II Liceum Ogólnokształcące im. Tadeusza Staniewskiego

Analiza zapotrzebowania na kompetencje informatyczne w dziedzinie systemów bezzałogowych Raport z badania Sektorowej Rady ds. Kompetencji – Informatyka 2019

          Procesy cyfrowej transformacji sprawiają, że techniki informacyjno -komunikacyjne stają się integralnym elementem funkcjonowania wielu różnych dziedzin gospodarki i życia społecznego. Technologia cyfrowa decyduje w coraz większym zakresie o sposobach funkcjonowania firm i instytucji. Powoduje to pojawianie się specyficznych potrzeb w zakresie kompetencji informatycznych, które będą uwzględniały zarówno znajomość technik IT jak i środowiska ich wykorzystania. Jedną z dziedzin gospodarki, która rozwija się na styku kilku różnych dyscyplin a jednocześnie tworzy całkiem nowy obszar aktywności społecznej i biznesowej jest branża dronowa. Celem badania przeprowadzonego przez Sektorową Radę ds. Kompetencji - Informatyka, we współpracy z Fundacją Instytut Mikromakro będącą pomysłodawcą i głównym organizatorem Konkursu Droniada 2019, było sprawdzenie w jakim zakresie kompetencje informatyczne stanowią obecnie istotny czynnik rozwoju branży dronowej oraz w jakim stopniu wiedza i umiejętności z dziedziny informatyki są dzisiaj wykorzystywane przy budowie drona i jego przygotowywaniu do użycia. Podjęta została także próba dokonania oceny przyszłego zapotrzebowania na niezbędne dla tej branży kwalifikacje  z dziedziny IT. W konsekwencji powstał zestaw prognoz, oczekiwań i wskazań pod adresem modeli edukacji dla potrzeb rynku nie tylko dronów lecz również szerzej pojazdów autonomicznych. Badanie, na podstawie którego powstał niniejszy raport, zostało przeprowadzone podczas Konkursu Droniada 2019 (5-8 czerwca, Katowice). Celem tej organizowanej od sześciu lat imprezy jest edukacja społeczna w zakresie popularyzacji systemów bezzałogowych i autonomicznych. Drony są tu rozumiane jako element złożonych systemów internetu rzeczy, przemysłu 4.0 i infrastruktury informacyjnej a poprzez to czynnik stymulujący rozwój gospodarki cyfrowej.

         W rywalizacji biorą udział zespoły akademickie, które potrafią łączyć wiedzę z różnych obszarów: robotyki, teleinformatyki, geoinformacji, elektroniki i lotnictwa. Badanie zostało przeprowadzone w formie ankiety skierowanej do zespołów studenckich biorących udział w konkursie oraz do przedstawicieli firm i organizacji dronowych wspierających organizację Droniady. Dodatkowo przeprowadzone zostały pogłębione wywiady z wybranymi przedstawicielami biznesowego środowiska dronowego obecnego na Droniadzie. Warto zwrócić uwagę, że zespoły studenckie biorące udział w Droniadzie 2019 miały charakter interdyscyplinarny. Członkowie ekip akademickich reprezentowali wiele różnych kierunków studiów. Były to: automatyka i robotyka, elektronika, informatyka, lotnictwo, mechanika, telekomunikacja. Najczęściej występującym kierunkiem była automatyka i robotyka. Na udział przedstawiciela tego kierunku wskazało 80% startujących w tegorocznym konkursie zespołów. [1]

                                   Aktualne zaangażowanie informatyki

         Zdaniem wszystkich biorących udział w ankiecie, poziom zaangażowania wiedzy i kompetencji z zakresu informatyki w całości prac związanych z budową  i przygotowaniem drona wynosi co najmniej 50%. Prawie połowa uczestników badania (47%) uznała, że jest to nawet 70%
i więcej.

Istnieje natomiast duża rozbieżność w ocenie skali posługiwania się tworzonymi samodzielnie rozwiązaniami programistycznymi w stosunku do wykorzystania gotowych, standardowych modułów oprogramowania. Dla 60% respondentów poziom zaangażowania własnego oprogramowania (rozumianego również jako tworzenie aplikacji na bazie istniejących rozwiązań open source) wynosi 50% i więcej. Najwięcej ankietowanych, po 24%, deklaruje stosowanie własnego oprogramowania na poziomie 20% i 50% rozwiązań programistycznych potrzebnych w procesie budowy i przygotowania drona. [2]

         Rośnie zapotrzebowanie na drony dla przedsiębiorstw i do profesjonalnych zastosowań, m.in. w fotowoltaice czy geodezji. Za tym idzie ciągłe usprawnianie ich możliwości operacyjnych. Również drony do użytku konsumenckiego – przy niedużej wadze – są coraz bardziej zaawansowane technologicznie. Zdaniem ekspertów z branży w najbliższej przyszłości urządzenia te będą nie tylko nośnikiem dla kamer o wysokiej rozdzielczości, ale zaadaptują też rozwiązania z zakresu sztucznej inteligencji, jak chociażby widzenie komputerowe. Oczekuje się, że będą współpracowały również
z drukarkami 3D i robotami.

