Ролик о Берлоге
Контакты
Регионам
Преподавателям
Родителям
Разработчикам
Преподавателям
Родителям
Разработчикам
Больше
Вселенная Атрибуты Поддержка
Об игре
Защита пасеки
Академия
Академия
О Национальной киберфизической платформе
О берлоге
Информация
Карта
Карта
Летом 2022 года в Севастополе на интенсиве «Архипелаг» было объявлено о запуске Национальной киберфизической платформы. Место и время не случайны: проект призван вовлечь российских детей и молодежь в науку и инженерию, профессии, критичные для формирования технологического и кадрового суверенитета, обновления существующих способов ведения хозяйства, переосвоение территории страны и возвращения России в число лидеров мирового технологического развития.
Проектирование и производство киберфизических систем — ключ к включению страны в разворачивающуюся по всему миру четвертую промышленную революцию. Киберфизическими мы называем такие принципы управления человеко-машинными деятельностными системами, которые сочетают сильные стороны кибернетики, цифровых технологий и фундаментального моделирования, гибкость управления гетерогенными системами и характерное для XXI века непрогнозируемые время и условия работы систем, взаимодействие естественного и искусственного интеллекта. Киберфизика должна стать базовой грамотностью любого будущего ученого, инженера, управленца или предпринимателя. Это новая область знаний и практики, поэтому мы вынуждены создавать новые технологии и методики одновременно с выращиванием будущих специалистов, обладающих нужными компетенциями. Национальная киберфизическая платформа запускается на стыке реального производства (ИТ-индустрии, электроники, приборостроения и других отраслей), образования всех уровней, предпринимательства и развития новых практик и сообществ, новых принципов управления и проектирования систем, но также и новых медиа, способов вовлечения детей, таких как мобильные игры.
Что же такое Национальная киберфизическая платформа, как она устроена?
Критической частью технологического суверенитета на рубеже XXI века стали информационные системы. В любой сфере деятельности вы найдете системы управления, цифровые и электронные устройства, сложнейшие программы с применением искусственного интеллекта — и в сельском хозяйстве, и в авиастроении, и образовании, и в медицине, и в военном деле. При этом многие десятилетия Россия импортировала электронику и информационные технологии, связанные с ними методы управления. Сейчас мы сталкиваемся с необходимостью воссоздавать эти направления практически с нуля. Но просто копируя западные устройства, поддерживая импортозамещение существующих подходов, мы обрекаем себя на еще большее отставание. Период изоляции дает России фору в создании собственной сильной промышленности, и за это время нам необходимо разработать опережающие технологии. Поэтому в основу платформы были положены новые принципы.
Что же такое Национальная киберфизическая платформа, как она устроена?
Попробуем последовательно развернуть все составляющие платформы — от ее технологического базиса к общественной инициативе (см. рисунок 1).
Платформа образовательных игр «Берлога»
Технологическая платформа
Методологическая и дидактическая платформа
Цивилизационный проект
Общественно-государственная инициатива
Рисунок 1: Иерархическая структура Национальной киберфизической платформы
Первая и самая простая часть — игровая платформа «Берлога»
«Берлога»— не просто серия игр, но целая платформа, включающая открытые библиотеки для создания образовательных игр и сервис игровой статистики, используемый для объединения достижений из разных игр и оценки развития не только общих для разных игр персонажей, но и самого игрока. Благодаря интеграции «Берлоги» с цифровой платформой «Талант» Кружкового движения НТИ в процессе игры школьнику предлагают записаться на онлайн или очные образовательные мероприятия, деятельное участие в которых позволит ему перенести конструируемые в кружках объекты —коптеры, спутники, электронные приборы —в виртуальное пространство игр. Развивать игрового персонажа можно и за счет участия в олимпиадах, инженерных соревнованиях, хакатонах и т.д., в том числе и онлайн — вне зависимости от региона проживания пользователя. Игра будет мотивировать начинающих участников осваивать на все более серьезном уровне программирование, робототехнику, электронику, чтобы развивать своего персонажа и развиваться самому. Свои реальные достижения школьник может не только засчитывать в игре, но и конвертировать в дополнительные баллы к ЕГЭ благодаря конкурсу цифровых портфолио на платформе «Талант».
