Школьник из Казахстана получил престижную награду на конкурсе в США за свой ИТ-проект
Шестнадцатилетний Марсель Бектурганов – вице-капитан команды по робототехнике Skillset, которая весной показала отличные результаты на соревнованиях First Lego League в Хьюстоне (США). Ребята первыми в СНГ получили престижную награду Champion Finalist Award. Марсель – автор экологического решения, с которым школьники ездили в Америку. Его проект призван разобраться с проблемой загрязнения водоемов. Решением уже заинтересовался Казгидромет.
Digital Business поговорил с парнем о том, как он разработал полноценную станцию мониторинга качества воды, чем такое устройство поможет экологам и когда планируется запуск на водоемах Казахстана. Также обсудили, в чем уникальность проекта школьника, сколько нужно инвестиций для масштабирование и как Марсель намерен развивать свое решение дальше.
«С детства обожал Lego и все, что с ним связано»
– Я родился в Астане. Моя семья никак не связана с ИТ: папа работает в спортивной сфере. Мама – домохозяйка. Они очень рады моим успехам, всегда поддерживают и помогают. Верят, что ИТ – серьезное и полезное направление.
Сколько себя помню, увлекаюсь спортом. Раньше активно ходил на гимнастику и бокс. Сейчас предпочитаю волейбол и баскетбол, катаюсь на велосипеде и занимаюсь на турниках. Отец привил любовь к спорту, так как считает, что тренировки – отличная школа для закаливания характера и самодисциплины.
Но главное увлечение детства – конструктор Lego. Обожал все, что с ним связано: например, моим любимым мультфильмом был «Lego: Ниндзяго». В свободное время сидел перед телевизором и строил безделушки из конструктора.
Марсель на презентации проекта в Казгидромет
ИТ заинтересовался в конце 8-го класса. Привлекла возможность реализовывать свои идеи и фантазии в цифровом мире и зарабатывать на этом. Сначала просто смотрел ролики на YouTube, где люди создавали игры, приложения и дизайны. Затем решил походить на платные курсы программирования «Алгоритмика». Простой и несерьезный Scratch, которому там обучали, быстро наскучил.
После этого попробовал устроиться дизайнером-фрилансером, искал вакансии на HeadHunter. Но ничего не вышло: никто не доверял заказы восьмикласснику без опыта. Отказы подтолкнул к мысли, что надо глубже окунуться в программирование. Это привело к тому, что после 8-го класса перешел в частную школу Skillset. Именно здесь стал частью команды по робототехнике, которая в апреле получила престижную награду Champion Finalist Award на финальном этапе конкурса First Lego League (FLL) в Хьюстоне.
«Хотим, чтобы специалисты своевременно обнаруживали загрязнения водоемов»
– О конкурсе FLL узнал случайно. Мы с другом Асланом Оразом работали в кабинете труда над проектом автономной станции мониторинга качества воды TOLQYN (волна с казахского). Нас заметил один из учителей и менторов школьной команды по робототехнике Серик Назриденов. Он предложил присоединиться к ним и представить проект на международных соревнованиях. Оказалось, наша станция идеально подходила по тематике конкурса – «Dive» (погружение).
TOLQYN – это станция, которая в автоматическом режиме снимает пробы воды из водоемов, чтобы своевременно сообщать экологам и другим заинтересованным о загрязнениях. Каждый год в мире происходит множество утечек: в моря, озера и реки сливаются отходы. Экологи периодически проверяют состояние воды, но чаще всего обнаруживают загрязнения очень поздно. Это ведет к необратимым последствиям, большим затратам и потерям.
Прототип станции
Идея TOLQYN возникла после доработки предыдущего проекта – устройства, которое извлекает энергию из воды за счет магнитной индукции, вызванной колебанием волн. Этот проект разработали вместе с учителем физики Алимом Мейрмановым и назвали «Трясо-генератором». В процессе пришла мысль создать автономную систему, где питание осуществляется с помощью нашего «трясо-генератора», которая сможет оповещать о загрязнениях водоемов.
После доработки проекта добыча электроэнергии происходит не только на волновой, но также солнечной и ветровой энергии. В схеме питания есть солнечные панели, «трясо-генераторы» и ветряки вместе с аккумулятором и парой контроллеров. Это позволяет станции работать круглосуточно, используя чистую зеленую энергию и сохраняя ее в аккумуляторе на экстренные случаи. Гибридная система позволяет питать станцию в любую погоду: в дождь, штиль, ночью и т.д.
«Если один из ключевых параметров выходит за пределы нормы, то экологическим службам отправляется СМС»
– Как это работает? Станция устанавливается в водоем, чтобы контролировать качество воды по ряду параметров: pH, TDS (растворенные частицы), DO (растворенный кислород), Turbidity (мутность воды), Water Level (уровень воды). За анализ отвечают датчики и алгоритмы внутри системы, созданной на базе платформы Arduino.
Алгоритм включает в себя эксперт-систему, где устанавливаются и регулируются пределы нормы всех гидрологических и гидрохимических показателей. Это нужно, чтобы отслеживать уникальные пределы норм водоемов (у каждого они разные в зависимости от местоположения и живности). Каждую секунду датчики производят замер параметров и сверяют с пределами нормы для конкретного водоема.
