Студенты Витебского государственного технологического университета учат роботов различать цвета, передвигаться, преодолевая препятствия и останавливаясь на «светофорах».
Постепенно смелые идеи фантастов о повсеместной интеграции роботов в человеческую цивилизацию воплощаются в реальность. Их используют и в развлекательной индустрии, и в быту, но наибольшее распространение они получили в тех сферах, где можно, а порой жизненно необходимо заменить ручной труд – обороне, космосе, медицине, промышленности. Но несмотря на кажущуюся автономность действий умных машин, за каждой из них стоит человек, который ей управляет – вручную или с помощью компьютерных программ.
Специалистов в области IT-технологий и промышленной автоматики готовят на кафедре «Автоматизация технологических процессов и производств» ВГТУ. Будущие инженеры по автоматизации и программисты не только тщательно изучают теорию по выбранной специальности, но и отрабатывают полученные знания на практике в учебных лабораториях, компьютерных классах и тренировочных стендах с оборудованием идентичным применяемому на самых современных производствах. Помимо этого студенты дополнительно занимаются исследовательской деятельностью в научных кружках на кафедре. Пожалуй, одним из самых трендовых среди молодых людей направлений сегодня является мобильная робототехника.
Олег Замжицкий и Максим Якубовский на республиканском конкурсе профессионального мастерства «Worldskills-2016» завоевали серебряные медали, совсем немного уступив команде из Бреста.
Мобильная робототехника в первую очередь интересна потому, что после успешной работы осознаешь, что каждое действие аппарат выполняет только по твоей команде, признались они. Мы расспросили их об увлечении и попросили показать, чему учат мобильных роботов.
Созданием программного обучения для мобильного учебного робота «Robotino» фирмы «Festo» в вузе начали заниматься в октябре 2014 года под руководством ассистента кафедры АТПП магистранта Станислава Литовко. За это время уже разработано несколько программных продуктов, демонстрирующих возможности техники.
– Робот хоть и учебный, но на нем можно отработать навыки программирования основных задач и действий, которые обычно выполняют на производстве аналогичные агрегаты, не имеющие стационарной точки установки и независимые от внешнего питания. Базовая комплектация имеет аналоговые и цифровые порты ввода и вывода, к тому же позволяет устанавливать множество дополнительных модулей, к примеру, схватов (вроде механических рук) или разного типа сенсоров и датчиков. При полной комплектации он разве что по ступенькам не сможет ходить, и то только из-за особенностей конструкции, – рассказал Олег.
Вместе с Максимом они учатся на четвертом курсе по специальности «Информационные системы и технологии». Мобильной робототехникой увлеклись еще на втором, и сейчас могут с легкостью заставить робота выйти из лабиринта, выписывать восьмерки вокруг объектов определенного типа, двигаться по заданным линиям и траекториям, соблюдая или, правильнее сказать, имитируя Правила дорожного движения – останавливаться и менять направление в зависимости от сигнала «светофора».
Кроме того, ребята также разработали программу, благодаря которой управлять автоматом можно с помощью обычного джойстика, подключенного к компьютеру, при этом он будет не только двигаться вправо/влево, вперед/назад, но и вращаться в разные стороны, ускоряться и замедляться. К слову, оценить возможности ребят и техники можно и на канале «Robotino skills» на сервисе YouTube.
Умения своего «питомца» ребята продемонстрировали и нам. С помощью веб-камеры робот находит нужный объект – цилиндр оранжевого цвета, объезжает его, затем ищет второй, но уже синий, и двигается вокруг них на расстоянии, которое определяет самостоятельно с помощью технического зрения – специальных датчиков (к слову, по аналогичному принципу устроены парктроники в современных автомобилях). Казалось бы, ничего сложного, но при программировании этой задачи есть множество нюансов. К примеру, обязательно нужно прописать и «защиту от некомпетентного человека» – то есть, чтобы на работу системы случайно никто не смог повлиять.
Также нужно учесть освещенность помещения, ведь если оно постоянно меняется или недостаточное, то робот либо не увидит, либо неправильно интерпретирует картинку, и произойдет сбой.
– Во время чемпионата, который проходил на футбольном манеже в Минске, многие команды не смогли справиться именно с этим обстоятельством, – поясняет старший преподаватель кафедры АТПП Константин Ринейский, который сопровождал ребят на «Worldskills-2016» и выступал в качестве эксперта, правда, в другой компетенции – «Мехатроника».
К слову, «серебро» в компетенции «Техническое проектирование» на олимпиаде рабочих рук также получил студент ВГТУ Денис Быковский, а Сергей Ланин и Степан Сычев заняли в ней 6-е место. Им было необходимо не только запрограммировать агрегат, но и самим собрать и отладить сложную кинематическую систему.
– За 2 месяца до старта соревнований на сайте вывешиваются тренировочные задания, конкурсные тесты совпадают с ними лишь на 70%, остальные задачи участники получают на месте, – добавляет преподаватель.
Подобные высокотехнологичные старты требуют как отличных теоретических знаний, так и отработки практических навыков, что занимает немало времени. Обычно ребята приходят на учебно-лабораторную базу два раза в неделю, а непосредственно перед чемпионатом – ежедневно.
Кроме того, для успешных выступлений и подготовки конкурсантов нужна и хорошая материально-техническая составляющая. Стоимость робота в базовой комплектации может составлять несколько тысяч долларов, плюс дополнительные элементы, для состязаний по мехатронике также необходимы компоненты приборной автоматики.
– Руководство вуза в этом плане идет нам навстречу, благодаря инициативке бывшего заведующего кафедры АТПП, ныне ректора университета Андрея Кузнецова и был приобретен учебный робот. Ощутимую поддержку оказывают и спонсоры – фирмы ИУП «Festo» (г. Минск) и ООО НПС «Европрибор» (г. Витебск), предоставляя оборудование и лабораторные стенды для занятий студентов, – рассказал Константин Ринейский.
Несмотря на то, что республиканский этап «Worldskills» завершился недавно, преподаватели и студенты кафедры автоматизации технологических процессов и производств в новом учебном году уже начали подготовку к следующим соревнованиям, которые состоятся через 2 года, так что вполне вероятно, что витебские «повелители роботов» получат заветное «золото» олимпиады.
Фото Натальи КАМЛЁВОЙ.