Машины...

Высокоманевренный робот "Шароход", разработкой которого на кафедре мехатронных систем ИжГТУ вот уже несколько лет занимаются вместе со своими учениками доценты, кандидаты технических наук Сергей Трефилов, Анатолий Калинкин, Юрий Никитин, в стенах Ижевского гостехуниверситета в особом представлении не нуждается. Он - непременный участник всех выставок-сессий инновационных проектов студентов и молодых ученых ИжГТУ, а также любимый "герой" и объект всех телевизионных СМИ, которые бывают на выставках. Видели и оценили его и на высоком профессиональном уровне - в частности, в Московском университете приборостроения и информатики, где в марте этого года проходил Всероссийский научно-технический фестиваль молодежи "Мобильные роботы-2008". Эксперты отметили прежде всего его потрясающую мобильность - он способен, что называется, "с места в карьер", без разворота, двигаться в любом направлении под "руководством" современной элементной базы электроники и цифровых сигнальных процессоров. Кроме того, "Шароход" достаточно прост в управлении, что позволяет использовать его в самых различных проектах, в том числе и в автоматизированных складах.

- Таких роботов-шароходов у нас два, - рассказывает (и показывает) аспирант кафедры управления качеством, сотрудник кафедры мехатронных систем ИжГТУ Юрий Караваев. Именно он стал нашим своеобразным гидом по лабораториям кафедры мехатроники. - Этот робот - мобильный транспортный робот, и у нас много задумок, как можно его усовершенствовать. Например, на него можно поместить видеокамеру и "отрабатывать" связь с верхним уровнем - допустим, с ноутбуком либо персональным компьютером. То есть робот будет перемещаться, а изображение передаваться на компьютер. Можно сделать абсолютно адаптивную систему - то есть чтобы робот сам распознавал изображение с камеры и мог объезжать препятствия. В этой области тоже непаханое поле. Но робототехника - дело затратное. Если идти в ногу со временем и заниматься современными технологиями, то определенные вложения просто необходимы. К сожалению, приходится признавать, что сейчас не так уж много материальных средств нам выделяется, и многое держится на энтузиазме.

...Что ж, энтузиазм - далеко не последний двигатель человеческой мысли: опыт показывает, что, приложив к нему смелые идеи и умелые руки, все-таки можно двигаться вперед. Что касается материальных затрат, то на кафедре мехатронных систем все далеко не так печально. Около года назад здесь появилась новая, довольно уникальная для вуза, аппаратура. Прежде всего, промышленный робот-манипулятор с шестью степенями подвижности, который обычно выполняет сборочные работы, сварочные и покрасочные операции. Аппарат не из дешевых - подобные роботы используются на Ижевском автозаводе на сварочных и сборочных линиях. И вот такая умная машинка появилась и в университете, дав прекрасную возможность студентам и магистрантам "живьем" изучать кинематику роботов. К тому же студенты, практикуясь, усовершенствуют и модернизируют его - например, снабдили манипулятор пневматическим схватом, который при подаче сжатого воздуха из компрессора собирает детали.

Еще одна гордость "мехатроников" ИжГТУ - станок, или, как нежно называет его Юрий Караваев, станочек для прототипирования печатных плат. Направление кафедры тесно связано с разработкой печатных плат, а станок позволяет, после разработки, их изготавливать, причем довольно точно. Учитывая, что на кафедре мехатроники имеется и много других интересных и важных механизмов, можно назвать лабораторию небольшим научным комплексом, который способен решать исследовательские задачи.

... и люди

Но машины, какими бы они ни были умными, все же остаются всего лишь машинами. Главный потенциал кафедры мехатронных систем - конечно, люди, которые управляют этими механизмами.

- У нас на кафедре собран такой преподавательский состав, что сначала было очень интересно у них учиться, а теперь интересно с ними работать и опять же продолжать учиться, - признается Юрий Караваев. - У всех большой опыт, и теоретический, и практический. Причем у нас приветствуется творчество, новые идеи. Поэтому сейчас на кафедре много молодежи - аспирантов, магистрантов, которые увлеченно работают над какими-то проектами, что-то придумывают, конструируют. Мой коллега, аспирант кафедры мехатронных систем Станислав Кычанов, например, провел огромную работу по модернизации  "Шарохода". Я вообще считаю его нашим главным генератором идей.

Кандидатская диссертация, над которой работает сам Юра Караваев, связана с роботами довольно отдаленно - она посвящена станкам и высокоскороскостной обработке материалов. Так что роботы для него скорее хобби, которое доставляет огромное удовольствие. В детстве таким хобби, как и у многих мальчишек, было радиолюбительство.

- А потом заинтересовало именно это направление, поскольку оно сочетало в себе все, чем я увлекался - механику, электронику и компьютерное программирование. И я поступил в ИжГТУ на факультет управления качеством. Закончил его, остался в аспирантуре, - здесь у Юрия Караваева все традиционно. Но пару лет назад, будучи студентом-дипломником, он стал участником программы студенческого обмена между вузами-партнерами и несколько месяцев провел в Университете Люнебурга в Германии:

- Поскольку я все же занимаюсь станками, то в Германии изучал прежде всего станкостроение - какие станки сейчас изготавливают в Европе, в том числе и те же промышленные роботы-манипуляторы. А если говорить о неприкладном характере учебы и наблюдений... Мне повезло - довелось побывать на Чемпионате мира по футболу среди роботов, который в 2006 году, параллельно с Чемпионатом мира по футболу, проходил в Бремене. Там были представлены разные лиги - от роботов на микроуровне, меньше спичечного коробка, до роботов ростом с человека. Очень интересное и захватывающее зрелище! Танцующие роботы - тоже очень увлекательно и красиво. И все же робот прежде всего нужен для того, чтобы заменить человека там, где тяжело или опасно работать. Ведь в принципе автоматизировать можно любой процесс и любое действие.

