Роботы вошли в нашу повседневную жизнь: собирают автомобили и бытовую технику, самостоятельно убирают в доме, моют посуду, стирают и даже читают детям сказки на ночь. Мы настолько привыкли к этому, что даже не акцентируем на них внимание. И еще реже мы задумываемся: кем создаются эти самые роботы, как возникает идея, сколько сил и времени занимает ее воплощение. В ЛРМ КубГУ мы нашли ответ.
Мысль материальна
Что такое лаборатория робототехники и мехатроники сегодня? Этот вопрос следует изучить прежде всего. На данный момент в лаборатории состоят около ста студентов и выпускников госуниверситета. Плюс – 40-50 школьников посещают курсы, которые ведут для них опытные робототехники и программисты из студентов и преподавателей.
Оборудование – отдельная гордость, так как оно позволяет выполнять работы разной сложности и достигать высоких результатов. Сейчас в разработке находится 12 проектов, и большинство из них реализуются по заказу крупных компаний. По сути, ЛРМ КубГУ — научный центр.
А началось все в 2015 году. Идею кружка робототехники предложил студентам доцент кафедры оптоэлектроники физико-технического факультета, тогда еще кандидат, а теперь доктор технических наук Игорь Рядчиков. Ребята откликнулись с энтузиазмом. За дело взялись со свойственной молодости энергией и изобретательностью. Уговорили руководство выделить помещение, в котором прежде хранились какие-то хозяйственные вещи. Принесли из дома туда свои компьютеры, станки, другие приборы и стали собираться по вечерам, обсуждая идеи роботов, делая попытки воплотить их в жизнь. Первый успех не заставил себя ждать. Невероятная энергия ребят и преподавателей Игоря Рядчикова и Сергея Синицы позволили сотворить шедевр. И это не преувеличение, а признанный факт.
Всего за несколько месяцев был создан первый прототип ныне широко известного робота AnyWalker (в переводе «ходящий везде»). Тогда он представлял из себя немеханизированный макет устройства. Проведенные в дальнейшем исследования позволили шагающему роботу «научиться» открывать двери, двигаться по лестницам и пересеченному рельефуAnyWalker стал лучшим в треке Robotics федерального акселератора GenerationS. Его даже представили президенту России В.В. Путину на Форуме стратегических инициатив.
Потом пришло международное признание в виде первых мест на самых престижных конкурсах. Например,крупнейшая французская газета Le Monde включила AnyWalker в свою подборку десяти самых интересных технологий парижского салона: «Этот «странный двуногий шар» решает нетривиальную для роботов задачу передвигаться по сильно пересеченной местности, преодолевая препятствия, поднимаясь и спускаясь по лестницам и пр.».
Разработка кубанских робототехников вызвала настолько большой интерес, что из выставочного образца мгновенно превратилась в концепт – пошли заказы на изготовление шагающего робота. В одном из интервью европейской газете Игорь Рядчиков сказал: «Изначальная гипотеза о том, что AnyWalker будет востребован в сфере образования и у разработчиков мобильных робототехнических устройств, нашла свое подтверждение. Сверхпроходимое шасси вызвало большой интерес со стороны реселлеров робототехники, разработчиков и профессуры серьезных европейских университетов».
В общем, «кружок» робототехники КубГУ заметили и он перерос в полноценную лабораторию. К разработчикам стали обращаться крупные корпорации с заказами на создание роботов. В их числе был, например, концерн «Калашников».
Движение — жизнь
Университетская лаборатория робототехники и мехатроники, естественно, не остановилась на достигнутом. Проекты и разработки в самых разных областях, вышедшие из стен КубГУ, продолжают завоевывать награды и, что самое важное, становиться серийными роботами. Секрет такой производительности и кипения научной мысли, на первый взгляд, очень прост – свобода творчества.
«Подход в работе у нас неизменен с момента основания: создаем условия для студентов, которые не ограничивают их фантазию, — говорит руководитель лаборатории Алексей Прутский. – Студенты зачастую приходят к нам только с желанием попробовать свои силы, но не имея концепции проекта. Мы с ними беседуем, определяем область интересов и, исходя из этого, вместе разрабатываем базовое задание. Именно в процессе решения человек определяется со своими предпочтениями. Затем к нему прикрепляется ментор из числа более опытных студентов и преподавателей. И уже вместе они работают над созданием проекта. Как только идея кристаллизуется, разработчик делает презентацию. После представления проекта он набирает команду конструкторов и программистов, которые заинтересовались идеей. После этого прописывается план реализации проекта с обозначенными сроками. И тут начинается самая творческая часть. Ни один проект в первоначальном виде не реализуется. В ходе работы постоянно появляются новые решения, совершенствуются процессы, создаются новые концепции. Так было и с проектом, который мы повезем на Всероссийский финал Кубка ЦНИИ РТК. Мы его называем «роборука». На соревнованиях в Самарском госуниверситете наш робот победил, потому что в его основе лежало оригинальное решение».
