Нашы надзейныя сябры

За робатамі — будучыня. Гэтае выказванне мы чулі неаднойчы. Яно, несумненна, справядлівае. Як справядліва і тое, што робаты — гэта не толькі будучыня, гэта наша сучаснасць, наша штодзённае жыццё, што і пацвердзілі ўдзельнікі секцыі “Робататэхніка, аўтаматыка, інтэлектуальныя сістэмы”. Канкурсанты прадставілі тэхнічныя сродкі перадачы і прыёму інфармацыі, што выключаюць удзел чалавека пры выкананні аперацый канкрэтнага працэсу. Ацэньвала журы і распрацоўкі аўтаматызаваных тэхнічных сістэм, комплексаў праграмных і логіка-матэматычных сродкаў для падтрымкі дзейнасці чалавека ў рэжыме прасунутага дыялогу “чалавек — машына”.

Раман Васільевіч Наві­чыхін, дацэнт кафедры робататэхнічных сістэм БНТУ: “У асноўным работы канкурсантаў створаны на гатовай базе. Гэта Arduino, LEGO, якія ўсе ведаюць і якія ўсе асвоілі. Таму, канечне, кіраўнікам праектаў хацелася б пажадаць большай разнастайнасці тэм, іх практычнасці, паколькі практычнасць распрацовак, скажам, з LEGO вельмі сумніўная. Куды танней купіць арыгінальнае ўстройства, чым яго LEGO-аналаг. Чамусьці ва ўстановах адукацыі пад робататэхнікай разумеецца праца з LEGO. Але ж робататэхніка — гэта замена функцый чалавека, у першую чаргу рухальных, а таксама разумовых. У робататэхніцы шмат напрамкаў, і самы сур’ёзны — гэта прамысловая робататэхніка. А мы часам назіраем забаўляльную і кан’юнктурную робататэхніку, тое, што ўражвае, што модна. Хацелася б больш сур’ёзных праектаў. Няхай яны будуць не закончаныя, але каб было відаць, што іх аўтар мысліць нестандартна, на перспектыву, не замыкаецца ў вузкім коле тэм”.

Што такое робат? На гэтае пытанне большасць з нас адкажа прыкладна так: “Істота” з металічных деталей, якая, нібыта чалавек, можа рухацца і нават размаўляць”. У прынцыпе, такое ўяўленне праўдзівае. Калі больш дакладна, то робат — гэта аўтаматычнае ўстройства, якое ажыццяўляе разнастайныя механічныя аперацыі па загадзя закладзенай праграме. Гэта значыць, што робатам можа быць не толькі металічная чалавекападобная “істота”. У шырокім разуменні, робат — гэта тое, што замяняе дзеянні чалавека. Асабліва шырока робаты выкарыстоўваюцца ў прамысловасці. Ёсць нават такое паняцце — прамысловая робататэхніка. Праекты, прадстаўленыя ў секцыі “Робататэхніка, аўтаматыка, інтэлектуальныя сістэмы”, да прамысловых маштабаў можа яшчэ і не дацягваюць, аднак яны выдатна сведчаць пра моцнае сяброўства паміж робатамі і чалавекам. А цяпер некалькі гісторый пра такое сяброўства.

Першую паведаміў навучэнец Мінскага дзяржаўнага палаца дзяцей і моладзі Арцём Молаш, які стварыў робата для тушэння пажараў на атамных электрастанцыях. Праект актуальны, бясспрэчна, асабліва калі ўліч­ваць той факт, што ў Беларусі будуецца атамная электрастанцыя. Канечне, гэта бу­дзе аб’ект з сучаснай сістэмай бяспекі, якая практычна выключае ўзнікненне пазаштатных сітуацый. Аднак, як паказвае сусветны вопыт, пазаштатныя сітуацыі на атамных электрастанцыях усё ж здараюцца, часам на такіх аб’ектах узнікаюць пажары. І вось тут на дапамогу чалавеку якраз і можа прыйсці робат — яго надзейны сябар.

Робат-пажарны, створаны Арцёмам, складаецца з самаходнай устаноўкі, кіраванне якой можа ажыццяўляцца як пры дапамозе радыёкіравання па прынцыпе радыёкіруемых мадэляў, так і пры дапамозе электрасігнала па вогнеўстойлівым кабелі. Рух робата ажыццяўляецца за кошт работы электрарухавікоў, якія сілкуюцца ад АКБ, размешчанай усярэдзіне спецыльнай сумкі, якая знаходзіцца ў аператара, што забяспечвае хуткую іх замену. У далейшым вучань плануе ўдасканаліць сваю распрацоўку і размясціць батарэі ўсярэдзіне робата. Акумулятары павінны забяспечваць рух машыны не менш за 5 км/гадз, а электрарухавікі, якія сілкуюцца ад АКБ, забяспечваюць стабільнае функцыянаванне робата ва ўмовах задымленасці. Канструкцыя шасі выканана для колавых рухачоў, якія ў далейшым плануецца замяніць на гусенічныя.

— Зразумела, вузлы, агрэгаты і іншыя камплектуючыя робата павінны вало­даць радыёўстойлівасцю. Для тушэння ачага ўзга­рання выкарыстаны два вогнетушыцелі ВХП-5, рукавы якіх устаноўлены на спецыяльнай платформе. Робата неабходна забяспечыць, акрамя звычайнай сістэмы асвятлення зоны ўзгарання, сістэмай інфрачырвонага назірання для магчымасці кіравання ў абсалютнай цемры, а таксама для больш дакладнага знаходжання ачага ўзгарання. У выніку амаль 2-гадовай работы была створана поўнамаштабная мадэль робата-пажарнага, якая паказала сваю працаздольнасць, — паведаміў Арцём.

Робат-пажарны — надзейны сябар для чалавека? Канечне! Як надзейным сябрам (у першую чаргу для ваенных) можа быць робататэхнічны комплекс размініравання
РС-11, створаны навучэнцам гімназіі № 74 Мінска Яўгенам Говарам. На тэрыторыі Беларусі да цяперашняга часу знаходзяць міны і снарады, якія засталіся з часоў Вялікай Айчыннай вайны. Гэты факт і падштурхнуў хлопца на спробу стварэння робататэхнічнага комплексу размініравання. Комплекс можа як шукаць міны, сігналізуючы пра знаходку аператару, так і самастойна дэактываваць знойдзеныя міны шляхам іх падрыву трынітраталуолавымі зарадамі з электрадэтанатарам. У якасці асновы быў выбраны робататэхнічны камплект вытворчасці кампаніі REV Robotics. Аднак плануецца перавод робата на айчынныя камплектуючыя, што, на думку аўтара, скароціць фінансавыя выдаткі на зборку мінімум у 2 разы. Спачатку быў сабраны каркас для сістэмы, распрацаваны адсек для размяшчэння трынітраталуолавых шашак і ўстаноўлена колавая сістэма, якую плануецца замяніць на гусенічную або колава-гусенічную.

— На франтальнай частцы робата быў устаноўлены маніпулятар, які можа выкарыстоўвацца як для захопу падазроных прадметаў, так і для ўстаноўкі сігнальных маячкоў. Для канструявання металашукальніка была выбрана схема 2-катушачнага індукцыйнага металашукальніка, пабудаванага па прынцыпе зрыву сінхранізацыі катушак. Быў выбраны дыяметр катушкі 20 см. Гатовы металашукальнік пакрывае зону ад 40 да 55 см у шырыню, каля 20 см у даўжыню і каля 15 см у глыбіню. Гэтыя паказчыкі былі пашыраны дзякуючы ператваральніку “частата-напружанне”. Аператар можа знаходзіцца на значнай далечыні і не падвяргаць сваё жыццё небяспецы. Праграмаванне робата адбывалася на мове Java ў асяроддзі распрацоўкі Android Studio, кантролер працуе на аперацыйнай сістэме Android, — падзяліўся Яўген.

У чым практычнасць распрацоўкі? Комплекс РС-11 можа выкарыстоўвацца інжынерна-сапёрнымі падраздзяленнямі для стварэння праходаў у мінных палях, зняцця існуючых мінных палёў, а таксама даследавання патэнцыяльна небяспечных тэрыторый. РС-11 пераўзыходзіць замежныя аналагі ў вазе і радыусе дзеяння, але ўступае ў абароненасці, часе бесперапыннай работы і праходнасці, таму ўдасканальванне робата будзе працягвацца.

