека: вождение индивидуального транспортного средства, презентация собственного проекта, информационная поддержка проекта в медиа, в т.ч. в соц. сетях; предпринимательская деятельность. Курс, на основе реальной практической деятельности, даёт возможность обучающимся почувствовать себя в роли инженера-проектировщика, дизайнера, пилота водного судна, маркетолога, а также создаёт условия для дифференциации и индивидуализации обучения.

Участники проекта изучат основы судостроения, основы возобновляемой энергетики и принципы создания современных транспортных средств. Проектные команды произведут сборку корпуса судна, освоят основы и получат практику судовождения, а кроме того – приобретут знания по кинематической физике, физике химических источников тока, материаловедению, освоение основ гидродинамики, электротехники, фотоники, бизнес-планирования. Кроме того, участники получат ценные навыки командной работы.

6.                  Робоквантум

Команды осваивают передовые технологии в области электроники, мехатроники и программирования, получают практические навыки их применения.

Участники научатся настраивать беспроводное аппаратное обеспечение, устанавливать беспроводную связь между мобильным роботом и компьютером, используя промышленные средства программирования (С++).

Основная конметенция: Понимание принципов работы, возможностей и ограничений технических устройств, предназначенных для автоматизированного поиска и обработки информации; развитие лидерских качеств и аналитического мышления.

Далее ученики приступят к разработке стратегий навигации для передвижения в знакомой и незнакомой среде, изучение возможностей применения мобильных роботов для различных задач, проектирование современных систем управления. Программа разработана совместно с компанией Lego education.

7.                  Геоквантум

Каждый объект, находящийся на Земле, имеет координаты (широта, долгота), позволяющие точно определить, в какой точке пространства находится объект. Помимо этого можно определять свойства объекта: какой он формы и размера, на какой высоте находится и в каком направлении движется, его цвет, температуру, загрязнение, плотность и другие параметры, позволяющие исследовать объект или явление и его изменения во времени. Технологии измерений и сбора пространственной информации с помощью наземных, воздушных и космических устройств, её обработки и представления, постоянно развиваются и становятся с каждым днем доступнее для использования в повседневной жизни.

Люди каждый день используют сложнейшие системы, например ГЛОНАСС (навигация), ГИС (геоинформационные системы) и карты (поиск адреса, маршруты движения), не замечая всей их сложности за удобными сервисами (такими, как “Яндекс.Карты”).

Помимо повседневного личного использования, геопространственные технологии являются основой для работы и развития целых отраслей и направлений в мире: транспорт и логистика, геологоразведка и добыча полезных ископаемых, сельское хозяйство, строительство и ЖКХ, археология, кадастр и землеустройство, градостроительство, оборона и безопасность, управление территориями.

Обучение возможно по следующим проектным траекториям (по выбору обучающегося): 
- «Мой дом-Земля: познавая Мир»; 
- «Чрезвычайный дежурный: оберегая Мир»; 
- «ГеоПатруль: меняя Мир».

Школьники получат знания, которые позволят им понять основы устройства окружающего мира, законы развития природных явлений, получат навыки в применении геоинформационных инструментов и больших массивов данных. Смогут реализовывать индивидуальные и коллективные проекты в сфере исследования социальной среды и окружающего мира; начать использовать в повседневной жизни навигационные сервисы, космические снимки; собирать данные об объектах на местности (например, деревья и леса, дома города, поля, горы, реки, памятники и др.); разрабатывать проекты, направленные на улучшение качества жизни в регионе; изучать отдельные процессы, природные и техногенные явления. Направление «Геоинформатика» (DATA) разработано Московским государственным университетом геодезии и картографии (МИИГАиК) при технологической поддержке компаний «СКАНЭКС», ГК «GEOSCAN», «NextGis», «Цифровая Земля».

8.                  IT-квантум

В этом направлении мы запускаем сразу две проектных траектории. Первая из которых реализуется в формате соревнований «Захват флага»(Capture the flag (CTF))– это командные соревнования по защите информации. В рамках соревнования командам предстоит выполнить задания по криптографии, стеганографии, поиску уязвимости веб-приложений и другим аспектам компьютерной и информационной безопасности. Кроме того, команды освоят реверс-инжиниринг программного обеспечения на мобильных и встраиваемых платформах, таких как Android, iOS, а также изучат архитектуру ARM и AVR. Разработчиком программы выступила Международная академия связи. В рамках нее ребятами будут освоены навыки программирования и проектирования в области защиты информации, освоение современных информационных технологий, практические навыки использования современной вычислительной техники, периферийных и мобильных устройств и других технических средств информатизации. А также – управление виртуальными машинами, освоение принципов работы локальных сетей, повышение грамотности обеспечения информационной безопасности.