Отдельно взятая победа
В команде, которая создала роборуку, участвовало несколько студентов и менторов. А идея принадлежала студенту 2-го курса физико-технического факультета Илье Звонкову.
«Я с детства любил паять, собирать конструкторы, придумывать то, что раньше не видел. Поэтому, когда пришел в лабораторию, сразу почувствовал себя на своем месте. Пока выполнял базовое задание, родилась идея создания роборуки. По моей мысли, она должна была уметь передвигаться по сложному рельефу на колесной базе, распознавать опасности и выполнять манипуляции по захвату предметов, очистке пути и так далее. Постепенно пришло понимание, как это должно выглядеть. На 3D-принтере распечатал модель, сделал презентацию и пригласил в команду ребят. В процессе работы понял, что мне интереснее выполнять конструкторскую работу, а не руководить проектом, и в этом нам помогли. Вообще, на мой взгляд, работа над тем, что тебе нравится в команде единомышленников, – это самая большая удача. А если этому сопутствует и успех на соревнованиях, можно считать задачу решенной. Хотя это вряд ли возможно в нашей области: после соревнований в Самаре мы увидели слабые места конструкции и сейчас работаем над их устранением, чтобы довести роборуку до идеала. Это и есть настоящее творчество», — говорил Илья Звонков.
Разработкой программного обеспечения роборуки занимается студент третьего курса факультета компьютерных технологий и прикладной математики Олег Лихогуб.
«Меня привел в лабораторию преподаватель физкультуры Виктор Михайлович Ляпин. Он узнал, что я увлекаюсь программированием, и предложил поучаствовать в разработке системы захвата движения спортсмена, которая позволит отслеживать, какие упражнения объект делает неправильно, и корректировать их – это если очень упрощенно. Виктор Михайлович буквально за руку привел меня в лабораторию. Мы хорошо здесь поработали, а по результатам написали статью для университетской научной конференции, — вспоминает Олег Лихогуб. – Что касается роборуки, проект мне сразу понравился. Дополнительная сложность была в том, что робот должен распознавать знаки опасности, которые установлены на дистанции. Чтобы все прописать, пришлось немало поработать, но результат неплохой. Сейчас еще доведем робота, и должно совсем хорошо получиться».
Шире круг и возможности
Хакатон – это соревнование, в котором команде из трех-пяти
специалистов в области программирования, аналитики, маркетинга (состав зависит
от типа задачи) надо за определенное время найти решение. Допустим, крупный
завод заказывает схему внутренней логистики для снижения затрат. Объявляется хакатон,
в котором участвует несколько команд. На все дается, например, 48 часов.
Команды получают исходные данные: как перемещаются грузы, куда уходит рабочее
время сотрудников, сколько убытков это стоит компании и так далее. В
оборудованном помещении они садятся и в режиме нон-стоп решают задачу.
Победитель получает приз. И очень существенный. Это очень перспективное направление, о котором большинство
людей старшего поколения не слышало. Но для лаборатории робототехники это уже
сегодняшний день.
«В лабораторию я пришел с идеей создания
интернет-площадки, на которой могли бы общаться ребята, желающие участвовать в
хакатоне, — делится студент второго курса факультета компьютерных технологий и
прикладной математики Александр Жданов. – Суть в том, что программисты в силу
характера часто не отличаются общительностью, и довольно трудно представить
ситуацию, чтобы они знакомились с маркетологами, специалистами по логистике или
мерчендайзерами. Площадка на базе лаборатории позволит находить
единомышленников и создавать мощные хакатон-команды, которые будут, так
сказать, «заточены» под решения конкретных задач, что повышает шансы на победу.
Дело в том, что хакатон требует не только знаний и компетенций. Психологическая
совместимость очень важна, а иногда она является определяющим фактором успеха.
И я очень рад, что в лаборатории к моей идее отнеслись с пониманием. Вместе мы
найдем правильные решения гораздо быстрее, и это будет новым направлением».
Ясные перспективы
Общаясь с этими ребятами – умными, увлеченными, трудолюбивыми, — постоянно ловишь себя на мысли, что за наше будущее можно быть спокойным. И за их – тоже. Уже сегодня лаборатория робототехники и мехатроники является настоящей кузницей кадров для высокотехнологичных компаний. Предприятия буквально в очереди стоят за выпускниками КубГУ, которые прошли школу ЛРМ, и готовы брать на себя затраты по оснащению лаборатории новейшими техническими агрегатами. Нет никакого сомнения в том, что лаборатория робототехники и мехатроники КубГУ будет развиваться и мы еще не раз услышим о достижениях кубанских инженеров, конструкторов, программистов, которые со студенческой скамьи строят будущее нашей страны.