На секцыі пад № 6 былі прадстаўлены не толькі робаты, але і інтэлектуальныя, аўтаматычныя сістэмы. Менавіта да гэтай катэгорыі адносіцца праект навучэнца ліцэя Наваполацка Дзяніса Сяржантава “Веласіпедны шлем FireFly”. FireFly — гэта прататып разумнага веласіпеднага шлема, які дазваляе веласіпедысту стаць максімальна заўважным для іншых удзельнікаў дарожнага руху пры мінімальным удзеле ў кіраванні яго функцыямі. Для стварэння шлема былі вывучаны аналагічныя мадэлі, асаблівасці платы Arduino Nano і мова праграмавання С++. Выкарыстоўваючы ўсяго пяць датчыкаў у сукупнасці з мікракантролерам Arduino, шлем ацэньвае дарожную абстаноўку і час сутак і ў залежнасці ад гэтага выбірае неабходны рэжым работы, каб веласіпедыст быў максімальна заўважным на дадзеным участку дарогі ў дадзены момант. У аснову шлема лягла плата Arduino Nano, да якой былі падключаны тры датчыкі фотарэгістра, а таксама модуль, што ўключае акселерометр і гіраскоп для вызначэння жэстаў галавой і тармажэння. Да платы былі падключаны дзве лінейкі каляровых святлодыёдаў і лінейка звышяркіх белых святлодыёдаў. Сілкуецца шлем ад трох літый-іонных акумулятараў, якія былі выбраны па прычыне іх бяспекі і ўстойлівасці да пашкоджанняў.

Па словах Дзяніса, асноўных рэжымаў работы шлема два: дзённы і начны. У дзённым рэжыме даступны дзве асноўныя функцыі (паваротнікі, індыкацыя тармажэння). Індыкацыя тармажэння рэалізавана наступным чынам: пры атрыманні адмоўнага паскарэння акселерометрам на задняй частцы шлема загараецца святлодыёдная палоска чырвонага колеру. У некаторых аналагавых шлемах указальнікі павароту рэалізаваны рулявым пераключальнікам, аднак дадзены метад мае некалькі істотных недахопаў: бесправадны робіць канструкцыю дарагой, а правадны рэзка зніжае мабільнасць прыстасавання. Выкарыстоўваючы шлем FairFly, дастаткова на 3—4 секунды нахіліць галаву ў бок наступнага руху і палоска святлодыёда пачне міргаць, паказваючы на паварот у адпаведны бок.

Начны рэжым таксама мае дзве функцыі: (спакойны і рэжым “паніка”). Спакойны начны рэжым уключаецца, калі ўзровень асветленасці дарогі зніжаецца. У гэтым рэжыме шлем міргае з частатой 5 Гц, тым самым паказваючы, што па дарозе рухаецца веласіпедыст. Калі спераду або ззаду з’яўляецца крыніца святла, якая рухаецца, то шлем рэагуе на яго і пачынае міргаць з частатой 0,5 Гц, тым самым робячы веласіпедыста яшчэ больш заўважным. Таксама ў начным рэжыме захаваны ўсе функцыі дзённага рэжыму. Хлопец перакананы, што яго распрацоўка дапаможа зменшыць колькасць ДТЗ на дарозе, а таксама спросціць жыццё звычайнага веласіпедыста. Мы таксама ў гэтым упэўнены. А яшчэ ўпэўнены, што шлем, як і робаты, стане на­дзейным памочнікам чалавека, а дакладней, веласіпедыста.

Пераможцам у дадзенай секцыі стаў Андрэй Ганчарэнка з гімназіі № 71 Гомеля, які прадставіў работу “Эканоміка робатаў”. Дыплом ІІ ступені атрымаў Яўген Говар, а 3-е месца заняў Аляксандр Есіс з сярэдняй школы № 28 Гродна (Гродзенскі абласны цэнтр тэхнічнай творчасці), які прадставіў прататып тэрмінала імгненнай аплаты праз смс.

Ігар ГРЭЧКА.
Фота Алега ІГНАТОВІЧА.