– Popyt zdecydowanie rośnie. Jest coraz większe zapotrzebowanie na drony dla przedsiębiorstw i do profesjonalnych zastosowań. Coraz częściej korzysta z nich sektor przemysłowy, na przykład w inspekcji przemysłowej, do fotowoltaiki, turbin wiatrowych i w geodezji, wszędzie tam, gdzie można stosować dron. Rynek więc zdecydowanie rośnie – mówi Krešimir Dulić, menedżer ds. rozwoju na rynkach DACH w DJI, w wywiadzie dla agencji Newseria podczas tegorocznych targów elektroniki użytkowej IFA w Berlinie.

Na targach firma – która wróciła na berlińską imprezę po raz pierwszy od 2019 roku – zaprezentowała m.in. drona dla początkujących Mini 3 Pro, ważącego mniej niż 249 g, a także pierwszego na świecie drona z trzema kamerami optycznymi Mavic 3 Pro. Coraz większe możliwości obrazowania, jakimi cechują się współczesne drony, sprawiają, że ich gama zastosowań również stale się poszerza, zarówno jeśli chodzi o wykorzystanie indywidualne, komercyjne, jak i militarne.

Przewidywania analityków rynkowych wskazują, że rynek dronów
w  najbliższych latach czeka dynamiczny rozwój, zarówno segmentu konsumenckiego, jak i profesjonalnego. Według Grand View Research w 2022 roku ten pierwszy segment wypracował 4,1 mld dol. przychodów i do końca dekady będzie wzrastał w średniorocznym tempie 13,3 proc., co oznacza, że w 2030 roku obroty wyniosą ponad 11 mld dol. Z kolei rynek dronów komercyjnych szacowany jest na blisko 20 mld dol. I będzie rósł nawet w nieco szybszym tempie – o 13,9 proc. rocznie do 2030 roku.[3]

Analitycy zwracają uwagę na to, że jednym z czynników wpływających na zwiększenie funkcjonalności tych urządzeń jest integracja sztucznej inteligencji. Umożliwia to dostawcom dronów gromadzenie i wykorzystywanie danych wizualnych i środowiskowych poprzez wykorzystanie informacji
z czujników podłączonych do drona. Komputerowe widzenie jest kluczowym elementem dronów napędzanych sztuczną inteligencją. Dzięki tej technologii drony mogą identyfikować obiekty w powietrzu oraz analizować i rejestrować dane na ziemi. Dalsze kierunki rozwoju tej gałęzi przemysłu to rozwiązania z zakresu tworzenia sieci dronów, a także dążenie do kompatybilności z drukarkami 3D czy robotami.

– Mamy rozwiązania poprawiające rozdzielczość termowizyjną naszych dronów z wykorzystaniem sztucznej inteligencji, która ulepsza obraz. Posiadamy też szereg innych sensorów, a ponadto otwieramy nasze SDK – zestaw narzędzi dla programistów – dla zewnętrznych dostawców. Oznacza to, że jeśli chcesz zbudować własne rozwiązanie, masz bardzo specjalistyczne zastosowanie, to pomożemy ci w tym. Możesz skorzystać z naszego SDK, pobrać je z naszej strony dla programistów. Oferujemy tzw. Payload SDK, który bardzo ułatwia konfigurację przy budowaniu własnych rozwiązań sprzętowych – wskazuje Krešimir Dulić.

W ubiegłym roku Microsoft uruchomił symulator do szkolenia systemów sztucznej inteligencji w dronach. Symulator ma pomóc w opracowywaniu oprogramowania i szkoleniu, a także przeanalizować, jak wiatr może wpływać na żywotność baterii i jak umożliwić optymalne działanie dronów w trudnych warunkach, na przykład w deszczu.

Drony w edukacji

Umiejętności miekkie

Rozwój umiejętności miękkich to jeden z priorytetów współczesnej edukacji. Pracując w grupach uczniowie otrzymują misje do wykonania. Korzystając z udostępnionej wiedzy muszą wykonać konkretne zadanie. By to zrobić muszą się ze sobą odpowiednio komunikować, zgłaszać błędy i szukać wspólnie rozwiązania. Mantra pilota, która jest listą zadań do wykonania przed lotem to wpojenie zasad
i bezpieczeństwa swojego oraz innych uczestników zajęć.

Program "Drony w edukacji" szlifuje konkretne umiejętności:

- współpraca w grupie
- odpowiedzialność
- kreatywność
- rozwiązywanie problemów
- krytycznie myślenie

Scenariusze

Scenariusze 10 lekcji (45 min).

Znając potrzeby nauczycieli można przygotować kompletne scenariusze prowadzenia lekcji skupione na zagadnieniach  z informatyki, fizyki oraz matematyki.
Za pomocą małych, bezpiecznych dronów uczniowie mogą w praktyce poznać czym jest m.in. siła nośna, poznać zasady bezpieczeństwa oraz używając aplikacji w smartfonach tworzyć skrypty dla dronów w Scratchu, Pythonie czy Swift. Zadaniem uczniów jest stworzenie skryptu dla drona, który uwzględnia wartości wynikające z określonego w karcie ucznia zadania. Karta ucznia to nic innego jak misja, która pozwala na utrwalenie określonego zagadnienia w praktyce. Każda misja przyniesie wiele zabawy. Na koniec sprawdzana jest najważniejsza wiedza za pomocą quizu.