Студенты Московского Политеха создают роботов для подготовки карт труднодоступных территорий
За два учебных года 75 студентов Московского Политеха создадут четыре работающие системы: модульный дрон, автономного наземного робота, безэкипажный катер и единый операторский комплекс, из которого можно управлять всей этой техникой. Проекты объединены в группу «Беспилотные комплексы» в рамках проектной деятельности вуза. Индустриальным партнером выступает Группа компаний «Аванти».
Четыре проекта в одной связке
Каждая команда разрабатывает свою платформу, при этом все четыре разработки задуманы как части одной системы. Разработки студентов будут применяться для работы коммунальных служб, а также для подготовки карт труднодоступных территорий.
- Модульный дрон. Команда из 20 человек соберет электрический квадрокоптер, у которого элементы рамы и крепления можно заменять без переделки всего аппарата. Часть деталей печатается на 3D-принтере. Дрон должен безопасно летать, передавать телеметрию и самостоятельно проходить заданный маршрут: помогают обследовать инфраструктуру и составлять карты труднодоступных территорий.
- Автономный наземный робот. Еще 20 студентов создадут наземный робототехнический комплекс на гусеничном ходу. Робот будет сам определять свое положение, строить маршрут и объезжать препятствия. Наземные роботы работают там, куда человеку сложно или опасно добраться.
- Безэкипажный катер. Команда из 15 человек построит небольшое электрическое судно, которое держит курс и проходит маршрут по заданным точкам с помощью спутниковой и инерциальной навигации. Испытания пройдут на закрытом водоеме. Безэкипажные катера помогают автоматизировать мониторинг водоемов и сбор данных.
- Единый операторский комплекс. Еще 20 студентов разработают одну панель для всех трех типов техники. В ней оператор видит карту и телеметрию, планирует миссии и отдает команды дрону, роботу и катеру. Единый операторский комплекс упрощает совместную работу разной техники.
Сначала цифровой двойник, потом реальная техника
Работа над каждой платформой начинается с цифрового двойника. Студенты моделируют движение аппарата, датчики и условия работы в симуляторе и отрабатывают штатные режимы вместе с нештатными ситуациями. Например, потерей связи или части данных. На реальное оборудование переносятся только те алгоритмы, которые стабильно прошли виртуальные испытания. Затем команды собирают прототипы и проверяют их на стендах и полигоне по нарастающей сложности: от ручного управления до полностью автономной миссии.
Проект рассчитан на четыре семестра. В первом команды сформулируют требования, спроектируют архитектуру и создадут цифровые модели. Во втором соберут первые физические прототипы и проведут стендовые испытания. В третьем доведут до работы автономные функции и выйдут на полевые испытания. Четвертый семестр отведен под объединение всех четырех проектов и итоговые испытания.
Финалом станет совместная демонстрация: оператор из одного приложения задает миссию, дрон, наземный робот и катер выполняют свои задачи и передают данные в общую панель.
Команды и компетенции
Проект относится к IT-направлению проектной деятельности и объединяет задачи программистов, конструкторов и инженеров-электронщиков. Внутри команд студенты распределяются по направлениям. У каждого участника будет своя зона ответственности и измеримый результат.
Проект поможет решать задачи, с которыми разработчики беспилотной техники сталкиваются постоянно. Многие дроны закрыты для доработки, наземные аппараты зависят от ручного управления, простые катера плохо держат курс в меняющихся условиях.
«Студенты Политеха взялись за задачу, которую индустрия решает каждый день: сделать так, чтобы разные машины работали как одна система, —рассказал Алексей Казановский, руководитель Группы компаний «Аванти». — Ребята проходят весь путь, от цифровой модели до испытаний на полигоне. Такие решения нужны городу уже сейчас: роботы могут обследовать инфраструктуру, помогать коммунальным службам и брать на себя работу в сложных условиях. Мы открываем инженерные классы в школах и работаем со студентами, потому что инженер вырастает из практики, и чем раньше она начинается, тем лучше. Я технооптимист и вижу, как такие проекты становятся реальными решениями».
К завершению проекта появятся четыре работающих образца и полный комплект документации: исходный код, схемы, цифровые модели, инструкции по запуску и протоколы испытаний. Это позволит воспроизводить платформы и развивать их дальше. А студенты пройдут полный цикл инженерной разработки, от технического задания до полевых испытаний реальной техники.
Справка: индустриальный партнер проекта — Группа компаний «Аванти», российский разработчик и производитель наземных робототехнических комплексов полного цикла. Вместе с компанией «Техсофт» «Аванти» уже ведет для студентов Московского Политеха практический курс по робототехнике: занятия проходят на площадке компаний, преподают руководители инженерных команд.
