23.04.2020
Интерес множества людей к технологиям начинался с роботов. Роботы становились героями научно-фантастических книг, рассказов и фильмов, а сегодня они трудятся на производствах по всему миру, помогая человеку. О том, как развивается робототехника в России, какие интересные проекты существуют в этой сфере и где можно выучиться на специалиста по робототехнике, нам рассказал Александр Климчик, руководитель Центра компетенций НТИ по направлению «Технологии компонентов робототехники и мехатроники» на базе Университета Иннополис.
Развитию каких рынков НТИ помогает работа Центра и почему? Почему робототехника так актуальна в самых разных областях?
Ключевые рынки НТИ для робототехники — это Технет, Автонет, Аэронет, Маринет и Нейронет. В области Технета лежит большинство задач и решений промышленной робототехники, Автонету посвящено направление автономного транспорта — беспилотные летательные аппараты выступают важными компонентами этого рынка. В Маринете робототехника представлена подводными автономными и телеуправляемыми аппаратами, большая группа человеко-машинных интерфейсов приходится на рынок Нейронет. В меньшей мере робототехника присутствует и в Хелснете, Фуднете, Энерджинете и других рынках, но здесь роль робототехники скорее вспомогательная.
В робототехнику сегодня включают почти все средства автоматизации, то есть любое механическое устройство с программным обеспечением можно отнести к робототехнике. Этим и обусловлено ее присутствие практически во всех сферах нашей жизни.
Какие задачи уже сегодня успешно решают промышленные роботы? Возможно, собирают автомобили/самолеты, упаковывают товары?
Промышленные роботы сегодня работают в областях, где налажено серийное или мелкосерийное производство. Полезнее всего они в машиностроительной области, электронике и пищевой промышленности.
В машиностроении промышленные роботы используются для обслуживания станков и перемещения заготовок, сварки и покраски, сборки и палетирования. В последнее время интерес потребителей всё больше обращается к использованию в задачах механообработки.
В электронике роботов применяют для выполнения простых операций, которые выполняются за доли секунды. Здесь роботы помогают обеспечить постоянную точность и при этом максимально сэкономить время на выполнение технологической операции. В пищевой промышленности роботы занимаются перемещением, упаковкой и палетированием, обеспечивают скорость и гибкость переналадки линии.
В авиастроении применение роботов пока не так сильно распространено, так как задач выпуска больших серий там немного. Тем не менее роботов используют в операциях укладки композитных материалов. Это очень популярное и быстрорастущее направление применения роботов в Европе.
Если робот навредил человеку, кто должен нести ответственность за это?
Существуют два класса роботов: традиционные промышленные роботы, которые не предназначены для работы с человеком, и коллаборативные, чья миссия — работать рядом или совместно с человеком.
Если традиционный промышленный робот навредит человеку, нужно сразу выяснить причину. Если человек намеренно нарушил правила безопасности, наказывать никого не стоит. Если же не были приняты меры по обеспечению безопасности — был незащищенный доступ в зону работы робота, — то к ответственности стоит привлекать людей, которые проектировали и принимали решение на месте.
С коллаборативными роботами всё проще: там робот не способен нанести увечья человеку из-за низкой массы и скоростей по сравнению с традиционными роботами. Однако инциденты могут быть из-за ошибок работы программного обеспечения. В этом случае виноваты либо разработчик «железа», либо компания, которая разработала специализированное ПО для технологического процесса.
Какие проекты Центр реализует сейчас? Какие из них хочется выделить отдельно?
Центр сейчас работает по 4 основным направлениям: промышленная и коллаборативная робототехника, автономный транспорт и беспилотные летательные аппараты, разработка и прототипирование новых робототехнических комплексов и компонентов, человеко-машинные интерфейсы. В каждом из этих направлений наши специалисты работают над 2–6 проектами, и отдельно хотелось бы выделить три из них.
Первый — проект по разработке робототехнического комплекса для высокоточного выполнения контактных операций. Здесь мы разрабатываем специализированную оснастку для выполнения технологических операций, калибровки, а также алгоритмы повышения точности роботов-манипуляторов под действием внешней заранее неизвестной нагрузки — силы резания в задачах механообработки. Особое внимание уделяем сложным операциям с крупногабаритными изделиями и разноплановым задачам на едином робототехническом комплексе. Мы интегрируем в робототехнический комплекс дополнительные оси и систему сменного инструмента. В будущем полученные результаты внедрим в универсальный программно-аппаратный комплекс, который может использоваться в работе с большинством типовых роботов.