Призеры олимпиад и конкурсов проектов по физике под руководством учителя Алима Мейрманова (Марсель - второй слева)
Замеры станция использует для создания динамических графиков на сайте, который разработали с Асланом. Графики в реальном времени отражают состояние воды каждого объекта. Если один из ключевых параметров выходит за пределы нормы, то экологическим службам отправляется СМС. Также предупреждение о критическом состоянии водоема уходит в наш телеграм-чат, где за ситуацией могут следить все желающие. Это помогает оперативно реагировать на экологические угрозы и устранять их до того, как последствия становятся слишком дорогими.
Сайт, куда поступают данные со станции, пока находится в локальном доступе, он дорабатывается. Как только начнется пилотирование проекта, каждый сможет зайти туда и найти данные о состоянии водоемов Астаны.
Публичность позволит привлечь внимание к проблеме позднего реагирования и загрязнение водоемов. А еще предоставит данные для исследований гидрологии. Сейчас идет работа над обучением ИИ, который способен самостоятельно выявлять причины загрязнения на основе данных о местоположении, масштабах, времени и актуальных событий в мире.
Во время разработки станции с командой тестировали ее в реке возле школы, рядом с Триатлон-парком. Оценивали плавучесть макета, выработку энергии и проведение замеров станции.
В конце осени 2024 года мне вручили свидетельство о внесении сведений об изобретении «Автономная станция мониторинга качества воды» в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом.
«Ни одна команда из СНГ не добивалась такого результата»
– С TOLQYN выиграл много республиканских и международных соревнований, не только FLL. Например, получил первое место в ASTANA: SMARTCITY от AITU, второе место на РКНП «Дарын». Кроме того, взял золото на международном конкурсе INFOMATRIX в секции Applied science project.
Команда Skillset после награждения на конкурсе FLL в Хьюстоне
First Lego League проводит международная организация FIRST. Это конкурс по робототехнике для детей 9-16 лет. Команде из 8 человек нужно представить свой инновационный проект перед жюри. Получение Champion Finalist Award означает, что мы вошли в топ-6 лучших команд (из 160 команд со всего мира). Из этой шестерки выбирали чемпиона, победили ребята из Бразилии. Однако за все время FLL ни одна команда из СНГ не добивалась такого результата.
Сейчас готовимся к новому сезону FIRST Tech Challenge (FTC) – престижного международного инженерного конкурса для старших школьников (до 18 лет), где команды разрабатывают, конструируют и программируют собственных роботов. В отличие от младших лиг, FTC требует более глубоких знаний в инженерии, механике, электронике и программировании, а также навыков проектного менеджмента и командной работы.
Международная арена FLL, один из заездов робота перед судьями
Нам необходима поддержка в размере от $4 до $10 тысяч – на создание нового робота, участие в мировом сезоне и развитие команды. Мы ищем партнеров, готовых не просто поддержать, а стать частью этой истории.
«После Хьюстона на проект обратил внимание Казгидромет»
– Когда наша команда вернулась из Хьюстона, со мной связались представители Казгидромета, чтобы обсудить пилотирование TOLQYN. Они видели презентацию проекта и заинтересовались.
В конце апреля провели встречу, где нам предложили запустить станцию в реке Ишим. Однако на тот момент корпус TOLQYN еще не был готов к немедленному внедрению, поэтому сейчас работаю над созданием нового, усовершенствованного варианта.
За работу взялся только в середине лета, так как не находились деньги: разработка корпуса и внедрение новых функций идет на собственные средства, но я всегда открыт к сторонним инвестициям.
На презентации в Казгидромет
Запуск пилота планируется в начале учебного года, в таком режиме станция будет работать до зимы. Если тестирование пройдет успешно, планируем заключить с Казгидромет контракт на массовое производство станций.
Для меня важно, чтобы проект использовался и приносил пользу Астане, а в будущем – всему Казахстану. Кроме государственных объектов, станции могут применяться и в частном секторе – будь то пляжи, реки и водохранилища. Благодаря гибридному источнику питания, она генерируют больше энергии, чем требуется системе. Это можно использовать, как дополнительный источник для частных территорий.
TOLQYN – один из первых, но точно не последний мой проект. Сейчас разрабатываю алгоритм для ИИ, который улучшает reasoning (способность анализировать информацию и делать выводы) и экономит ресурсы на вычислительные процессы. Также готовится проект для помощи начинающим робототехникам в FIRST’е. Пока все на стадии MVP.
Команда Skillset на стенде в Хьюстоне (Марсель - слева)
Сейчас рассматриваю варианты, где бы хотел продолжить образование. Планирую поступать в технические университеты за границей. Особенно привлекает Норвегия, однако жизнь там довольно дорогая. Поэтому параллельно изучаю и другие европейские вузы. Цель – найти возможности бесплатного обучения, чтобы не создавать финансовую нагрузку на родителей.
В будущем вижу себя ИТ-менеджером, который не только придумывает идеи, но и реализует их на практике.
