Архив публикаций
Новые публикации
Полет фантазий или объективная реальность?
|  13.07.2011
 

В Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики существует студенческое конструкторское бюро, занимающееся разработкой и проектированием различных аппаратов-роботов воздушного, наземного и подводного базирования. Каждый студент может прийти в СКБ со своей идеей, чтобы совместно с другими сотрудниками воплотить ее в жизнь. О работе своего подразделения и перспективных проектах поведал начальник студенческого конструкторского бюро Валерий Васильевич Дмитриев.

 

— Валерий Васильевич, расскажите о том, как образовалось студенческое конструкторское бюро?

— Наше подразделение в составе научно-исследовательского комплекса было создано решением ученого совета нашего университета в 2006 году. В 2007 году, когда я пришел работать, еще совершенно ничего не было, кроме выделенного пустого помещения. Сначала присоединился Михаил Георгиевич Никитин, и мы уже вдвоем стали думать, как привлечь студентов и чем вообще заниматься, надо было выбрать какое-то одно направление, чтобы не распыляться. Поскольку сам Никитин пришел из СибНИА (Научно-исследовательского института авиационной промышленности) и занимался там разработкой различного рода авиационных систем и навигацией, то мы решили с учетом специфики университета избрать в качестве направления робототехнику в различных ее аспектах: воздушного, наземного, подводного базирования. И вот, с 2007 по 2008 год мы укомплектовывали комнату оборудованием, столами, контрольно-измерительной аппаратурой, привлекали студентов, размещая информацию на стендах и в средствах массовой информации университета.

— Каким был первый проект, и как пришла его идея?

— А начали мы с проектирования и изготовления беспилотного самолета, который бы мог работать на дистанционном управлении, а также в автономном режиме, используя те или иные элементы искусственного интеллекта. На первом этапе мы изготовили аэродинамическую схему, то есть сам самолет. Мы уже даже представляли его на различных выставках. Ну и теперь самая главная задача — оснастить его элементами искусственного интеллекта, навигационным оборудованием, видеотехникой, которая позволяла бы в режиме он-лайн передавать изображения с летающего самолета на монитор наземного оператора. То есть, спектр вопросов для будущей работы очень широкий.

— А какая элементная база используется? Вы ее производите сами или все же закупаете в сторонних организациях в России или за рубежом?

— К сожалению, пока мы используем элементную базу иностранного производства. В принципе, даже в Новосибирске есть предприятия, у которых можно было бы заказывать необходимые платы для монтажа искусственного интеллекта и других аппаратных средств. Они могли бы по нашим чертежам их изготовить, но нам пока требуется ограниченное число, ведь массово мы их не производим. Вообще я надеюсь, что со временем мы будем выпускать самолеты-беспилотники десятками, тогда, естественно, будем заказывать платы. А сейчас иногда и сами студенты самостоятельно их паяют. Но самое главное — это то, что программное обеспечение студенты и сотрудники пишут сами, без привлечения сторонних фирм. В этом нам очень помогают работники кафедры вычислительных систем, кафедры телекоммуникационных сетей и вычислительных средств (ТС и ВС), да и других тоже.

— А какие основные цели Вы преследуете, создавая самолеты автономного управления? Ведь их уже производят и за границей, и у нас в стране.

— Да, это так, но ситуация в России такова, что хороших, дешевых в производстве и надежных в эксплуатации беспилотников практически нет. Есть разработки Московских, Ярославских, Смоленских и других предприятий, но они все посвящены оборонному ведомству. То есть все самолеты делались по заказу Министерства обороны, и они так или иначе там используются. Кроме того, правительство подписало соглашение с Израилем о приобретении целой серии аппаратов для оборонной ведомости. Вообще они достаточно дороги в изготовлении, к тому же в России значительно позже, чем на Западе, взялись за их производство. Многие наши специалисты, которые занимались разработками в конце 80-х годов, уехали за границу, в частности, в Израиль, где и продолжают заниматься этой деятельностью. Но наша цель все-таки стоит в гражданском применении изготавливаемого беспилотника. А в области гражданского применения это просто фантастический круг задач, который может стоять перед такой аппаратурой: это и мониторинг, и охранные функции, и исследования в отрасли геологии. То есть, спектр применения очень широкий. Этим самолетом мы занимаемся уже третий год.

