Интеллектуальное транспортное средство придет на смену саперу, пожарному и «ручному» автомобилю?

На проходившей в ЮУрГУ выставке научно-технического творчества молодежи настоящий фурор произвела новинка, созданная студентами автотракторного факультета и конструкторами фирмы «Учтехпрофи». Это беспилотное роботизированное интеллектуальное транспортное средство в перспективе можно использовать в разминировании, разведке, тушении пожаров и прочих сферах повышенного риска, не подвергая опасности жизнь человека.

Как сообщили в вузе, к новинке уже проявляют интерес в Минобороны, МЧС, антитеррористическом комитете и прочих подобных структурах, которые готовы приобрести чудо-робота после изготовления промышленного образца.

Тачка «с мозгами»

        На выставке был представлен первоначальный образец интеллектуального «робохода» — лабораторного комплекса для контроля окружающей среды. Представьте: такая беспилотная машина едет по городу и замеряет уровень выбросов в атмосферу и сразу же по радиоканалу передает данные в центр экомониторинга, где выявляют загрязнителя воздуха и сообщают в Росприроднадзор. Так можно исследовать и качество дорожного полотна. К слову, роботизированный механизм (у него есть бортовой компьютер с роутером и Wi-Fi) может работать и «в режиме уточки» — определяя цвет куртки, следовать за человеком, выполняя его команды.

    — Это лишь одна из возможных сфер применения роботизированного комплекса, — говорит Рафаэль Илимбетов, научный руководитель студентов-конструкторов, заведующий кафедрой «Электрооборудование и электронные системы» автотракторного факультета ЮУрГУ. — Его можно использовать при исследовании пещер, на производстве с агрессивной средой. А если поставить металлодетекторы и защиту от осколков — и в качестве робота-сапера либо при работе в условиях повышенной радиации (подобные устройства, только очень дорогостоящие, применялись при ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС). Если в программе записан маршрут, он может работать и в режиме автопилота, а в перспективе, создав серийную модель, думаю, ее можно будет «состыковать» и со спутниковой навигационной системой «Глонасс». Пока наш, как его прозвали, «луноход» эффективнее работает на небольших дистанциях, с управлением по ноутбуку. Зато, имея электронную карту здания, беспилотник, если случится пожар, точно зайдет в нужную комнату и сам потушит возгорание.

       Сегодня под руководством Рафаэля Илимбетова над модернизацией модели работают магистрант Петр Романов и студент-дипломник Денис Шмаков. У них множество идей, как усовершенствовать машину. К примеру, сейчас у нее видеокамера и ультразвуковые датчики, а студенты предлагают поставить более совершенные лазерные, с самой точной ориентировкой. В числе новаций — и 3D-моделирование, при котором оператор сразу же увидит наглядную картинку ситуации. А если поставить датчики загазованности и счетчик Гейгера, это будет целая экспресс-лаборатория на колесах. Студенты намерены модернизировать и ходовую часть, поставить более мощные электромоторы и подвеску. А обычные свинцовые аккумуляторные батареи — заменить на литиевые с большей емкостью. Если сейчас запас хода без подзарядки 15 км в течение 2 часов, то после этого увеличится вдвое. Возможна и установка датчиков для беспилотного движения «по разметке», управления по голосовой связи. К слову, уже сейчас, встретив препятствие, «робоход» объедет его, не допустив столкновения. А электродвигватель может крутить колеса в обратную сторону, дав задний ход без разворота.

       — Большие возможности по применению «робохода» как транспортного средства по перевозке грузов внутри предприятия, — говорит студент Денис Шмаков. — К примеру, в компании «ДСТ Урал», где мы проходили практику, готовы сделать заказ на разработку «беспилотного грузовика». У нашей модели есть и свои минусы — так, «хромает» удаленное управление с помощью мышки, и мы внесем в программу коррективы, чтобы применять джойстик, использовать не только ноутбук, но и планшет.

Новое поколение «робо»

Выставочный образец — лишь прообраз будущего «робохода». Недавно на его основе разработана и изготовлена в металле усовершенствованная модель. К ее созданию «приложила руку» творческая группа ученых-конструкторов из созданного при ЮУрГУ НПП «Учтехпрофи» во главе с начальником лаборатории «Микропроцессороные системы» Андреем Качаловым.

По словам конструктора, транспортные средства с электронным интеллектом стали создаваться с развитием науки — мехатроники, своего рода симбиоз механики, электроники и микропроцессорной техники. Два года назад своя кафедра мехатроники появилась и в ЮУрГУ, с ней сотрудничают создатели «робохода». Сам Андреев закончил энергетический факультет, аспирантуру, защитил кандидатскую диссертацию. Он специализируется на разработке микроконтроллеров для управления транспортом, имеет несколько патентов, авторских свидетельств.

…На вид этот беспилотник на колесах (они больше по размерам, чем у предшественника, а многоуровневый корпус для удобства обучения студентов не защищен металлической «броней») — сущий инопланетный «двуглазый» робот из голливудского фантастического фильма. Два глаза-видеокамеры, если надеть стереоочки, позволяют получить полноценное объемное изображение, и более точно определять расстояние.

       Кроме того, вместо 2 электродвигателей здесь 4 — на каждом колесе, поэтому повысилась мощность и маневренность — «роботележка» может делать самые крутые повороты, как танк. А главное, механизм теперь оснащен электромагнитным захватом-манипулятором, что ему позволяет выполнять ряд операций. А скоро механическая «рука» усложнится, с увеличением степеней свободы. Над этим уже работают создатели манипулятора из отдела робототехники института «Уралучтех» ЮУрГУ. Аккумуляторы поставили гелевые, взрывобезопасные, и запас хода без подзарядки увеличился до 20 км.

       — У нас родилась идея научить управлять эту машину с обычного смартфона, — делится Андрей Качалов. — Для этого нужно написать отдельную программу. Но с этим проблем нет: часть программ я разработал сам, а более высокого уровня — доцент кафедры электрических сетей и систем ЮУрГУ Алексей Андреев. — Кроме того, аппарат оснащен светодиодами и инфракрасными датчиками: такой страж может, к примеру, «увидеть» в темноте вора или нарушителя границы. Ему можно найти применение в логистике — как умный робокар на складе товаров. «Робоход», если его использовать как автомобиль, сможет использоваться для «параллельной парковки» — сам, без участия человека, втиснется между машинами, не задев их. Другая перспективная задумка — поставить на него автономный дизель-генератор и использовать, например, как газонокосилку для нужд ЖКХ…

Интеллектуальный комплекс на колесах в будущем можно научить и исследовать качество лыжероллерной либо автогоночной трассы — все спуски и подъемы он запомнит до сантиметра и представит объемную модель. По словам конструктора, это универсальная платформа может служить для претворения самых неожиданных идей.

Конструктор признается, что серьезные сложности возникали при расчете геометрии движения роботизированной тележки. Из-за ошибки в программе как то 100-килограммовая «роботанкетка» стала вертеться как юла — чудом никого не задела. Потом программу подкорректировали — и агрегат снова стал смирным и послушным.

По мнению ученого, некоторые элементы «робохода» имеет смысл использовать при модернизации электробусов — своего рода гибридов троллейбусов и автобусов, которые по примеру новосибирцев уже начинают использовать и в Челябинске. Этот экологически чистый электротранспорт на аккумуляторном ходу, для которого не нужно протягивать дорогостоящие провода, уже хорошо зарекомендовал себя на маршруте от поселка Чурилово до ЧТЗ. Как знать, может быть, когда нибудь ему на смену придет и умный электробус на автопилоте…

фото Валентина Буржинского