Большая часть составляющих «Берлоги» уже были апробированы в рамках деятельности Кружкового движения НТИ за последние несколько лет: модель технологических кружков; образовательные программы и продукты по тематикам НТИ и Национальной технологической олимпиады, созданные российскими разработчиками; инструменты массовой подготовки наставников; платформа «Талант», которая накапливает «цифровой след» с достижениями технологически ориентированных подростков. Национальная киберфизическая платформа «Берлога» объединяет эти элементы в единую экосистему — доступную и понятную школьникам, педагогам, руководителям в сфере образования и родителям.
Большая часть составляющих «Берлоги» уже были апробированы в рамках деятельности Кружкового движения НТИ за последние несколько лет: модель технологических кружков; образовательные программы и продукты по тематикам НТИ и Национальной технологической олимпиады, созданные российскими разработчиками; инструменты массовой подготовки наставников; платформа «Талант», которая накапливает «цифровой след» с достижениями технологически ориентированных подростков. Национальная киберфизическая платформа «Берлога» объединяет эти элементы в единую экосистему — доступную и понятную школьникам, педагогам, руководителям в сфере образования и родителям.
на базе которой выпускается серия свободно распространяемых мобильных видеоигр разных жанров, объединенных общим сюжетом и посвященных направлениям развития технологического суверенитета России. «Берлога» становится точкой входа школьников в технологическое образование, помогает заинтересовать их сложным содержанием новых профессий, привлечь в кружки и инженерные соревнования, обучить программированию и другим востребованным навыкам — в «Берлоге» школьник может программировать прямо в игре, получая таким образом уникальные возможности, недоступные другим игрокам, а также развивать персонажа за счет участия в реальных образовательных мероприятиях.
- киберфизический характер создаваемых в рамках платформы систем предполагает, что проектируемая система никогда не ограничивается цифровым представлением, ведь наиболее интересные эффекты, которые необходимо учитывать в ходе создания прибора/системы, происходят на границе цифрового и физического мира, а значит в платформе должны быть инструменты разработки, обеспечивающие работу с изменяемыми моделями, онтологиями, визуализацией процессов и т.п.;
- создание условий для максимального включения разработчика в весь технологический процесс создания прибора или системы: от проектирования до распределенного производства и тестирования — через реализацию сквозных методологий проектирования и производства, которые должны найти отражение в платформе; это позволит обеспечить применение платформы не только в образовании или энтузиастами, но и в индустрии;
- сочетание различных парадигм программирования, в том числе с применением специальных графических языков и сред, включающих прозрачные для пользователя генераторы программного и машинного кода, что позволит преодолеть существующий сейчас разрыв между различными профессиональными позициями, включенными в создание новых систем – программистами, конструкторами, дизайнерами и др. – и находящимися в собственных предметных и профессиональных представлениях; соответственно, специальная поддержка коллективных способов работы как при написании программ и совместном проектировании электронных устройств и систем;
- поддержка множества аппаратных архитектур, в том числе открытых (таких как RISC-V), а также конкретных их реализаций в виде чипов от различных производителей, ведь в ситуации отсутствия популярных отечественных микроконтроллеров и архитектур платформа должна быть открытой для интеграции любых существующих и разрабатываемых решений;
- прозрачность и открытость архитектуры платформы, открытый код программной части платформы, что позволяет вовлечь в ее развитие широкие круги энтузиастов, представителей системы образования, науки и бизнеса, причем не только из России, но и со всего мира;
- модульность и последовательное развитие платформы — без чего невозможна реализация такого широкого набора требований.
Игровую платформу «Берлога» можно рассмотреть в качестве составляющей технологической платформы, которая направлена на создание новых аппаратно-программных систем. Национальная киберфизическая платформа на этом уровне включает в себя технические стандарты, открытые библиотеки, инструменты разработки программ, а в будущем — и широко доступные отечественные контроллеры и популярные компоненты цифровых приборов. Такая технологическая платформа призвана обеспечить непрерывный переход между первым опытом, полученном в игре, освоением необходимых будущему разработчику компетенций, возможностью создавать реальные приборы и системы без изменения рабочего инструментария. Поэтому в основу технологической платформы кладутся следующие принципы:
Реализация технологической платформы началась в 2023 году со встроенных в игры графического языка событийного программирования и открытой среды разработки широкого назначения (IDE), но будет продолжена с участием коалиции ведущих технологических команд, экосистемы компаний Национальной технологической инициативы, лидирующих предприятий и научных институтов.
