Государственный фонд фондов
Институт развития Российской Федерации

Media Review

Центр компетенций НТИ создаст уникальные дроны-разведчики для беспилотных грузовиков

Экспериментальная лаборатория Центра технологий компонентов робототехники и мехатроники Университета Иннополис

Разработчики отмечают, что грузовые автомобили с функцией разведки местности будут незаменимы для служб спасения

Центр технологий компонентов робототехники и мехатроники, созданный на базе Университета Иннополис, разрабатывает беспилотный грузовой внедорожник на базе КамАЗа, который будет оснащен дроном-разведчиком для построения оптимального маршрута с учетом особенностей местности. Об этом ТАСС в понедельник рассказал руководитель центра, доцент Университета Иннополис Александр Климчик.

Центр технологий компонентов робототехники и мехатроники, созданный на базе Университета Иннополис — один из 14 центров компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ). Их главная цель состоит в кооперации между научными организациями и индустриальными партнерами с целью применения фундаментальных научных разработок и идей в конкретных рыночных проектах. Помимо разработки беспилотного транспорта в задачи специалистов центра в Университете Иннополис также будет входить развитие промышленной робототехники, создание новых робототехнических решений для медицины и реабилитации, «умного дома» и разработка человекоподобных роботов и беспилотного транспорта. Оператор проекта Российская венчурная компания (РВК) осуществляет сопровождение и мониторинг деятельности Центра компетенций НТИ.

«Беспилотный внедорожник будет ориентироваться на актуальную информацию — видеоизображения местности с дронов, а не данные со спутников, которые могли устареть. Это позволит беспилотнику выстроить оптимальный маршрут в условиях бездорожья. Результатом станет экономия времени и топлива, которые тратятся на поиск путей объезда препятствий — рек, поваленного леса и других непроходимых участков. Наша разработка не имеет аналогов в мире», — говорит Александр Климчик.

Грузовые автомобили с функцией разведки местности будут незаменимы для служб спасения, считают разработчики. Технологии помогут спасателям работать эффективнее в случае наводнений и пожаров, когда проезд в какой-либо зоне ограничен. Разработкой уже заинтересовались коммерческие компании, занимающиеся добычей полезных ископаемых. Прототип инновационной модели КамАЗа авторы проекта планируют представить уже в конце 2019 года.

15 тыс. новых роботов в год

Потенциальная потребность российского производственного рынка в интеллектуальных автоматизированных системах сегодня составляет около 15 тыс. новых роботов в год.

«Уровень плотности роботизации в России крайне низкий — три против среднемирового 78. Что это значит? В Южной Корее, например, количество роботов на 10 тыс. работников предприятия составляет порядка 600, а у нас всего три робота», — пояснил Климчик.

Центр технологий компонентов робототехники и мехатроники будет развивать коллаборативную робототехнику — создавать роботизированные системы, взаимодействие с которыми будет максимально безопасно для человека. Сотрудник сможет корректировать выполнение операций манипулятора без риска получить травму и необходимости остановки конвейера. У небольшой компании, где процесс производства автоматизирован не полностью, такие машины будут иметь высокий спрос.

«При этом сами роботы не «убивают» рабочие места, а дают людям возможность переквалифицироваться, перейдя от выполнения монотонных задач к более интеллектуальным формам занятости. Роботы все равно требуют обслуживания, разработки программного обеспечения. Главный козырь робота — более качественное и точное выполнение монотонных операций, тогда как даже самый лучший сотрудник под конец рабочего дня теряет концентрацию и эффективность», — считает руководитель Центра технологий компонентов робототехники и мехатроники.

Промышленные роботы

Специалисты Центра технологий компонентов робототехники и мехатроники разрабатывают для рынков будущего системы для автоматизации производства, лишенные недостатков традиционных роботов.

