Международный рынок образовательной робототехники стремительно развивается, и уже сейчас очевидно, что это одно из самых перспективных направлений в сфере обучения подрастающего поколения.
Когда автор этой статьи учился в школе, он очень хотел стать биологом. Еще в самом начале средней школы он брал в библиотеке серьезные, как ему казалось, взрослые учебники по химии, физике, биологии, с нетерпение ждал начала этих курсов, возможности прикоснуться к естественным наукам собственными руками. Автор жаждал проводить химические опыты, управлять физическими реакциями и постигать тайны живых клеток. Но, дождавшись первых уроков, он разочаровался.
Оказалось, что в кабинете физики есть только эбонитовая палочка, а в лабораторных работах по химии нужно просто взвешивать порошки. Про учительницу биологии, которая буквально засыпала в окружении покрытых вековой пылью препаратов, автор вообще скромно умолчит. Если не пускаться в воспоминания, то можно сказать следующее: автор не стал биологом.
Понимание важности настоящего контакта с предметом изучения пришла чиновникам от образования значительно позже. Стало очевидно, что обучаться на мертвых картинках в старых учебниках очень скучно. А новые, как сейчас модно говорить, вызовы требовали не просто научения, но заинтересованности. И чтобы заинтересовать школьников в создании будущего, само будущее пришло в школу. В школу пришли роботы.
Школа кибержизни
По разным оценкам объем международного рынка образовательной робототехники в 2023 году составил от $1,4 до 1,76 миллиарда. Прогнозы его дальнейшего роста также неоднозначны. Так Data Bridge Market Research считает, что рынок превысит $5 миллиардов уже в 2030 году, а Market.us пророчит ему достижение этого показателя только к 2032 году. Один из самых позитивных прогнозов представляет Market Research Future — $9,9 миллиарда к 2032 году. В среднем все аналитики придерживаются мнения, что совокупный среднегодовой темп роста (CAGR) составит порядка 17% в ближайшее десятилетие.
В любом случае, очевидно, что этот сегмент глобального робототехнического рынка будет активно увеличиваться. Этому способствуют несколько ключевых тенденций. Первая — рост интереса к роботам со стороны системы образования. Машины значительно повышают качество опыта, который получают студенты, улучшают практические навыки. Кроме того, они становятся одним из ключевых инструментов освоения естественных наук, которые необходимы специалистам Индустрии 4.0.
Исследователи Verified Market Research также отмечают, что рост рынка стимулирует высокий уровень интерактивности преподавания, который предоставляют современные технологии, а также содействие развитию инклюзивного образования. Роботы могут подстраиваться под запросы каждого конкретного ученика, адаптировать методы обучения, предлагать индивидуальную помощь студентам с разными когнитивными или физическими способностями.
Кроме того, обеспечить рост рынка должны меры государственной поддержки, принимаемые в разных странах.
Но есть и факторы, которые играют против образовательной робототехники. Первый из них — высокая стоимость. При чем речь не только о цене самого оборудования. Финансовых затрат требует также программное обеспечение, переподготовка преподавателей и адаптация учебных помещений.
Отсюда произрастает следующая проблема: роботы могут быть и будут доступны не во всех школах, а значит, не всем ученикам. Следовательно, под угрозой окажется право каждого человека на равный доступ к образованию. Такое неравенство в перспективе усугубит социальное расслоение общества.
И вопрос заключается не только в финансовой доступности технологий. Их может быть трудно внедрить в существующие и устоявшиеся учебные программы. Переподготовка учителей займет определенное время. Педагоги либо окажутся «выбиты» из привычного рабочего ритма, что, безусловно, пагубно скажется на производительности их труда, либо окажут сопротивление, усложнив и без того не простой процесс внедрения технологий в образование.
Справедливости ради, следует обратиться к исследованию итальянских ученых, которые попытались понять, как учителя относятся к внедрению робототехники в образование. В частности, в работу с детьми, у которых есть различные физические или ментальные проблемы.
Исследование показало, что большинство учителей воспринимают роботов как эффективный инструмент работы с детьми, страдающими от синдрома дефицита внимания и гиперактивности, расстройств аттического спектра и нарушений сферы произвольных движений, или диспраксии. Кроме того, педагоги признали, что роботы помогают работать с учащимися, у которых диагностирован синдром Дауна, психологические и эмоциональные расстройства.