Второй проект — разработка собственного беспилотника. За два года мы прошли путь, который наши конкуренты преодолевали более 10 лет. Сейчас мы работаем над оттачиванием системы управления, алгоритмов принятия решения и над развитием фундаментальных принципов наряду с ведущими лабораториями мира.
Третий проект — создание промышленного 3D-принтера для возведения зданий методом аддитивных технологий. В этом проекте мы ориентируемся на самую перспективную технологию для этой области — тросовые роботы. Главное преимущество технологии — быстрая переналадка работы комплекса на новые габариты здания. Робототехнический комплекс мы планируем сделать мобильным для быстрого перемещения от одного объекта к другому и ввода его в эксплуатацию на новом объекте.
Есть и другие перспективные проекты. Например, использование смешанной реальности для управления и программирования роботов, внедрение алгоритмов на основе нейроинтерфейсов в робототехнические комплексы по реабилитации человека, разработка летательных аппаратов и систем управления ими нового поколения и другие.
Специалист по робототехнике — редкий кадр для российского рынка? Почему? Как устроена образовательная деятельность Центра?
В России сегодня больше образовательных программ по робототехнике, чем в ЕС. Но в большинстве вузов программы морально устарели, нет надлежащей базы для обучения робототехнике да и банально некому учить новым технологиям. Образовательные программы по робототехнике в РФ требуют существенного пересмотра.
На этом фоне мы очень выгодно отличаемся от конкурентов, предлагая программы, дающие знания, необходимые современному специалисту по робототехнике. Мы уделяем большое внимание навыкам программирования, общей физматподготовке, даем знания в области механики и электроники, ориентируемся на последние веяния в области робототехники и искусственного интеллекта. Большой акцент делаем на проектной работе и работе с реальным оборудованием, которое используют в промышленности и ведущих исследовательских лабораториях.
Мы стараемся покрыть робототехнику достаточно широко, и подготовленные нами специалисты потом могут легко заниматься самыми разными направлениями робототехники. Для выпускников Университета Иннополис не стоит проблема поиска работы после окончания учебы, за лучших из них приходится бороться топовым компаниям — Сбербанку, «Дигинавису», Moley, Roadar. Но пока для динамичного развития отрасли в России недостаточно высококвалифицированных специалистов в этой области.
Чтобы улучшить ситуацию, мы активно помогаем своим коллегам и проводим для них занятия по повышению квалификации в рамках наших образовательных программ в Кемерове, Марий Эл, Тамбове, Саранске и Рыбинске.
Смотреть на Facebook
Развитию каких рынков НТИ помогает работа Центра и почему? Почему робототехника так актуальна в самых разных областях?
Ключевые рынки НТИ для робототехники — это Технет, Автонет, Аэронет, Маринет и Нейронет. В области Технета лежит большинство задач и решений промышленной робототехники, Автонету посвящено направление автономного транспорта — беспилотные летательные аппараты выступают важными компонентами этого рынка. В Маринете робототехника представлена подводными автономными и телеуправляемыми аппаратами, большая группа человеко-машинных интерфейсов приходится на рынок Нейронет. В меньшей мере робототехника присутствует и в Хелснете, Фуднете, Энерджинете и других рынках, но здесь роль робототехники скорее вспомогательная.
В робототехнику сегодня включают почти все средства автоматизации, то есть любое механическое устройство с программным обеспечением можно отнести к робототехнике. Этим и обусловлено ее присутствие практически во всех сферах нашей жизни.
Какие задачи уже сегодня успешно решают промышленные роботы? Возможно, собирают автомобили/самолеты, упаковывают товары?
Промышленные роботы сегодня работают в областях, где налажено серийное или мелкосерийное производство. Полезнее всего они в машиностроительной области, электронике и пищевой промышленности.
В машиностроении промышленные роботы используются для обслуживания станков и перемещения заготовок, сварки и покраски, сборки и палетирования. В последнее время интерес потребителей всё больше обращается к использованию в задачах механообработки.
В электронике роботов применяют для выполнения простых операций, которые выполняются за доли секунды. Здесь роботы помогают обеспечить постоянную точность и при этом максимально сэкономить время на выполнение технологической операции. В пищевой промышленности роботы занимаются перемещением, упаковкой и палетированием, обеспечивают скорость и гибкость переналадки линии.
В авиастроении применение роботов пока не так сильно распространено, так как задач выпуска больших серий там немного. Тем не менее роботов используют в операциях укладки композитных материалов. Это очень популярное и быстрорастущее направление применения роботов в Европе.