Рассматривая следующий уровень на схеме, игровая и технологическая платформы реализуют новые принципы и методологии разработки приборов и систем, опирающиеся на понятие киберфизики. Это становится необходимо, поскольку распространенный подход к проектированию, когда программисты, схемотехники и дизайнеры живут в собственных профессиональных мирах, используют различные инструменты и как правило не удерживают общие онтологии, модели и видение всего проекта в целом, не позволяет выращивать профессионалов, способных совершить прорыв и обеспечить создание новых технологий. Существующие индустриальные попытки закрыть данный разрыв — специальные методологии разработки, такие как UML или системная инженерия, и связанные с ними программные инструменты — так и не стали широко распространенными на всех этапах подготовки специалистов — от школьников и энтузиастов до науки и промышленности.
Таким образом, Национальная технологическая платформа должна стать не просто технологическим пакетом, но средой для формирования инженерного мышления, способной обеспечить бесшовное освоение и применение новой сквозной парадигмы разработки пользователями разного уровня подготовки. Это можно реализовать, если включить в рассмотрение сферу образования. Распространенный сейчас подход к обучению школьников заключается в том, чтобы адаптировать инструменты и подходы к возрасту пользователей, в результате чего мы имеем внутренне несовместимый опыт применения графического языка Scratch для первых шагов в программировании, LEGO для знакомства с робототехникой, Arduino для перехода от конструкторов к собственным электронным устройствам и т.д. Полученный таким образом опыт не применим в реальной разработке, а потенциал формирования фундаментальных знаний за счет овладениями этими массовыми инструментами очень мал.
Таким образом, Национальная технологическая платформа должна стать не просто технологическим пакетом, но средой для формирования инженерного мышления, способной обеспечить бесшовное освоение и применение новой сквозной парадигмы разработки пользователями разного уровня подготовки. Это можно реализовать, если включить в рассмотрение сферу образования. Распространенный сейчас подход к обучению школьников заключается в том, чтобы адаптировать инструменты и подходы к возрасту пользователей, в результате чего мы имеем внутренне несовместимый опыт применения графического языка Scratch для первых шагов в программировании, LEGO для знакомства с робототехникой, Arduino для перехода от конструкторов к собственным электронным устройствам и т.д. Полученный таким образом опыт не применим в реальной разработке, а потенциал формирования фундаментальных знаний за счет овладениями этими массовыми инструментами очень мал.
- проведение регулярного национального конкурса новых приборов, создаваемых по техническим заданиям от ведущих предприятий с учетом актуальных вызовов, — такой конкурс должен быть ориентированного прежде всего на молодежные коллективы, студенческие КБ и школьные кружки;
- поддержка распределенных форматов производств и соответствующих бизнес-моделей, в том числе на новых экономических принципах, позволяющих объединить усилия предпринимателей, энтузиастов и лидеров отечественной индустрии.
Напротив, Национальная технологическая платформа направлена на применение новых инструментов не только в ходе учебы, но и при создании школьниками и студентами собственных продуктов, исследований и сложных проектов. Но более важно, что благодаря освоению, а затем и применению школьниками новых концепций, таких как киберфизика, мы сможем заложить основы фундаментальной подготовки будущих инженеров и генеральных конструкторов, сформировать интерес к традиционным учебным предметам и к совместному проектированию сложных систем, вырастить команды, способные создавать конкурентные технологические продукты. Кружки, инженерные соревнования, исследовательские конкурсы, хакатоны и проектные школы дают пространство для применения новых образовательных технологий, которые уже давно развиваются и применяют в экосистеме технологических кружков России. А значит, платформа должна создаваться в связке с новыми образовательными методиками, направленными на включение нового содержания в общее и профессиональное образование. В опоре на лучшие подходы в образовании (например, мыследеятельностную педагогику, проектное обучение и др.) в рамках Национальной киберфезической платформы будет собираться банк рекомендуемых образовательных программ и методических пособий, календарь образовательных мероприятий и система рекомендаций для детей и наставников. Такая платформа позволит построить бесшовную подготовку будущих профессионалов и адаптировать существующую в России экосистему инновационных приборов и систем (в т.ч. в сфере образования) под задачу обеспечения технологического суверенитета страны. По значимости влияния на систему образования страны проект Национальной киберфизической платформы должен превзойти пример внедрения урока «Информатика» в советскую школу.