Возвращаясь к финансовым вопросам, необходимо обратить внимание и на проблему долговечности оборудования и его обслуживания. Заменять поврежденных роботов и приглашать специалистов для прохождения машинами ТО — также удовольствие не из дешевых. Опасения по поводу долговечности роботов могут негативно сказаться на долгосрочных инвестициях в эту сферу.
Отдельно эксперты отмечают социокультурные риски роботизации образования. Речь, в частности, идет о безопасности персональных данных учащихся. Утечка такой интимной информации, как модель поведения, прогресс в обучении и так далее, может глобально подорвать доверие к системе образования. Еще один вопрос связан с опасениями относительно чрезмерной зависимости сферы от технологий, а также замены традиционных методов обучения, что может негативно сказаться на эмоциональном состоянии учеников.
Первый андроид в первый класс
Весь мировой рынок образовательной робототехники можно разделить на гуманоидный и негуманоидный. Первый, как ни странно, является доминирующим сегментом. Только в 2022 году на андроидов приходилось более 55% рынка. Рост этого сектора объясняется повышением интереса к человекоподобным роботам. Такие машины могут быть использованы как образовательные материалы, так и в качестве помощников преподавателей.
По информации Research And Markets, этот сегмент до 2030 года вырастет на 26,1%.
Негуманоидный сегмент можно разделить на несколько подгрупп: программируемые роботы, роботы с дистанционным управлением, роботы «сделай сам» и специальные роботы. Машины из этих групп дешевле, чем андроиды, но в настоящий момент имеют более широкий спектр возможностей для применения в образовании. В первую очередь, это конструкторы, на которых дети могут научится азам робототехники. Кроме того, такие роботы могут участвовать в различных соревнованиях, а также подходят для обкатки решений, разработанных самими учениками.
С точки зрения компонентов самым быстрорастущим сегментом рынка станет «железо», то есть сами роботы и их комплектующие. Сегмент программного обеспечения также покажет рост, но займет менее половины от общего объема рынка.
Главным заказчиком роботизированных решений станет высшее образование. В 2022 году на этот сектор приходились 35% всего рынка. Это обусловлено ростом количества исследовательских работ, в которых применяются роботы. Около 20% придется на специальное образование, так как роботы могут значительно облегчить обучение студентов с ограниченными возможностями здоровья.
В целом до 2030 года самым быстрорастущим сегментом рынка будет очное, или классическое образование.
Компьютер по обмену
Самым объемным до 2030 года будет рынок стран Северной Америки. В первую очередь речь идет о США. Для этого региона характерен упор на естественные науки, большой выбор различных робототехнических соревнований и высокий уровень инвестиций в образовательную робототехнику.
Одним из ключевых игроков в этом регионе является Probotics America, которая разрабатывает широкую линейку роботизированных игрушек, включая серию SuperStar — полноразмерных роботов, обладающих множеством мультимедийных функций и возможностью индивидуальной настройки.
Решения для развития творческого подхода к различным задачам предлагает компания Wonder Workshop из Кремниевой долины. Ее забавные шарообразные роботы Dush программируются с помощью приложений пакета Make Wonder. ПО разработано для каждой возрастной группы. Так, самые маленькие робототехники используют игровой формат программирования, постигая азы этой науки, а учащиеся старшей школы могут заставить Dush выполнять сложные задачи. В расширенный набор входит конструктор для сборки различных захватов.
Примерно ту же функцию выполняет малыш Ozobot от Ozo EDU, Inc. Его можно запрограммировать с помощью системного конструктора OzoBlockly, который позволяет буквально строить код из готовых «кирпичиков».
Самым быстрорастущим рынком станет Азиатско-Тихоокеанский регион. Лидерами с этой точки зрения станут Китай, Япония, Южная Корея и Индия. Это обусловлено активно увеличивающейся экономикой, ростом инвестиций и внедрения образовательных технологий.