9.                  Промышленный дизайн

Человек издревле создавал себе орудия, инструмент и предметы быта. Люди стремились сделать эти предметы удобными и красивыми. В наше время предметы создают не отдельные люди, а промышленность, заводы и целые индустрии. В результате, на полках магазинов появляются товары. Мы видим много схожих по функциям предметов, которые похожи друг на друга. В условиях серьезной конкуренции мало сделать предмет удобным и красивым, он должен отвечать и на другие запросы потребителей. Для этого дизайнер должен уметь определять потребительскую нишу товара, прогнозировать запросы потребителей, попадать в стилистику бренда, создавать инновационный продукт, проектировать технологичное изделие в рамках заданной стоимости, проектировать предметы, которые будут радовать потребителя, предугадывать и опережать привычные потребности пользователей в своих областях.

10.              Лазерквантум

С самого момента разработки лазер называли устройством, которое само ищет решаемые задачи. Лазеры нашли применение в самых различных областях — от коррекции зрения до управления транспортными средствами, от космических полётов до термоядерного синтеза. Лазер стал одним из самых значимых изобретений XX века. Ученные изобрели тысячи принципиально отличающихся лазеров с различной длиной волны. Однако, только лазеры с несколькими длинами волн: газовые СО&sub2; (10,6 мкм), HeNe (0,63 мкм), твердотельные (1, 06 мкм) имеют массовое коммерческое промышленное применение. Таким образом, потенциал перспективного использования лазеров складывается огромный. В настоящее время в мире каждый второй станок оснащается лазерным излучателем, лазерные технологии найдут свое применение во всех рынках Национальной технологической инициативы (НТИ), в которых Россия планирует технологическое лидерство к 2035 году.

11.              Виртуальная реальность/дополненная реальность

Дополненная и виртуальная реальность – особое направление кванториумов, тесно связанное с любым из остальных. Практически для каждой перспективной позиции «Атласа новых профессий» крайне полезны будут знания из области компьютерного зрения, систем трекинга, 3D моделирования и т.д. Так, например, прорабу-вотчеру для оценки хода строительства и его корректировки потребуются системы распознавания образов. Проектировщику интермодальных транспортных узлов пригодится умение визуализировать свои решения в стереоформате. Все эти компетенции школьники получат в AR/VR квантуме и смогут применить их в любой индустрии – от создания игр до моделирования станции замкнутого цикла на Марсе!

Ученики узнают, каково это быть создателем собственных миров, поймут возможности и научатся работать с оборудованием из футурологических фильмов, создадут свои прототипы VR шлемов и поймут, что будущее уже наступило.

12.              Наноквантум

Технический прогресс позволяет не только эффективно использовать привычные материалы, но и создавать новые, с заданными свойствами. Открытия в отрасли позволяют улучшить свойства и пределы устойчивости материалов, механизмов и конструкций. Первые шаги на этом пути можно сделать еще школьником и попробовать свои силы в качестве начинающего исследователя. Лаборатория Нанокванта оснащена современными приборами, позволяющими синтезировать, модифицировать и изучать материалы на микро- и нано- уровнях: сканирующий зондовый микроскоп СЗМ Nanoedukator II, ph-метр, спектрофотометр, оптические микроскопы исследовательского класса и многое другое. Будущие наноконструкторы смогут предложить свои идеи технологического применения различных материалов, методов их получения или функционального улучшения.

13.              Нейроквантум

Актуальность и необходимость данной дополнительной образовательной программы продиктована развитием современных биологических, медицинских и инженерных технологий в области нейробиологии, нейрохирургии и нейроуправления. Программа разработана совместно с Московским технологическим институтом. Особенностью данной общеразвивающей программы является то, что она направлена одновременно на задание необходимой теоретической базы в области нейротехнологий и нейробиологии, на формирование практических навыков нейрохирургии и на формирование навыков нейроуправления максимального уровня сложности.

Кроме того, неотъемлемой частью учебного процесса являются соревнования учащихся. Эта образовательная программа дает учащимся теоретические знания и практические навыки в новой динамически развивающейся области науки, практически незатронутой в школьном образовательном стандарте – в нейробиологии и нейрохирургии. Помимо этого, она включает практическое применение выполненных проектов (создание таракана-киборга и программирование роботов): управление при помощи нейроинтерфейса.

Больше информации вы можете получить на сайте: https://asi.ru/social/education/