— Какие трудности встречаются на пути при реализации Ваших проектов?

— Ну, во-первых, это материально-техническая обеспеченность. Несмотря на то, что университет своей главной задачей ставит подготовку специалистов, помощь нам он оказывает значительную: все заявки, которые я делаю как руководитель, на приобретение компонентов комплектующих, выполняются безусловно, ни разу еще нам не отказали. И все-таки, основной проблемой является недостаток помещения. На сегодняшний день в нашем распоряжении не очень большая комната, а производим мы там много, и складировать приходится тут же. Поэтому, в первую очередь нам необходимо дополнительное производственное помещение. Так постепенно стараемся преодолевать эти трудности.

— В чем состоит основное отличие Вашей разработки от зарубежных и отечественных аналогов?

— Ну, во-первых, простота изготовления. Во-вторых, имеется сменный блок, который позволяет оперативно менять набор аппаратуры для тех или иных задач, которые ставятся при эксплуатации. Это важное преимущество, ведь для картографии и аэросъемки требуется одно оборудование, для задач геологии или мониторинга местности — совсем другое, поэтому можно использовать сменные блоки, которые очень быстро крепятся. Аппараты других производителей все же являются стационарными и применяются для конкретных целей. Грузоподъемность нашего самолета составляет не более десяти килограммов, не считая вес бензина. Кроме того, взлет и посадка могут осуществляться на воде, зимой могут быть использованы лыжи.

— Есть ли уже какая-то сторонняя заинтересованность в разработке?

— На последней выставке «Сибсвязь», когда мы показывали наш экспонат, представители МЧС уже интересовались сроками окончания производства, чтобы можно было его использовать для мониторинга, например, паводковой ситуации весной. В настоящее время они вынуждены нанимать вертолеты. Но вертолет и самолет — дорогое удовольствие, наш использовать гораздо дешевле.

— Есть ли еще какие-то разработки?

— Есть у нас направление спортивной робототехники. На базе наборов Лего, которые имеются в свободной продаже, собрать робота несложно. Самое главное его потом должным образом запрограммировать. В каждом есть программатор-контроллер, для которого составляется программа. Так вот, студенты сделали проект «Танцы роботов», который мы представляли недавно на выставке «УчСиб», при запуске роботы под музыку совершают свои «па» в автономном режиме, никто ими не управляет. Мы это направление планируем и дальше широко развивать. Сейчас студенты делают еще одного робота с манипулятором. Это робот наземного базирования, который предназначен для поиска предметов и обследования мест, труднодоступных или опасных для жизни и здоровья человека, например, подвалов, руин обрушившегося дома. В него встроена видеокамера, и он основан на дистанционном управлении. То есть, на экране можно наблюдать то, что он «видит» и куда идет. Более сложная задача — это программа автопилота, которая также может быть туда встроена, и тогда поиск будет осуществляется по определенным параметрам, связанным с запахом, внешним видом предмета. Сама механическая часть уже создана, робот может двигаться, мы его тоже представляли на выставке. Конечно, основная трудность стоит в создании именно программного обеспечения. Поэтому нам как воздух нужны студенты, которые любят и хотят заниматься этим делом, начиная, возможно, с азов, а потом продвигаясь все дальше.

— Каким образом Вы взаимодействуете с кафедрами вуза?

— Для любой программы мы составляем алгоритм работы и отдаем его на кафедру с тем, чтобы студенты в качестве курсовых, дипломных проектов писали по нему программы. Если ему интересно, то таким образом студент совместно с кафедрой выполняет курсовую или дипломную работу и в то же время решает практическую задачу, связанную с созданием программного продукта для конкретного робота.

— Какие еще интересные и перспективные проекты осуществляете?

