Самостоятельная машина
Так, нижегородские студенты и молодые учёные из ННГУ создали умного мобильного робота, который стал призёром престижного российского конкурса - научно-технического фестиваля им. Девянина «Мобильные роботы-2010», проводимого МГУ им. Ломоносова. В России этот конкурс считается самым серьёзным робототехническим соревнованием. Наши ребята стали третьими, победив команды из разных городов России, стран СНГ, а также из дальнего зарубежья (например, из Эквадора). Уступили только МГУ.
- Наша команда участвовала в этом фестивале первый раз. На победу мы и не рассчитывали. Оказалось, что наш уровень довольно высок, - говорит Сергей МИНЕЕВ, доцент кафедры «Информационные технологии в физических исследованиях» физфака ННГУ. - Мы нашего робота существенно дорабатывали для фестиваля. Теперь он может свободно совершать объезд препятствий, гасить маяки, двигаться по сигналу светофора.
Робот оснащён несколькими процессорами, системой датчиков расстояния, несколькими видеокамерами (в том числе камерой инфракрасного света, позволяющей видеть ИК-маячки - человеку такое зрение недоступно). На соревнованиях робот должен, используя всё это оборудование, выполнить сложный сценарий, состоящий из разных упражнений.
Внешнего управления у робота нет. Он работает сам по себе - мобильное, автономное существо, выполняет поставленные задачи без участия человека. Робота и создавали именно с этой целью - он должен быть самостоятельным.
Беспилотный пожарный или водитель-автомат
- Такой робот может найти применение в самых широких сферах, - считает Сергей Алексеевич. - Например, в качестве разведчика полезных ископаемых. Аппараты могут обнаруживать людей под завалами, убирать мусор или, например, чистить пол в супермаркете. Уже сейчас продаются самостоятельные пылесосы. Мобильный робот может выполнять патрульные функции и объезжать территорию, чтобы определить её состояние - к примеру, найти возгорание. Беспилотные автоматизированные аппараты можно использовать при лесных пожарах.
Мобильные роботы могут выполнять и функцию автоматических транспортных систем - доставлять лекарства, диски, другие товары и документы до клиентов. И не обязательно гонять за этим курьеров. Конечно, такие существа не будут перевозить тяжёлые грузы. Зато их использование поможет разгрузить улицы крупных городов. По словам Сергея Минеева, уже появляются машины общего пользования, которые могли бы возвращаться на стоянку без водителя. Причём такой автомобиль сам выбирает, в какое время суток и по какой дороге ему ехать. И если электронные карты городов сделают подробными и данные будут быстро обновляться, передвигаться такой машине по городу с помощью GPS не составит труда. Кроме того, аппараты используются и в военной разведке. Разумеется, автомату никто не даст возможность принимать решение, нажимать на курок или нет.
- Человечество сейчас стоит на пороге массового использования робототехники, - считает специалист. - Но я уверен, что мы вряд ли увидим машины, заточенные на массовое уничтожение. Как сказал один из американских военных, нужно иметь достаточно уважения к противнику, чтобы решения об уничтожении принимал человек. В противном случае излишняя свобода машины может обернуться злом и для её создателей.
Компьютерное зрение
На кафедре внедрён проектный метод обучения, в рамках которого и проходила работа над роботом. Ребята самостоятельно создают программные и аппаратные системы, а конечной целью является работающий аппарат.
- Они сами разрабатывают программное обеспечение, проектируют, собирают роботов, - рассказывает Сергей Минеев. - Таким образом, они видят итог своей работы, получают практический опыт, что им помогает в дальнейшей деятельности. Многие из наших студентов уже работают в различных IT-компаниях. Признаюсь, и мы, преподаватели, участвуя в таких проектах, изучаем новые области. К примеру, решения, полученные при создании наших роботов, мы применили в сфере приборостроения. Они сейчас уже используются в производстве. Это только на первый взгляд кажется, что образование - деятельность абстрактная и оторванная от жизни.
Когда о работе над созданием роботов рассказывают сами ребята, у них загораются глаза.
- Я занимался разработкой систем управления для робота, - говорит Денис БЕСПАЛОВ, выпускник ННГУ. - Это очень полезный опыт. Ты создаёшь реальный проект, причём достаточно сложный, нелинейный. Приходится искать интересные, необычные, нетривиальные решения, чтобы робот стал умным.
- В процессе командной работы я приобрёл много практических навыков, - считает Василий ОКУНЕВ, магистрант ННГУ. - Теперь я понимаю: необходимо налаживать связи с членами команды, иначе всё, что ты создал и придумал, ты не сможешь встроить в единый механизм, - говорит Андрей Щебентонский, студент ННГУ, создатель компьютерного зрения.
- Мы научились работать с новым программным обеспечением, программированию USB-устройства и многому другому, - говорит Борис ВАСИЛЬЕВ, магистрант ННГУ. - Я разрабатывал ПО для получения сигналов от датчиков расстояния.
По словам Егора ФИДЕЛИНА, программиста кафедры, в рамках проектного обучения студенты сами создают алгоритмы решения различных задач и реализуют их в аппарате.
- Работа нашей команды была на самом деле близка к деятельности специалистов по встраиваемым системам, в сфере, которая сейчас очень бурно развивается, - говорит Егор Фиделин. - А подобные соревнования - это своеобразный тест для наших программных и аппаратных решений и стимул к изучению информационных технологий.
7 нижегородских студентов получат грант Президента РФ