В 2019 году в России был запущен федеральный проект «Современная школа», в рамках которого началось создание сети центров образования «Точка роста» естественно-научной и технологической направленностей.

Цель проекта является совершенствование условий для повышения качества образования в общеобразовательных организациях, расположенных в сельской местности и малых городах, а также расширение возможностей обучающихся в освоении учебных предметов в области естественно-научных, технических, цифровых и гуманитарных дисциплин.

В период с 2019 по 2023 год мне довелось принять участие в образовательной практике не только в роли обучающегося, но и в качестве помощника руководителя как одного из наиболее компетентных учащихся школы. В рамках деятельности центра «Точка роста» проводились занятия по робототехнике, основам безопасности жизнедеятельности с использованием VR-оборудования, 3D-печати и шахматам.

Однако, опираясь на собственный опыт работы (пусть и относительно небольшой), особое внимание хотелось бы уделить беспилотным летательным аппаратам. В современных технических и общественных условиях данные устройства находят всё более широкое применение и используются практически повсеместно в различных сферах деятельности.

Настоящая статья посвящена опыту работы с беспилотными летательными аппаратами в Центре гуманитарных и цифровых профилей «Точка роста» в моей школе, включая краткое техническое сравнение двух моделей: иностранной (китайской) DJI Ryze Tello и российской Geoscan Pioneer Mini.

Производители и их сравнение

Беспилотные аппараты, используемые в практической и образовательной деятельности в рамках проекта, классифицируются как малые беспилотные летательные аппараты вертолётного (коптерного) типа с дистанционным управлением.

Их общее описание заключается в том, что данные устройства осуществляют полёт за счёт четырёх пропеллеров, по принципу, сходному с работой вертолёта. Аппараты имеют компактные габариты и прямоугольное основание, в котором размещены микроконтроллеры, датчики и процессор. От основания отходят четыре луча, на концах которых установлены пропеллеры с защитными рамами.

DJI (Da Jiang Innovations) – китайская компания, основанная в 2006 году, специализирующаяся на разработке и производстве беспилотных авиационных систем для потребительского, промышленного и государственного секторов (B2C, B2B, B2G). Компания производит беспилотники для кинопроизводства, сельского хозяйства, правоохранительных органов, экшн-съёмки и других областей применения. DJI занимает более 70 % мирового рынка гражданских дронов и осуществляет деятельность более чем в 100 странах.

Российская компания Geoscan (ГК «Геоскан»), основанная в 2011 году в Санкт-Петербурге, является одной из ведущих технологических компаний в сфере разработки и производства беспилотных авиационных систем (БАС). Компания занимается созданием малых космических аппаратов (CubeSat), авионики, средств беспроводной связи и сенсоров для БАС и космических платформ. Кроме того, Geoscan разрабатывает образовательные беспилотные системы и системы навигации в помещениях для STEM-образования и соревнований по робототехнике.

Компания предоставляет услуги по беспилотной аэрофотосъёмке (включая мультиспектральную и тепловизионную съёмку), воздушному лазерному сканированию, геологоразведке, и организует шоу дронов.

Основная специализация компании, это решение прикладных задач в области аэрофотосъёмки, геологоразведки, картографии и мониторинга территорий. Среди ключевых заказчиков – ПАО «Газпром», АО «СУЭК», АК «АЛРОСА», Росреестр, Минприроды России, МЧС России.

Технические характеристики дронов

Приведённые характеристики основаны на официальной технической открытой информации производителей.

Следует учитывать, что заявленные показатели достигаются преимущественно в лабораторных или близких к идеальным условиях эксплуатации. На практике, в рамках выполнения конкретных задач, фактические параметры (время полёта, дальность связи, стабильность позиционирования и иные показатели) могут существенно отличаться и снижаться. Этот аспект будет рассмотрен в следующем разделе, посвящённом практическому опыту применения и эксплуатации аппаратов.

Управление и функции

Управление двумя рассматриваемыми дронами осуществляется по беспроводным каналам связи Bluetooth или Wi-Fi через мобильные приложения на смартфоне (Tello App для продукции DJI и Pioneer Station либо Geoscan Jump для Geoscan), или с использованием пульта радиоуправления.

Мобильные приложения содержат полный набор инструментов для управления летательным аппаратом, включая первичную настройку, калибровку, инструкции и команды управления. Интерфейс управления интуитивно понятен и построен по классической схеме: два виртуальных джойстика (тангаж/крен и газ/рыскание), кнопки для выполнения базовых команд –  взлёта, посадки, фото- и видеосъёмки.

В обоих квадрокоптерах предусмотрена регулировка скорости полёта. Реализованы два режима:

• Slow – пониженная скорость (предпочтительно для эксплуатации в помещении);

• Fast – повышенная скорость (для использования на открытом пространстве).

Одной из особенностей модели Tello является наличие большого количества предустановленных интеллектуальных режимов полёта: Bounce Mode, Throw & Go, 8D-флипы, режимы съёмки EZ Shots. Следует отметить, что в устройстве используется процессор производства Intel, обеспечивающий выполнение сложных вычислительных операций, в том числе для стабилизации и реализации автоматических сценариев полёта. Для активации интеллектуальных режимов уровень заряда аккумулятора должен составлять не менее 50 %.

В отличие от Tello, в модели Pioneer Mini реализована поддержка блочного (визуального) программирования, аналогичного среде Scratch. Это позволяет пользователю задавать алгоритмы автономного полёта и формировать последовательности команд без использования текстового кода. Стоит отметить, что Pioneer Mini оснащён светодиодными (LED) индикаторами, размещёнными по периметру корпуса, с возможностью изменения цвета в RGB-диапазоне.

Отключение гироскопической стабилизации (в контексте полноценной реализации режима FPV без автокоррекции) невозможно ни в Tello, ни в Pioneer Mini. Однако в системе Geoscan предусмотрена возможность изменения отдельных параметров автопилота. Тем не менее полностью перевести данные модели в режим классического FPV-управления без стабилизации не представляется возможным.

Практический опыт

Обучение основам управления беспилотными летательными аппаратами проводилось для обучающихся 5–8 классов включительно. Учащиеся младших классов к занятиям не привлекались по соображениям безопасности и ввиду возрастных особенностей восприятия технически сложного материала. Обучение носило добровольный внеурочный характер и не являлось обязательным.

Образовательный процесс включал три этапа:

1.     Теоретическая часть — изучение классификации дронов, техники безопасности, основ аэродинамики и физики полёта, областей практического применения.

2.     Практическая часть — первичные навыки управления: взлёт, посадка, удержание позиции, базовые манёвры.

3.     Заключительный этап — отработка навигации, прохождение полосы препятствий, развитие пространственной ориентации и точности управления.

Продолжительность курса составляла от одной до двух недель при ежедневной нагрузке 1–2 часа (с возможными корректировками графика). Данного времени было достаточно для формирования базовых компетенций оператора БПЛА и понимания принципов управления.

Занятия проводились в закрытых помещениях (спортивный зал). Использование дронов на открытом воздухе не рекомендовалось, хотя допускалось при благоприятных погодных условиях (отсутствие ветра) и под контролем опытного оператора.

В процессе обучения значительную помощь обеспечивали встроенные системы стабилизации: гироскопические датчики, ультразвуковые сенсоры позиционирования и программные алгоритмы автокоррекции.

Весной, при слабом ветре, был осуществлён запуск дрона российского производства (модель от Geoscan). После набора высоты около 10 метров аппарат потерял соединение со смартфоном и начал неконтролируемое смещение. В результате он столкнулся с перегородкой у окна второго этажа и упал.

В целом при управлении со смартфона соединение по Bluetooth или Wi-Fi оказывалось нестабильным и подверженным помехам. При одновременном использовании нескольких смартфонов и дронов рядом фиксировались кратковременные потери сигнала.

Аналогичная ситуация наблюдалась во время школьного юбилея в спортивном зале: при большом количестве людей и активных мобильных устройств дроны демонстрировали нестабильность полёта из-за радиочастотных помех. Тем не менее демонстрация завершилась успешно.

Корпус дронов производства Geoscan выполнен из пластика, подверженного механическим повреждениям при падении. В отличие от них, у модели Ryze Tello используется более упругий и прочный пластик, способный частично гасить энергию удара и снижать риск повреждения внутренних компонентов.

Заявленное производителями время полёта в реальных условиях не подтверждалось полностью и достигалось только при идеальных параметрах эксплуатации. При активном маневрировании продолжительность полёта сокращалась примерно на 3 минуты. Дрон Geoscan потреблял энергию быстрее, чем Tello (примерно в 1,5 раза). В приложении Geoscan периодически наблюдались сбои в отображении уровня заряда аккумулятора.

К дронам Geoscan не рекомендуется допускать неопытных операторов. При взлёте аппарат может демонстрировать нестабильность (виляние по оси), что усложняет управление. У Tello подобная проблема выражена значительно меньше благодаря более эффективной работе датчиков стабилизации.