— Есть уже изготовленный робот подводного плавания. Это прибор метровой длины, который может на глубине до пятнадцати метров с помощью видеокамеры вести наблюдения за тем, что происходит под водой — проводить осмотр затонувших кораблей, лодок, конструкций и сооружений подводной части, например, опор мостов, бассейнов и так далее. В качестве развития этой разработки мы планируем увеличить его глубоководность и разработать также программу автопилотного режима. На самом деле радиоуправление под водой достаточно непростая задача. Но пока только первый этап закончен, теперь планируем осуществление второго этапа, то есть написание программы для выполнения конкретных действий по определенным параметрам на заданной глубине.

Еще одним интересным направлением является проектирование и создание квадролетов. Идею нам подал А.В. Воробьев, руководитель студии телевидения и мультимедиа факультета Мобильной Радиосвязи и Мультимедиа. Он попросил такую машину, чтобы была возможность снимать и фотографировать с воздуха. Специально для этих целей мы сделали небольшой экспериментальный прибор с грузоподъемностью не более ста граммов. А теперь на базе этой технологии, которую мы исследовали, будем делать серьезную машину грузоподъемностью три—четыре килограмма. Вообще, судя по информации в Интернете, потребность и заинтересованность в них сумасшедшая: это не только кино— и фотосъемки, но и пожарная безопасность, и обследование зданий и сооружений. Например, для периодического обследования трубы ТЭЦ нанимают скалолазов, специалистов для работы на высоте. Это и опасно, и дорого, а с помощью квадролета можно проводить такие же обследования технического состояния высотных объектов. Есть встроенная видеокамера с хорошим качеством изображения, а оператор, наблюдая на мониторе, может задавать команды управления этому прибору. Представители МЧС тоже заинтересовались этой разработкой.

— Можно сделать вывод, что самолеты и квадролеты могут быть использованы для одних и тех же целей и применяться в одинаковых областях. Поясните тогда, пожалуйста, в чем их достоинства и недостатки?

— Во-первых, разница состоит в том, что самолет требует площадку для взлета и посадки, а квадролет поднимается вертикально, в принципе, как вертолет, но сам вертолет — более сложное устройство. Этот гораздо проще и в устройстве, и в эксплуатации. По команде радиоуправления или автопилота он может перемещаться горизонтально или зависать в одной точке, чего не может делать самолет. Но к сожалению, недостаток состоит в энергообеспечении. Ведь используется электрический двигатель, а значит нужны батареи. По нашим предварительным расчетам емкости батареи хватает максимум на полчаса. А самолет на бензиновом двигателе может работать по четыре-пять часов, а если использовать баки с большим объемом, то можно увеличить время. Но тогда уже встает вопрос габаритов, размера бака для топлива или батареи, грузоподъемности.

— Конечно, хорошо было бы объединить все достоинства обеих моделей в одном устройстве, чтобы область применения не была ограничена какими-то параметрами оптимизации.

— Ну вот, в качестве еще одного аналога мы создаем дисколет, по виду он напоминает летающую тарелку. Правда, он имеет большие размеры, поэтому работы с ним очень много, и испытания проводить тоже непросто. Этот аппарат взлетает вертикально и перемещается горизонтально, как и квадролет, но при этом развивает большую скорость полета и имеет гораздо большую грузоподъемность. Тот, который мы делаем, рассчитан килограммов на сорок и имеет диаметр примерно три метра. Он готов ещё только на половину, на выставки мы его пока не представляли.

Все наши наработки, конечно, предназначены для гражданского применения, пока мы не ставим себе задачей, кроме охранных функций, их использование для выполнения военных задач. Хотя в последующем вполне возможно, если будут заказчики, мы сможем заниматься изготовлением приборов или аппаратов для оборонной промышленности для нашего военного ведомства.

— Очевидно, что подразделение заинтересовано в инициативных студентах. Как их привлекаете, и много ли ребят приходят?