Если робот навредил человеку, кто должен нести ответственность за это?
Существуют два класса роботов: традиционные промышленные роботы, которые не предназначены для работы с человеком, и коллаборативные, чья миссия — работать рядом или совместно с человеком.
Если традиционный промышленный робот навредит человеку, нужно сразу выяснить причину. Если человек намеренно нарушил правила безопасности, наказывать никого не стоит. Если же не были приняты меры по обеспечению безопасности — был незащищенный доступ в зону работы робота, — то к ответственности стоит привлекать людей, которые проектировали и принимали решение на месте.
С коллаборативными роботами всё проще: там робот не способен нанести увечья человеку из-за низкой массы и скоростей по сравнению с традиционными роботами. Однако инциденты могут быть из-за ошибок работы программного обеспечения. В этом случае виноваты либо разработчик «железа», либо компания, которая разработала специализированное ПО для технологического процесса.
Какие проекты Центр реализует сейчас? Какие из них хочется выделить отдельно?
Центр сейчас работает по 4 основным направлениям: промышленная и коллаборативная робототехника, автономный транспорт и беспилотные летательные аппараты, разработка и прототипирование новых робототехнических комплексов и компонентов, человеко-машинные интерфейсы. В каждом из этих направлений наши специалисты работают над 2–6 проектами, и отдельно хотелось бы выделить три из них.
Первый — проект по разработке робототехнического комплекса для высокоточного выполнения контактных операций. Здесь мы разрабатываем специализированную оснастку для выполнения технологических операций, калибровки, а также алгоритмы повышения точности роботов-манипуляторов под действием внешней заранее неизвестной нагрузки — силы резания в задачах механообработки. Особое внимание уделяем сложным операциям с крупногабаритными изделиями и разноплановым задачам на едином робототехническом комплексе. Мы интегрируем в робототехнический комплекс дополнительные оси и систему сменного инструмента. В будущем полученные результаты внедрим в универсальный программно-аппаратный комплекс, который может использоваться в работе с большинством типовых роботов.
Второй проект — разработка собственного беспилотника. За два года мы прошли путь, который наши конкуренты преодолевали более 10 лет. Сейчас мы работаем над оттачиванием системы управления, алгоритмов принятия решения и над развитием фундаментальных принципов наряду с ведущими лабораториями мира.
Третий проект — создание промышленного 3D-принтера для возведения зданий методом аддитивных технологий. В этом проекте мы ориентируемся на самую перспективную технологию для этой области — тросовые роботы. Главное преимущество технологии — быстрая переналадка работы комплекса на новые габариты здания. Робототехнический комплекс мы планируем сделать мобильным для быстрого перемещения от одного объекта к другому и ввода его в эксплуатацию на новом объекте.
Есть и другие перспективные проекты. Например, использование смешанной реальности для управления и программирования роботов, внедрение алгоритмов на основе нейроинтерфейсов в робототехнические комплексы по реабилитации человека, разработка летательных аппаратов и систем управления ими нового поколения и другие.
Специалист по робототехнике — редкий кадр для российского рынка? Почему? Как устроена образовательная деятельность Центра?
В России сегодня больше образовательных программ по робототехнике, чем в ЕС. Но в большинстве вузов программы морально устарели, нет надлежащей базы для обучения робототехнике да и банально некому учить новым технологиям. Образовательные программы по робототехнике в РФ требуют существенного пересмотра.
На этом фоне мы очень выгодно отличаемся от конкурентов, предлагая программы, дающие знания, необходимые современному специалисту по робототехнике. Мы уделяем большое внимание навыкам программирования, общей физматподготовке, даем знания в области механики и электроники, ориентируемся на последние веяния в области робототехники и искусственного интеллекта. Большой акцент делаем на проектной работе и работе с реальным оборудованием, которое используют в промышленности и ведущих исследовательских лабораториях.
Мы стараемся покрыть робототехнику достаточно широко, и подготовленные нами специалисты потом могут легко заниматься самыми разными направлениями робототехники. Для выпускников Университета Иннополис не стоит проблема поиска работы после окончания учебы, за лучших из них приходится бороться топовым компаниям — Сбербанку, «Дигинавису», Moley, Roadar. Но пока для динамичного развития отрасли в России недостаточно высококвалифицированных специалистов в этой области.
Чтобы улучшить ситуацию, мы активно помогаем своим коллегам и проводим для них занятия по повышению квалификации в рамках наших образовательных программ в Кемерове, Марий Эл, Тамбове, Саранске и Рыбинске.