«У шестиосевых роботов большинства производителей есть серьезный недостаток — высокая погрешность позиционирования, если робот выполняет операцию под большой внешней нагрузкой, например, перемещает тяжелый объект или в результате усилия, прилагаемого на фрезу при обработке металла. Эта погрешность возникает под действием двух факторов — имеющийся люфт в редукторах и деформация корпуса робота под большой нагрузкой», — говорит Артем Барахтин, генеральный директор компании «АРКОДИМ», входящей в консорциум центра.


Система, которую разработали представители компании «АРКОДИМ» совместно с Университетом Иннополис, предусматривает снятие и одновременную обработку показаний с двух энкодеров (датчики углового движения), один из которых установлен на валу внутри двигателя, второй — снаружи, на корпусе робота. Это наделяет систему способностью «чувствовать» отклонение от заданной траектории.

«Каждую долю секунды наша система будет сверять показания внутреннего и внешнего энкодеров. Робот сможет контролировать выполнение задачи и корректировать траекторию в случае отклонения», — пояснил Барахтин.

Создатели промышленных роботов работают над решениями для систем, где погрешность возникает из-за провисания или натяжения тросов — так называемых тросовых роботов (cable robots).

«Когда рабочая зона тросового робота составляет десятки метров, а масса перемещаемой рабочей площадки достигает сотен килограммов, погрешность работы системы становится критической. Наш подход позволяет обеспечить сохранение пределов погрешности, установленной производителем робота», — заключил эксперт.

Увеличение точности движения площадки, которую перемещают тросы, позволит эффективно использовать подобные системы для стыковки или покраски крупногабаритных объектов, например корпусов кораблей и самолетов, а также в строительстве дорог для проекта «Новый шелковый путь» или 3D-печати зданий, считает Барахтин.

Автономный транспорт

Отдельные функции беспилотных систем транспорта уже используются в современных автомобилях. Система помощи ADAS 3.0 (Advanced Deriver Assistance Systems), к примеру, позволяет машинам удерживать дистанцию, двигаться в границах полосы и даже автоматически перестраиваться в случае резкого изменения ситуации на дороге. Автомобиль уже способен распознавать дорожные знаки и подсказывать водителю, какой скоростной режим выбрать.

«В своих проектах мы стремимся создать автомобили четвертого, пятого уровней автономности, когда беспилотник сам принимает решения на дороге. Мы сделали реверс-инжиниринг («обратное проектирование» — исследование готового устройства на предмет незадокументированных возможностей, — прим. ТАСС) автомобиля Kia и смогли создать систему, которая полностью управляет автомобилем. Алгоритмы действий были отработаны в реальной среде», — рассказывает Александр Климчик.

Разработка Университета Иннополис участвует в технологическом конкурсе Up Great «Зимний город», который организуют РВК, АСИ и Фонд «Сколково». Финал состязания беспилотников пройдет в декабре 2019 года, а команда- победитель получит приз — 175 млн рублей.

Беспилотники способны не только перевозить людей, но и транспортировать тяжелые грузы — к примеру, медикаменты, предназначенные для жителей недоступных для обычного транспорта территорий. Доставка посылок и корреспонденции в будущем тоже станет «беспилотной».

Беспилотный патруль — еще одно направление работы специалистов Университета Иннополис. Дроны будут перемещаться по заданному маршруту без участия оператора с джойстиком и выполнять конкретные задачи. Компании в сфере газового обслуживания смогут запускать беспилотники для мониторинга атмосферы на предмет утечек голубого топлива.

Дружественный интерфейс

На помощь человеку придут не только роботы-таксисты и беспилотные разведчики, но и интеллектуальные интерфейсы различных систем. К примеру, в большом мебельном магазине человек с помощью интерактивных подсказок на телефоне сможет выстроить маршрут движения по залам в поиске конкретных товаров и правильно разместить их в тележке. На промышленном складе та же система позволит сэкономить и время, и место.

