Умный террариум и виртуальные лаборатории: проекты финалистов конкурса «Start-up СПбГУ — 2023»

Команда молодых специалистов, представляющих Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н. И. Вавилова и Поволжский институт управления РАНХиГС, занимаются разработкой виртуального образовательного пространства. Их проект нацелен на упрощение процесса обучения и оптимизацию проведения школьных и студенческих работ по техническим дисциплинам: по физике, химии, инженерному делу. Основной задачей участников является решение актуальных проблем материально-технической базы образования в российских регионах, таких как нехватка качественного оборудования, недостаточное финансирование, устаревший инвентарь и техника.

Оптимальный выход из ситуации, с которой сейчас столкнулись школы и колледжи, мы видим в создании «цифровых двойников»: это и электронные лабораторные стенды, и отдельные виртуальные лаборатории. В нашей системе предусмотрены также лекции, видео и обучающий материал в текстовом формате.

Сергей Елисеев, капитан команды

Лабораторное задание в цифровой образовательной среде начинается с изучения техники безопасности и последовательности шагов для верного выполнения работы с виртуальным оборудованием. Весь процесс также контролируется преподавателями и специальной системой, которая отслеживает попытки списывания и просчитывает количество неудачных завершений. «Успешность такого подхода состоит в возможности для педагога объективно оценивать работу обучающихся, а для ученика позволяет облегчить образовательный процесс, заметить слабые стороны и пробелы в знаниях, чтобы затем повторно изучить необходимый материал», — объяснил капитан команды.

В следующих материалах серии «Start-up СПбГУ — 2023» будет рассказано о других финалистах конкурса и проектах в сфере развития информационных технологий, искусственного интеллекта, сельского хозяйства и других областях.

Среди ключевых преимуществ этой разработки — не только отсутствие необходимости покупать дорогостоящее оборудование, но и получение практических навыков для работы в условиях реальной жизни, разбор частных ошибок и индивидуальный подход к каждому ученику. Система виртуальных классов предназначена как для старших школьников, так и для студентов, получающих среднее профессиональное образование.

В дальнейших планах команды — создание специальных курсов по подготовке обучающихся выпускных классов к государственным экзаменам с возможностью проходить теоретическое и практическое обучение. Сергей Елисеев также сообщил о намерении обратиться к министру цифрового развития и связи Саратовской области с целью внедрения виртуальной системы в российские школы.

Роль капитана команды и идея оцифровки лабораторных стендов принадлежит Сергею Елисееву. Ведущим разработчиком стартап-проекта является Аркадий Ключиков, он отвечает за алгоритмы, создание программного обеспечения и функциональное тестирование в Unity на различных языках программирования. Научно-техническим консультантом, отвечающим за методическое сопровождение и разработку рабочих программ курса, является Филипп Белов, он также непосредственно взаимодействует с детьми и принимает предложения по улучшению системы. 3D-дизайнер Марк Цагареишвили отвечает за создание объемных цифровых моделей и разработку дизайна интерфейса. Юрий Грепечук проводит анализ данных, а также разрабатывает алгоритмы совершенствования обучения и помогает создавать модели для проекта.

Другой проект финалистов конкурса «Start-up СПбГУ — 2023» также использует современные цифровые технологии, но направлен на обеспечение безопасности и комфорта рептилий в террариумах. Разработка представляет собой интегрированную систему, которая будет поддерживать нужную температуру воздуха, а также сохранять чистоту и влажность, необходимую животным. Систему можно контролировать дистанционно, пользуясь специально разработанным приложением в телефоне.

«Террариумы, представленные сейчас на рынке, легко разрушаемы и не включают автоматизированные системы. Есть зарубежные проекты, но и их продукция только снимает нужные параметры и передает информацию в мобильное устройство без возможности дистанционного регулирования», — рассказала Инна Трубицына, капитан команды.

По словам капитана команды, существующие террариумы содержат огромное количество пластиковых элементов, которые в сочетании со светом ультрафиолетовых ламп снижают срок эксплуатации корпуса и негативно влияют на здоровье рептилий: отвалившиеся крепления могут ранить животное, а токсичные материалы, например ЛДСП (ламинированная древесно-стружечная плита. — Прим. ред.), вызывают раковые заболевания. Разрабатываемый же участниками автоматизированный гроубокс выполнен из экологичных продуктов, содержит съемные стеклянные элементы, а также удобен для транспортировки.

В составе команды — представители Университета ИТМО: капитан и маркетолог Инна Трубицина и ответственная за проведение исследований и аналитику Анастасия Курганская. Санкт-Петербургский университет представляет Сергей Суслов, занимающийся программным обеспечением и проверкой соблюдения ветеринарных правил содержания животных. За коммуникацию с партнерами и предоставление технических задач для других участников отвечает Валерия Мартынова из Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины.

Сейчас команда заканчивает разработку первого прототипа террариумного оборудования и занимается реализацией программного обеспечения и внедрением электронных компонентов в корпус. В дальнейшем участники планируют протестировать безопасность продукта, масштабировать производство и выступить на одной из крупнейших выставок-продаж Reptilium.