Критически важным отличием является алгоритм аварийной посадки:

• У Tello при достижении критического уровня заряда автоматически активируется режим снижения и посадки.

• У дрона Geoscan при глубоком разряде фиксировались случаи резкого падения без корректной посадки.

В соответствии с требованиями безопасности рекомендуется использовать защитные сетки для предотвращения травм и повреждения оборудования. В нашем случае такие средства отсутствовали, к сожалению.

Расход запасных частей напрямую зависел от количества обучающихся и интенсивности использования. После 2022 года возникли сложности с поставками комплектующих и взаимодействием с поддержкой производителя DJI для российских пользователей из-за прекращения обслуживания.

На межшкольных соревнованиях использовались дроны Tello. Задача заключалась в прохождении полосы препятствий (облёт конусов с установленными вертикальными элементами) или пролета обручей с последующей посадкой при помощи пульта управления.

При высокой нагрузке на оборудование один из пропеллеров был повреждён. Эффективность пилотирования снизилась, поскольку обучающиеся ранее не практиковали управление с пульта (занятия проводились преимущественно со смартфона).

Одной из наиболее эффективных образовательных задач, на мой взгяд, стало программирование дрона Geoscan для автономного прохождения полосы препятствий. Обучающиеся разрабатывали алгоритмы облёта конусов

Теоретически беспилотные аппараты могли бы использоваться для задач доставки малых грузов, сброса медикаментов или разведки местности. Однако рассматриваемые модели относятся к учебным и имеют малую грузоподъёмность, вследствие чего не предназначены производителями для выполнения подобных задач.

Нюансы работы

Одной из наиболее серьёзных проблем стала закупка запасных частей. В ряде случаев комплектующие приходилось приобретать за собственные средства, поскольку официальная процедура закупки затягивалась на месяцы.

Все закупки для муниципального образовательного учреждения осуществляются строго в соответствии с требованиями Федеральный закон № 44-ФЗ («О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд»). На практике это означает необходимость поиска поставщиков, проведения конкурентных процедур и соблюдения формальных требований.

Особые сложности возникли с комплектующими для DJI Ryze Tello (производство DJI), поскольку ранее такие позиции официально не закупались. В 2025–2026 годах потребность в запчастях стала критичной, однако процесс их приобретения оказался крайне затруднённым и фактически «замороженным» на длительное время.

Любая техника имеет ограниченный эксплуатационный ресурс. Дроны Tello эксплуатировались более пяти лет без проведения полноценного технического обслуживания. К концу 2025 и началу 2026 года два аппарата полностью вышли из строя: они либо перестали взлетать, либо демонстрировали некорректное поведение при взаимодействии с программным обеспечением.

Глубокий ремонт не производился ввиду отсутствия профильных специалистов по электронике. Данный факт отражает системную проблему: в школах практически отсутствуют сотрудники, готовые заниматься обслуживанием высокотехнологичного оборудования. Одной из причин является низкий уровень оплаты труда.

Несмотря на то что проект «Точка роста» реализуется с 2019 года, готовых методических материалов, структурированных рекомендаций или технической документации (в частности по дронам от Geoscan) обнаружить не удалось (если только не искать самому в интернете, хотя было бы неплохо если педагогам сразу предоставляли все необходимое). Отсутствовал подготовленный учебный план.

В результате программу занятий приходилось разрабатывать самостоятельно: анализировать открытые источники, тестировать оборудование, формировать собственные сценарии уроков и корректировать их на основе практического опыта.

Стоимость одного дрона Tello составляет порядка 15 000 рублей, тогда как продукция Geoscan обходится в два–три раза дороже. При этом финансирование проекта в регионе было ограниченным и зачастую покрывало лишь базовое обслуживание оборудования и закупку расходных материалов.

Заключение

Опыт работы в Центре «Точка роста» показал, что использование беспилотных летательных аппаратов в школе действительно эффективно для развития технического мышления, практических навыков управления и основ программирования у обучающихся среднего звена.

Сравнение DJI Ryze Tello (производство DJI) и Pioneer Mini от Geoscan показало, что первая модель отличается большей стабильностью и предсказуемостью в эксплуатации, тогда как вторая имеет выраженную образовательную направленность благодаря возможностям программирования.

Основные трудности связаны не столько с самими дронами, сколько с организационными и техническими вопросами: сложностью закупок, износом оборудования, нехваткой методических материалов и специалистов по обслуживанию.

Несмотря на выявленные проблемы, применение БПЛА в образовательном процессе остаётся перспективным направлением и способно значительно повысить интерес школьников к инженерным и цифровым технологиям.