«В медицине эти технологии применимы в качестве дополнения к работе роботизированных устройств в операционных. Наша система сможет предупреждать хирурга, работающего с роботом Да Винчи, о наличии патологий и индивидуальных особенностях конкретного организма, которые стоит учесть при проведении манипуляции. Это сократит риски хирургических ошибок», — уверен Климчик.

Человеческий фактор

Москва и территория Республики Татарстан уже признаны зонами, открытыми для испытаний беспилотных аппаратов. Дроны следят за пробками и атмосферой, а беспилотные авто осваивают все новые функции на автодромах и городских улицах.

«В девяноста процентах случаев ДТП сегодня происходят по причине «человеческого фактора». Беспилотные автомобили изменят ситуацию и снизят число аварий. Однако человек в этой системе все равно останется, а значит, ДТП с участием пешеходов исключать нельзя», — считает Климчик.

Использование беспилотных автомобилей, грузовиков и летательных аппаратов потребует изменения законодательных норм. Общемировая практика в сфере городского транспорта — это ограничение движения любого, в том числе беспилотного, транспорта в местах, где под колеса беспилотников могут попасть люди.

Кто создает роботов

Робототехника — междисциплинарная наука, соединяющая в себе не только механику, математику, информатику, но и совсем узкие области знания. По количеству дипломов, выданных российскими университетами в сфере робототехники, наша страна среди первых в мире, считает Александр Климчик. Однако для того, чтобы российские разработчики могли конкурировать на мировом рынке, внимание нужно уделить качеству образования.

«В Университете Иннополис есть программа магистратуры по направлению робототехники. С прошлого года мы запустили модернизированную программу магистратуры, которая ничуть не уступает уровню подготовки специалистов в университете Карнеги Мэлон (Carnegie Mellon's Robotics Academy, США). Упор в нашей программе делается на практику в технологических компаниях и современные знания», — говорит он.

Будущих разработчиков отечественных роботизированных систем в Университете Иннополис готовят «со школьной скамьи» — в рамках всероссийских школьных олимпиад и специализированных курсов для талантливых подростков. Стратегическим партнером университета в сфере подготовки специалистов выступает Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (ИТМО).

«Наше сотрудничество позволяет готовить универсальных специалистов высокого класса. Аспирант, у которого один научный руководитель из ИТМО, а другой из Университета Иннополис, проводит более качественные научные исследования и получает в поддержку компетенции с двух сторон», — пояснил ТАСС заместитель директора мегафакультета компьютерных технологий и управления университета ИТМО Сергей Колюбин.

Консорциум

Созданный в мае 2018 года на базе российского ИТ-вуза Центр компетенций объединил вокруг себя несколько десятков партнеров — российских и зарубежных вузов и научных центров, технологических и индустриальных компаний.

«Здесь мы говорим о разветвленной структуре взаимодействия, которая не опирается только на науку или программы обмена. Участники консорциума в решении общих задач выступают более широким фронтом», — пояснил Сергей Колюбин.

В консорциум Центра сегодня входят МФТИ, ИТМО, Высшая школа экономики, ДВФУ, ИППИ РАН, ИМАШ РАН, КАМАЗ, ГАЗ, Сбербанк, Газпром, Аэрофлот, ряд зарубежных вузов, таких как IMT Atlantique (Франция) и Shenzhen Institutes of Advanced Technology (Китай) и другие.

«Преимущество нашего сотрудничества в рамках консорциума в том, что технологические партнеры помогают нам фокусироваться на конкретных потребностях рынка и искать решения именно для них», — считает Александр Климчик.

Участники консорциума также будут сотрудничать в рамках Центра управления результатом интеллектуальной деятельности (РИД), создание которого предполагает программа развития Центра НТИ. В течение четырех лет реализации программы развития Центра компетенций его финансирование из федерального и регионального бюджетов с учетом частных инвестиций и коммерческих проектов достигнет 2.5 млрд рублей. Сумма частных инвестиций, привлеченных центром, должна достигнуть трети от этой цифры.


Место проведения: