Молодежный центр робототехники Университета ИТМО

Научная лаборатория и мастерская художника в одном: как устроен Центр робототехники, где учатся победители всемирных соревнований

Создать робота, который, приземлившись в лесу, сделает всю аналитическую работу за человека, определит «вредное» граффити и сотрет его или по всем человеческим канонам красоты распишет елочную игрушку или воздушный шар? Легко, считают в Молодежном центре робототехники при мегафакультете компьютерных технологий и управления Университета ИТМО. Здесь конструируют роботов чемпионы многочисленных российских и международных соревнований. Над чем сейчас работают авторы проектов, откуда берутся самые смелые идеи и как эти навыки помогут школьникам в будущем — читайте в нашем материале.

Forester — шагающий робот-лесопатолог

Над своим новым проектом призер Всемирной олимпиады по робототехнике 2016 года Даниил Нечаев работает всего неделю. Для прошлых соревнований он вместе с другими учениками лаборатории собрал робо-руку, которая с помощью 3D-сенсора Leap Motion повторяет движение руки человека-оператора и может использоваться для работы с опасными веществами. Именно этот проект, получивший название Nuclear Waste Taker, занял второе место на Всемирной олимпиаде по робототехнике в Нью-Дели.

Новая разработка призвана решать проблемы экологии. Шагающий робот Forester, или, как его иногда называют в лаборатории, «робот-лесопатолог», может следить за состоянием леса, заменяя на этом поприще десяток людей: собирать всю актуальную информацию о состоянии деревьев, определять участки, нуждающиеся в санитарной вырубке, и даже предупреждать лесные пожары.

Принцип работы заключается в следующем: до определенного участка леса, где роботу предстоит производить анализ, его будет доставлять квадрокоптер. А уже потом, самостоятельно отцепившись от аппарата, Forester приступит к делу: положение робота будет отслеживать закрепленная на нем камера, благодаря которой с помощью специальных алгоритмов он будет понимать, насколько он продвинулся от точки высадки. Специальный датчик поможет точно измерить расстояние до объекта и определить, где находится дерево. Кроме того, благодаря другим датчикам Forester сможет понять, что конкретно за дерево он анализирует и в каком состоянии оно находится, объясняют разработчики устройства Даниил Нечаев и ученик физико-математического лицея № 239 Максим Михайлов.

Университет ИТМО. Максим Михайлов и Даниил Нечаев
Университет ИТМО. Максим Михайлов и Даниил Нечаев

Идея проекта — отклик на новое творческое задание Всемирной олимпиады по робототехнике (World Robot Olympiad 2017), которая в этом году пройдет в Коста-Рике. Одна из категорий соревнований, намеченных на ноябрь 2017 года, включает разработку роботов для решения одной из четырех актуальных задач: «получение недорогостоящей и чистой энергии», «создание устойчивых городов и населенных пунктов», «борьба с изменением климата» и «сохранение экосистем суши».

«После того, как были опубликованы темы Всемирной олимпиады этого года, мы сразу же начали думать, какого робота сделать в этот раз. Поискали информацию по разным темам и наткнулись на видео, где изображено, как люди ходят с инструментами, замеряют деревья, все записывают. Мы сразу подумали, зачем это делать людям, ведь можно поручить это роботам. Так возникла идея сделать робота, который будет составлять карту леса, чтобы вести статистику, определять, в каких местах необходимо делать санитарные вырубки и так далее. Кроме того, пока этот робот летит на коптере, он может заметить дым, предупредить о лесном пожаре», — рассказывает ученик физико-математического лицея № 30 Даниил Нечаев.

Forester уже «научился» вставать и садиться — всего же в роботе будет использовано восемь сервомоторов, которые будут отвечать за его передвижения. На доработку проекта у его авторов осталось три недели. Уже в апреле робот, следящий за лесом, примет участие в городских соревнованиях, в том числе в Турнире двух столиц. Но перед тем, как попасть на Всемирную олимпиаду в Коста-Рику, ему предстоит пройти не только городской отбор, но и Всероссийские соревнования, которые состоятся в IT-городе Иннополис (Республика Татарстан) в июне.

Молодежный центр робототехники Университета ИТМО
Молодежный центр робототехники Университета ИТМО

Робот-граффитчик

В рамках заявленной темы школьная команда Университета ИТМО планирует повезти в Коста-Рику и два других проекта. Среди них — «робот-граффитчик», который находит граффити на стене и может отделить его от полезной информации. Пока разработчики проекта научили робота стирать надписи, портящие облик зданий, однако в будущем не исключено, что он сможет сам закрашивать их подходящим цветом, придавая испорченной стене первоначальный вид, рассказывает тренер школьных сборных Университета ИТМО, сотрудник кафедры систем управления и информатики Университета ИТМО Игорь Лосицкий.

Робот-поводырь

Над третьим проектом трудятся самые маленькие ученики лаборатории, которым по 10−12 лет. Они делают на соревнования робота-поводыря для незрячих людей. Это устройство крепится на трость и благодаря определенной системе навигации может провести человека по нужному маршруту, предупреждая о всевозможных препятствиях.

Молодежный центр робототехники Университета ИТМО
Молодежный центр робототехники Университета ИТМО

ArtBot

А один из призеров прошлой Всемирной олимпиады, десятиклассник из физико-математического лицея № 239 Левон Погосов готовится в первый раз принять участие в соревнованиях в США. На RoboGames (одно из самых масштабных ежегодных соревнований по робототехнике в мире) разработчик планирует повезти робота-декоратора, который расписывает воздушные шарики.

«На этих соревнованиях есть специальная секция под названием ArtBot. Сюда входит все, что связано с креативными роботами, с искусством. Мы готовим проект как раз под это направление, — рассказывает он. — На тех соревнованиях, в которых мы участвуем, американские делегации обычно слабо представлены. Поэтому участие в RoboGames, помимо прочего, поможет составить нам представление, какие проекты выставляются на американской площадке, понять общемировой уровень развития школьной робототехники«

Молодежный центр робототехники Университета ИТМО
Молодежный центр робототехники Университета ИТМО

Разговорчивый Seldon

Ребята работают и над многими другими проектами, помимо конкурсных. Например, Даниил Нечаев и Максим Михайлов параллельно ведут работу над человекоподобным роботом по имени Seldon, который сможет самостоятельно передвигаться и общаться с людьми. Пока он только учится и может ответить на ограниченный круг вопросов, например, «Зачем ты создан?» или «Кто ты по жизни?». Но в будущем, как полагают разработчики, он вполне сможет предложить сделать с ним селфи и общаться на более пространные темы.

Где взять идеи и как применить свои знания на практике?

Сейчас над проектами лаборатории трудится порядка 20 школьников — это чемпионы и призеры различных соревнований по робототехнике и даже победители олимпиад по физике. Но прийти сюда могут и пятиклассники, уже знающие азы робототехники и желающие применить свои знания в собственных проектах. Здесь ребята определяются, чем им интереснее заниматься в будущем: будут ли они «чистыми» программистами, исключительно конструкторами или намерены сочетать в себе разные компетенции, рассказывает тренер школьных сборных Университета ИТМО Игорь Лосицкий.

Кроме того, в лаборатории школьники, даже обладающие солидным бэкграундом в робототехнике, могут заполнить пробелы в знаниях. Например, по субботам здесь проводят курс по техническому зрению, а для тех, кто планирует делать проекты на Arduino, тоже в скором времени появится отдельный факультатив.

Университет ИТМО. Игорь Лосицкий
Университет ИТМО. Игорь Лосицкий

«Такие занятия позволяют, прежде всего, научиться творчески мыслить. Ведь у нас здесь в некотором роде смесь научной лаборатории и мастерской художника — одно постоянно помогает другому. Мы ставим перед собой и решаем самые разные задачи — не важно, есть тема конкурса, нет темы, надо создать нечто такое, чего раньше не было, пофантазировать. И при этом, учитывая свои технические знания и возможности, воплотить это в жизнь. Кроме того, здесь ребята очень активно общаются между собой, это тоже поможет им с точки зрения дальнейшей реализации. У нас есть дети, которые смогут вас убедить в чем угодно, это точно. Поэтому даже если ребята и не планируют связать свою дальнейшую карьеру с робототехникой, полученные умения, в том числе инженерные знания и навыки в программировании, на 100% пригодятся им в дальнейшей жизни», — отмечает Игорь Лосицкий.

Самые сложные задумки школьникам помогают реализовывать студенты Университета ИТМО. Например, во время работы над проектом Nuclear Waste Taker более опытные разработчики подсказали, как исправить ошибку в математике и позволить руке более естественно манипулировать предметами, говорит ассистент кафедры систем управления и информатики Университета ИТМО Александр Капитонов. В будущем такое сотрудничество может вылиться в ряд совместных серьезных проектов, а также в создание смешанных команд для участия в соревнованиях, добавляет Игорь Лосицкий. Более подробно о последних разработках и проектах студенческого конструкторского бюро Университета ИТМО читайте в следующих материалах.

 

 

 

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба