Цифровые сенсорные системы
Профиль Цифровые сенсорные системы посвящен получению, обработке и передаче информации, собранной с помощью сенсоров в цифровых системах. Основой профиля являются технология «Интернет вещей» и технология «Цифровая обработка сигналов». Современный мир наполнен умными цифровыми устройствами, и понимание их работы как никогда важно для успешной карьеры в области электроники.
Интернет вещей (internet of things, IoT) — концепция сети передачи данных между физическими объектами («вещами») для взаимодействия друг с другом или со внешней средой. Классический пример интернета вещей — умный дом, в котором можно управлять устройствами удаленно, а сами устройства могут коммуницировать друг с другом.
Например, умная колонка по голосовой команде включает свет, датчик передает данные о температуре в систему отопления, розетка отключается, если человек забыл выключить утюг. В любой такой системе необходимо получать, обрабатывать и передавать информацию, и тут на помощь приходят технологии цифровой обработки сигналов.
Цифровая обработка сигналов (ЦОС, DSP — digital signal processing) — способы обработки сигналов на основе численных методов с использованием цифровой вычислительной техники. Сигналы, полученные от сенсоров (датчиков), необходимо обработать и передать, используя вычислительные средства, такие как микроконтроллеры (Arduino, ESP) и микрокомпьютеры.
Для успешного решения задач, которые стоят перед участниками профиля Цифровые сенсорные системы необходимы глубокие знания по физике и информатике, в частности, уверенные навыки программирования и проектирования электроники. Заключительный этап Олимпиады является логическим завершением предыдущих двух отборочных этапов: индивидуального и командного.
Первый отборочный этап проводится индивидуально дистанционно на платформе Яндекс.Контест. Школьники решают задания по предметам профиля — физике и информатике. Данный этап нацелен на отбор участников, обладающих базовыми знаниями в области указанных предметов.
Цель второго отборочного этапа — выявление наиболее подготовленных школьников для участия в заключительных состязаниях, а также повышение интереса к изучению тематики профиля. Здесь предлагаются как индивидуальные практические задачи, так и командные. Таким образом участники приобретают те знания и навыки, которые подготавливают их к заключительному этапу, а выполнение совместных заданий позволяет им уже на втором этапе понять интересы друг друга и более тщательно подойти к распределению ролей в команде.
В заданиях упор делается на актуализацию навыков и знаний об основах электроники, электрических цепей схемотехники и о программировании микроконтроллеров. Они мотивируют на изучение языков программирования и алгоритмов, приобретение навыков декомпозиции комплексных задач. Все это позволяет подготовить и заинтересовать участников, а на этапе проверки заданий — выявить наиболее подготовленных.
В качестве образовательных мероприятий участники заключительного этапа могут принять участие хакатоне в онлайн-формате, чтобы получить дополнительную информацию по алгоритмам и способам реализации тех или иных решений, а также задать интересующие вопросы по финальной задаче и компетенциям, необходимым для ее решения.
В командном практическом туре заключительного этапа они должны доказать свою компетентность и применить навыки, полученные на предыдущих этапах. Целью каждой команды является разработка распределенной системы сбора и обработки аудиоинформации, которая собирает пакеты аудиоданных, получаемые с помощью микрофонов в разных частях зала филармонии.
Здесь, помимо командной задачи, участники решают еще и задачи по физике и информатике в рамках индивидуального предметного тура. Их сложность заметно выше, чем на предыдущих этапах, что позволяет школьникам продемонстрировать свои теоретические знания и умение решать задания повышенной трудности.
Приобретенные навыки отвечают современным трендам в области развития электроники и особенно востребованы при создании сенсорных систем и в цифровой обработке сигналов.
В целом, прохождение участниками всех этапов Олимпиады и сопутствующее обучение специализированным навыкам в области цифровых сенсорных систем предоставляет им новые возможности в совершенствовании своих знаний и работе над разнообразными проектами.
Благодаря актуальности, прикладному характеру комплексных задач, а также соревновательным и командным элементам Олимпиады, на заключительном этапе участники приобретают полезные знакомства, получают призы и дипломы за достижения, но главное — мотивацию к профессиональному развитию и самообразованию в данном направлении.
Победители и призеры Олимпиады имеют привилегии при поступлении в высшие учебные заведения. Таким образом, участие в профиле помогает финалистам и участникам успешно поступать и проходить обучение в ведущих технических университетах по профильным направлениям подготовки.