— Да, студенты к нам очень активно приходят, им нравится заниматься. Это ведь не только хобби и удовлетворение своих личных интересов, это еще и дополнительные знания, возможность выполнения курсовых и дипломных работ. Конечно, нам хотелось бы, чтобы все студенты, в том числе и гуманитарного факультета, примерно на втором курсе посетили наше СКБ. Во-первых, чтобы посмотреть, чем мы занимаемся, а во-вторых, чтобы они взяли в руки паяльник под руководством наших ребят в качестве наставников, чтобы по окончании вуза инженер хотя бы имел представление о работе с паяльником.

— В объявлении, в котором Вы приглашаете ребят, указано о наборе на конкурсной основе. В чем состоит конкурс, и какой процент его прохождения?

— На самом деле о конкурсной основе мы заявили в этом году впервые. Ведь к нам очень много ребят приходит с желанием заниматься. Ну а что именно делать, они не могут определиться. Я считаю, что самое главное, чтобы приходящие имели четкое представление о том, что конкретно они хотят делать. Это и есть основа конкурса — собеседование, в ходе которого мы можем определить направленность студента. Конечно, конкурс — это больше условность, главное, чтобы было стремление и инициатива чем-то определенным заниматься.

— Но ведь большинство студентов толком и не знают, кто и чем занимается в бюро?

— Мы все рассказываем, объясняем, чем мы занимаемся, студент может заниматься тем, что уже есть в планах, а может предложить своей проект. Вот, например, к нам пришел студент Паша Сидоренко со своей идеей создания робота-манипулятора, осуществляющего поиск предметов, про который я говорил ранее. Он пришел и сказал, что хочет сам сделать. Мы абсолютно не против и, конечно, помогаем ему в чем-то, но идея была его. Этого хотелось бы и от других ребят, чтобы была инициатива, мотивация. На следующий год в первом семестре мы обязательно проведем соревнования между факультетами. Роботы уже есть, предоставим их двум факультетам и дадим задание запрограммировать определенный маршрут, нарисованный предварительно на большом полотне. Соревнование будет состоять в том, у кого получится быстрее.

— А какие факультеты планируете задействовать?

— Да любые технические факультеты, у кого желание будет. В нашем бюро есть ребята со всех факультетов, и гуманитарии к нам приходят. Вот нам нужен дизайнер для наших разработок. Почему бы студентам к этому не подключиться, ведь у нас есть специальность «Техническое конструирование», пусть приходят, покажут, как сделать красиво. С квадролетом сейчас проблема открыта: на нем винты, а нужно обеспечить безопасность при испытаниях и полетах, требуется какое-то ограждение для сохранения самих винтов и людей от повреждения. Вот хорошо было бы, чтобы студенты придумали красивый и безопасный дизайн этого ограждения.

— Существует ли какое-то сотрудничество с другими университетами, предприятиями, есть ли спонсоры?

— С университетами мы, конечно, сотрудничаем: и с СибСТРИНам, и с институтом сельского хозяйства, и со студенческим бюро НГТУ. Спонсорской помощи пока мы не получали, хотя был случай, когда два робота нам оплатила транспортно-логистическая компания, в которой наш бывший студент является директором.

— Расскажите о планах и ожиданиях?

— Хотелось бы, чтобы наше бюро было еще и своего рода бизнес-инкубатором. То есть, создавая самостоятельно или с нашей помощью какой-то аппарат или программу, студент мог бы выгодно продать проект или организовать в дальнейшем свою фирму и заниматься производством уже по своим разработкам. Это обеспечит и места для работы другим студентам, и стартовую площадку для своего дела. Ведь принцип автопилота один и тот же, надо только написать его программу, или же можно, например, запустить массовое производство квадролетов — потребность в них высокая, рынок сбыта широчайший. Вообще, конечно, надеемся, что со временем у нас появятся заказы. Ведь студенческое конструкторское бюро должно не только удовлетворять инициативу творчества студентов, но и приносить доход университету, ведь в это вложены немалые инвестиции. Идей и вариантов может быть множество, главное: желание, стремление, инициатива и заинтересованность.

Беседовала Ирина Селянина

 
 
Добавить комментарий
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Введите код с картинки: *
 
Введите комментарий: *
Календарь мероприятий