- А как же все фантастические произведения, где роботы становятся врагами человека и властелинами земли? - вопрос "на засыпку" от сайта "Наука молодая".

- Я не очень люблю рассуждать на эту тему, - улыбается Юрий. - Я, конечно, не специалист в этой области, но думаю, что все не так просто. Хотя в этом направлении ведется много работы, но там есть много таких проблем, которые быстро не решаются. Так что на самом деле это всего лишь фантастика, и в ближайшее будущее подобное нам точно не грозит.

...Что ж, если "нашествие роботов" пока еще предсказать нельзя, то популярность и востребованность профессий, так или иначе связанных с робототехникой - уже день сегодняшний. И, по прогнозам Юрия Караваева, спрос на таких специалистов будет расти большими темпами:

- На нашу кафедру приходят работодатели с разных предприятий и требуют наших выпускников, специалистов по мехатронике и робототехнике. И это понятно: то образование, которое студенты получают у нас, объединяет в себе знания механики, электроники и программирования. Сегодня же любая система на предприятии, будь то станок, машина или робот - требует владения именно этими тремя составляющими. Учитывая, что сейчас автоматизируется все больше процессов, безусловно, за нашей профессией - будущее.

   Светлана МАЛЬЦЕВА

 

Кое-что интересное из жизни роботов

Слово "робот" было придумано чешским писателем Карелом Чапеком и его братом Йозефом и впервые использовано в пьесе Чапека "Р.У.Р." ("Россумские универсальные роботы", 1921 г.). До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.

***

Южнокорейские ученые из университета провинции Чолла-Намдо разработали комнатный робот-цветок, который может двигаться, увлажнять воздух, вырабатывать кислород и аромат, а также реагировать на появление человека.

"Цветок-автомат" имеет высоту 1,3 метра с пятью бутонами, напоминающими по форме цветы нарцисса. Как настоящее растение, он выделяет кислород, влагу и аромат. Он также может реагировать на окружающую обстановку. Если человек приближается к цветку на расстояние в 40 см, стебель растения склоняется в его сторону, а бутоны раскрываются. Бутоны открываются и закрываются при изменении освещения, а если в помещении звучит музыка, цветок начинает танцевать.

***

Японские ученые из университета Осаки создали робота, который копирует внешность пятилетней японской девочки. Новинка, названная разработчиками Repliee R-1, создана для выполнения основных задач при ухаживании за пожилыми людьми и инвалидами.

Под силиконовой "кожей" "рободевочки" находятся тысячи датчиков, которые помогают ей передвигаться и контактировать с окружающими предметами. Поразительное сходство с человеком ей придают глаза, которые время от времени моргают, и косички.

По словам разработчиков из фирмы Cynerdyne, робот - настолько реалистичный, что его вполне можно спутать с человеком.

***

Специалисты Токийского университета (University of Tokyo) вместе с семью ведущими японскими компаниями представили хозяйского робота AR (Assistant Robot) для стареющего населения. В ходе презентации 130-килограммовый андроид смог постирать рубашку в машине и вымыть шваброй пол.

Но разработчики сообщают, что это еще не все - робот способен работать на протяжении 30-60 минут в зависимости от нагрузок. Он оснащен несколькими видеокамерами, ультразвуковыми датчиками и лазерным дальномером, поэтому специалисты полагают, что он способен помочь по хозяйству уже пожилым людям.

***

Варшавский Промышленный институт автоматики и измерений (PIAP) представил малоразмерного наземного робота LRM (Lekki Robot Miotany), предназначенного для выполнения несложных разведывательных задач и оказания психологического воздействия на противника.

По мнению разработчиков, мини-робот может стать эффективным индивидуальным средством ведения разведки. После забрасывания подобно ручной гранате он способен перемещаться на небольшие расстояния при помощи специального пружинного механизма и передавать информацию с оптической камеры на пульт оператора.

Конструкция LRM обеспечивает его устойчивость к падениям с высоты не менее двух метров. О других характеристиках мини-робота не сообщается.

Фактически являясь наземным датчиком, LRM обладает явным преимуществом над полностью стационарными аналогами благодаря своей хоть и незначительной, но все же подвижности. Кроме того, наряду с ведением разведки он может применяться для доставки шумовых и дымовых гранат, а также других взрывных устройств небольшого размера в целях отвлечения внимания противника.

***

Исследователи из университета Тафтса презентовали два прототипа мягких роботов, которые способны принимать различную форму.

В отличие от современных роботов, мягкие роботы лишены жестких материалов и сложной системы рычагов. В их основе лежат биоматериалы, отличающиеся прочностью и пластичностью.

Известно, что два созданных прототипа мягких роботов весят чуть больше двух килограммов, а контролировать их будет небольшой процессор.

Финансирует данное исследование управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ США, которые выделило разработчикам мягких роботов 3,3 миллиона долларов.

***

В одной из центральных клиник Буэнос-Айреса (Аргентина) робот-хирург по имени Леонардо да Винчи провел первые хирургические операции.

Как известно, при проведении хирургического вмешательства да Винчи использует сразу четыре руки, которые управляются специалистом со специального пульта. Одна из них оснащена видеокамерой, поэтому способна передавать трехмерное изображение на большой монитор. А три других содержат микроприборы, позволяющие производить операции на труднодоступных участках тела.

Это не первые удачные операции роботов-хирургов. Ранее в канадском городе Калгари робот-хирург NeuroArm впервые провел уникальную хирургическую операцию - у 21-летней девушки была полностью удалена опухоль головного мозга.