На самом высоком уровне рассмотрения Национальная киберфизическая платформа представляет собой общественно-государственную инициативу по обеспечению в России технологического и кадрового суверенитета, в том числе посредством выращивания отраслей по созданию новых приборов и систем самого разного назначения. Уровень масштаба решаемых задач потребует государственного участия как на уровне федеральных министерств и соответствующих программ, а также отдельных регионов с соответствующей технологической и кадровой политикой.
Но не менее важна и роль общественной инициативы в запуске новой платформы. В начале XX века общественный энтузиазм уже стал опорой технологического рывка Советской России. И сейчас в ситуации беспрецедентного вызова для российского государства, значительное внимание при проектировании платформы должно быть уделено выращиванию и поддержке низовых инициативных групп, молодежных конструкторских бюро и сетевых принципов коллективного создания продуктов, получающих все более широкое распространение с развитием цифровых инструментов. Так, в экономической логике Национальная киберфизическая платформа призвана максимально вернуть контроль над средствами производства самим разработчикам и осуществить построение на различных уровнях хозяйствования переход к построению распределенных инфраструктур, способных к малозатратной деятельности, повышению результативности в пересчете на затраченное время, а также повышение прозрачности и адаптивности производственных процессов.
На самом высоком уровне рассмотрения Национальная киберфизическая платформа представляет собой общественно-государственную инициативу по обеспечению в России технологического и кадрового суверенитета, в том числе посредством выращивания отраслей по созданию новых приборов и систем самого разного назначения. Уровень масштаба решаемых задач потребует государственного участия как на уровне федеральных министерств и соответствующих программ, а также отдельных регионов с соответствующей технологической и кадровой политикой.
Но не менее важна и роль общественной инициативы в запуске новой платформы. В начале XX века общественный энтузиазм уже стал опорой технологического рывка Советской России. И сейчас в ситуации беспрецедентного вызова для российского государства, значительное внимание при проектировании платформы должно быть уделено выращиванию и поддержке низовых инициативных групп, молодежных конструкторских бюро и сетевых принципов коллективного создания продуктов, получающих все более широкое распространение с развитием цифровых инструментов. Так, в экономической логике Национальная киберфизическая платформа призвана максимально вернуть контроль над средствами производства самим разработчикам и осуществить построение на различных уровнях хозяйствования переход к построению распределенных инфраструктур, способных к малозатратной деятельности, повышению результативности в пересчете на затраченное время, а также повышение прозрачности и адаптивности производственных процессов.
Реализация общественной-государственной инициативы требует создания специальной поддерживающая системы форматов и мероприятий для Национальной киберфизической платформы. К таким поддерживающим процессам можно отнести:
- интеграция содержания платформы с направлениями Национальной технологической олимпиады, национальных технологических проектов (таких как НТИ, БАС и др.), других государственных программ;
- создание и поддержку банка открытых решений на базе платформы, объединяющего лучшие практики, всю необходимую документацию и код программ под открытой лицензией, как инструмент поддержки сообщества энтузиастов и наставников;
Русский и советский человек — ученый и инженер — в XX века уже несколько раз формулировали свой ответ на ряд принципиальных проблем человечества. И сейчас, столкнувшись с глобальными вызовами для человеческой цивилизации, мы могли бы датьжителям любой страны свой ответ, основанный на ценности развития, новых формах мышления, доступном образовании и инструментах производства. А значит, рамка русского цивилизационного проекта должна стать важнейшей опорой при запуске Национальной киберфизической платформы.
Что же такое Национальная киберфизическая платформа, как она устроена?
Что же такое Национальная киберфизическая платформа, как она устроена?
Представленная на четырех уровнях организации Национальная киберфизическая платформа связывает созданные в России технологии, новые образовательные методики, культуру разработки и фундаментальное переосмысление подходов к проектированию систем, работу с молодежными сообществами и их экономическую устойчивость в опоре на новые принципы. Такого уровня задачи можно сравнить с Планом ГОЭЛРО, советскими космическими и атомными проектами, которые базировались на революционной идее, планетарной амбиции и удивительном энтузиазме народа.