Кроме того, именно на этот регион сегодня приходится самое большое количество студентов, а высшее образование, как сказано выше, является одним из ключевых драйверов развития рынка образовательной робототехники. Также именно здесь расположены крупнейшие игроки рынка
Например, японская SoftBank Robotics, которая разработала персонального программируемого ассистента преподавателя NAO. Этот маленький человекоподобный робот подстраивается под конкретного пользователя, помогая учащимся сохранять концентрацию, мотивируя их решать трудные задачи. Согласно заявлению разработчиков, NAO подходит для учеников всех возрастов, а также для детей с ограниченными возможностями здоровья.
Говоря об азиатских образовательных роботах, нельзя не упомянуть компанию FANUC. В отличие от предыдущего производителя, она предлагает промышленные образовательные робототехнические комплексы FANUC CRX, в комплект которых входит стандартный манипулятор FANUC ER-4iA. Эта разработка дает студентам возможность получить практический опыт программирования и эксплуатации промышленных роботов
Другой азиатский флагман — QIHAN Technology Co. Подразделение компании Sanbot Innovation производит целую линейку роботов Sunbot. Этим машины могут использоваться в самых разных отраслях, включая образование. Sunbot — это робот-помощник.
Благодаря надежному открытому программному интерфейсу, студенты смогут самостоятельно создавать приложения для Android, использующие мощный искусственный интеллект Sanbot и возможности машинного обучения. Это позволяет сделать процесс обучения более интерактивным и насыщенным.
Образовательных ассистентов на базе искусственного интеллекта производит компания Hanson Robotics Limited, расположенная в специальном административном районе Китая Гонконге. Она известна разработкой антропоморфных роботов с человеческими лицами. При чем лицами известными. Например, один из ассистентов Hanson — Albert HUBO — носит маску Альберта Эйнштейна и используется для преподавания физики студентам университетов.
Для детей в возрасте от 7 до 13 лет компания создала Little Sophia — обучающегося робота, который может передать ребятам знания о естественных науках, программировании и искусственном интеллетке. Маленькую Софию можно самостоятельно программировать на языках Blockly и Python. Она также может взаимодействовать с контроллером Raspberry Pi, благодаря чему маленький пользователь может освоить электронику и основы робототехники.
По расчетам Market Research Future, третье место по объему роста до 2030 года займет Европа. В том числе, за счет роста интереса к этой сфере такого крупного игрока, как Россия. В европейском регионе находятся некоторые крупнейшие робототехнические компании и университеты, что стимулирует развитие рынка.
Среди ключевых игроков в этом регионе стоит отметить испанские компании Aisoy Robotics и Pal Robotics, французскую Blue Frog Robotics и британскую ST Robotics. Самой известной разработкой здесь, пожалуй, является решение французской компании Buddy. Этот эмоциональный ассистент работает на открытой платформе, которая дает возможность учащимся программировать новые функции и навыки робота.
Робососед по парте
Российский рынок образовательной робототехники в целом следует общемировым тенденциям и находится в состоянии активного роста. Этому, в частности, способствуют изменения в закон «Об образовании», согласно которым с сентября 2024 года робототехника станет обязательным модулем предмета «Технология».
Этот же фактор обуславливает и то, что в России главный акцент сделан не на роботах-ассистентах, а на робототехнических конструкторах, которые позволяют ученикам самостоятельно построить и запрограммировать машину буквально с нуля. Такие решения предлагают компании — участники Консорциума робототехники и систем интеллектуального управления «Роббо», «Научные развлечения», «Омега» и «Грань Новые технологии».
Наборы для создания небольших роботов, сборки электронных схем и даже собственной роботизированной теплицы предлагает компания «Научные развлечения». Есть у разработчиков решения и для изучения технического зрения, работы датчиков обратной связи и программирования роботов.
Механическая перемена
Большинство экспертов сходится во мнении, что обучать созданию и работе с современными технологиями нужно с самого раннего возраста. Только так получится вырастить поколение специалистов, которые могут не просто собрать, но и разработать собственного робота. Разнообразие и динамика рынка робототехники показывает, что такой подход становиться общемировой тенденцией.
Роботы могут выполнять самые разные образовательные функции, делают процесс обучения более захватывающим и, что самое главное, интерактивным. В последнем пункте ключевую роль играют именно конструкторы. Особенно те, на базе которых можно создать собственные решения.
В целом очевидно, что робототехника и другие умные технологии неизбежно станут неотъемлемой частью образовательного процесса, отвечая трендам современной жизни на подготовку создателей будущего.
