Ученые Уфимского государственного нефтяного технического университета разработали прототип мобильной робоплатформы на воздушной подушке для работы на труднодоступных территориях. Она способна длительное время перемещаться по самым различным поверхностям, включая воду, песок, снег и неровные участки земли.
Робоплатформа предназначена для мониторинга производственных объектов и транспортировки грузов в условиях труднопроходимой местности. Это делает ее незаменимой там, где традиционные транспортные средства не могут функционировать эффективно.
На сегодня создание мобильных автономных платформ для транспортировки грузов и систем мониторинга на труднодоступных территориях — востребованное направление робототехники и роботизации. Запросы от промышленности на беспилотные аппараты амфибийного типа ежегодно растут. Цель ученых УГНТУ — спроектировать робоплатформу для нужд предприятий нефтегазовой отрасли. Они сконструировали функционирующий прототип мобильного робота на воздушной подушке и разработали эскизное программное обеспечение для управления его бортовыми системами.
В первую очередь команда сформировала научно обоснованный и технически реализуемый проектный облик платформы, подтвердив его результатами расчетов и моделирования. Это позволило перейти от концептуальной идеи к технически аргументированному проекту, готовому к детальному проектированию и физической реализации. Разработчики использовали передовые технологии и подходы (3D-моделирование в САПР, аддитивные технологии и т. д.), сделав ставку на отечественные программно-аппаратные решения.
В итоге платформа обладает высокой мобильностью и маневренностью, экологически безопасна и поддерживает постепенное наращивание функций. Ее интеграция с системами мониторинга и анализа позволит собирать и обрабатывать данные о состоянии оборудования, окружающей среды и других параметрах.
«Современный технологический уровень позволяет создать мобильную автономную платформу на воздушной подушке с расширенными функциональными возможностями. Для успеха такой разработки критически важны не столько прорывные технологические решения, сколько грамотная интеграция и адаптация существующих технологий в рамках единой системной архитектуры, — говорит руководитель проекта, доцент кафедры автоматизации, телекоммуникации и метрологии УГНТУ Андрей Краснов. — Наиболее перспективен модульный подход. Он позволяет постепенно наращивать автономность и функциональность платформы, начиная с базовых систем стабилизации и навигации и заканчивая сложными алгоритмами группового взаимодействия и принятия решений в недетерминированной среде».
Центральный элемент автономной платформы — система управления. Она должна обеспечить синтез информации от разнородных источников: инерциальных измерительных систем, спутниковой навигации, датчиков обратной связи и, что особенно значимо, систем технического зрения. Именно подсистема компьютерного зрения наделяет аппарат способностью не просто следовать по заданному маршруту, но и адаптироваться к изменяющейся обстановке, идентифицировать и обходить препятствия, распознавать целевые объекты.
Как отмечает один из ведущих разработчиков Эдуард Шакирьянов, создание мобильной робоплатформы потребовало особых знаний и навыков из самых разных областей — механики, электроники, программирования, автоматизации процессов и др. В проекте задействованы преподаватели, научные сотрудники УГНТУ, студенты и молодые исследователи.
Ученые отмечают, что в работе применялись собственные решения Лаборатории интеллектуальных программно-аппаратных робототехнических комплексов, созданной УГНТУ совместно с индустриальным партнером ООО «Авиатех» на базе Межвузовского студенческого кампуса Евразийского НОЦ.
В дальнейшем IT-институт УГНТУ планирует расширять исследования по автономным робототехническим комплексам для диагностики оборудования на удаленных объектах.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
