Журнал № 3 - 2013(15), рубрика: "Образование XXI века"

Если грамотно учиться, может робот получиться!

Британские учёные создали робота, способного оказывать помощь фермерам – собирать урожай овощей. В России пытаются собрать «машину» для нейтрализации террористов. В ТОГУ стараются не отставать от развития робототехники. Андрей Ермаков и Сергей Яцук, выпускники кафедры «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», согласились рассказать о своём дипломном проекте – «машине» для диагностики состояния трубопроводов и систем вентиляции.

Если грамотно учиться,  может робот получиться!

– Почему и при каких обстоятельствах вы решили создать этого робота?

Андрей: Всё началось с того, что после окончания 4-го курса мы проходили очередную летнюю практику на предприятиях нашего города. На этот раз в МУП «Водоканал»…

Сергей: И как-то мы что-то обсуждали с работниками, и кто-то подал замечательную идею, что, мол, неплохо было бы разработать устройство, которое будет с помощью определённых команд передвигаться внутри трубы и снимать видео, на основании которого потом можно было бы сделать вывод о состоянии трубы.

А.: Да, но самое главное, что при этом не надо будет прибегать к раскопкам. Это поможет своевременно проводить ремонт трубопроводов, а не ждать, пока произойдёт порыв, как это у нас в Хабаровске обычно бывает.

– Как дальше реализовывалась идея?

С.: Да, идея нас заинтересовала, хотелось попробовать воплотить её в жизнь, сделать что-нибудь своими руками, взять в руки паяльник.

А.: Чтобы ездить, мигать лампочками. Собственно то, ради чего мы шли на эту специальность («Вычислительные машины») и чего мы не обнаружили… Всё ограничивалось теорией. Ну вот и захотелось попробовать практику!

– Значит, вы первый раз за всё обучение взяли в руки паяльник?

А.: Для учёбы – да. И поэтому предложили нашему дипломному руководителю, Вячеславу Владимировичу Бородулину, сделать вот такое устройство. Он согласился, работа пошла, и вот спустя четыре месяца сделали.

– Расскажите о процессе его создания, как вы над ним работали?

А.: Сначала изучили, как вообще выполняются такие штуки: микроконтроллёры, моторчики, как всё это связывается, как всё это программируется, как всё это, в итоге, должно ездить и мигать лампочками. Началось с игрушки, похожей на небезызвестного всем Алдуина. Она была на колёсной платформе, колёса поворачивала по танковому принципу. Мы сделали к ней радиоуправление. Это осуществлялось в рамках курсового проектирования у Вячеслава Владимировича Бородулина по предмету «Микропроцессорные системы».

Если грамотно учиться,  может робот получиться!1  Если грамотно учиться,  может робот получиться!2

– А были ли ещё какие-то варианты, задумки устройства? Какой-нибудь другой робот, с иными функциями?

С.: Был вариант продолжать разработку развивающего конструктора для детей (роботехнического). Но это показалось нам не таким уж интересным, не таким увлекательным. В общем, очень понравилась нам идея, которая реализовалась на практике. Да и к тому же на диплом нужно делать проект достаточно близкий к промышленному применению, а техническая игрушка всё-таки ближе с бизнесом соотносится, чем с промышленностью.

– Как протекал процесс создания, вы как-то по частям делали робота – один одно, другой другое?

А.: Да, я делал схемотехнику, то есть собирал этот макет, паял плату, а мой товарищ писал программу для ПК.

С.: Всё, что на ноутбуке (захват видео, то, что отображается на экране) – это всё моя часть. А испытывали, конечно, вместе, потому что, всё-таки, нельзя абсолютно абстрагироваться друг от друга, чтобы один делал «железо», а другой – программу. Так полноценного проекта не получится.

– Какие материалы вы использовали для робота, из чего он состоит?

А: Гусеничную платформу мы заказывали в Америке, там же в комплекте шли двигатели. Вообще у нас в России такие вещи продаются, но почему-то последние полгода в интернет-магазинах их нет.

– Насколько дорогим получился робот?

А: Весь робот стоит больше 10 тысяч рублей, а если ещё считать сожжённые компоненты, то тысяч 12–13.

– Что за сожжённые компоненты? Почему они повредились?

А: В ходе экспериментов. Например, буквально на днях я подал на видеокамеру 40 вольт, в то время как она должна работать от 12. Она задымилась, но я успел отключить.

– Какие сложности возникали при работе над роботом?

С.: В основном, все сложности касались организации интерфейса связи. Дело в том, что провод должен быть достаточно тонкий, лёгкий и в то же время прочный. Выбирали из трёх вариантов. Два из них были отвергнуты: это витая пара (подобное используется в компьютерных сетях, там кабель экранированный) и коаксиальный кабель (он бы идеально подошёл к задаче, но там всего одна жила, а нам необходимо минимум четыре).

А.: В данной разработке используется четырёхжильный экранированный микрофонный кабель. Так вот, в основном сложности возникли при организации двунаправленной передачи от компьютера к роботу и от робота к компьютеру по одной линии и синхронизации этих процессов.

– А какую роль в этом проекте как руководитель сыграл Вячеслав Владимирович Бородулин?

А.: Он предлагал идеи, помогал определиться с каналом передачи, с кабелем и в то же время «отметал» некоторые наши идеи, которые, возможно, были бы слишком простые и не очень эффективные.

Если грамотно учиться,  может робот получиться!3

– Какова судьба этого робота? Что с ним будет дальше?

А.: Будущее? Наш научный руководитель хочет оставить его на кафедре и силами следующих выпускников развивать проект дальше. Нужно придумать и разработать ему влаго- и пылезащищённый корпус, перенести его на более мощное шасси, состоящее из шести колёс.

– 6WD грубо говоря, – с улыбкой вступает в беседу Сергей. – На каждом колесе установить по двигателю, соответственно увеличить вес нашего детища (смеётся). Сейчас он всё-таки достаточно лёгкий для того, чтобы перемещаться по трубам, он приспособлен только для вентиляции.

– Ребята, спасибо за интервью! И удачи!

***

Защита дипломного проекта состоялась уже после нашего разговора, 24 июня. Я не сомневалась, что ребята получат наивысший балл из всех возможных. Робота на гусеничных платформах оценили на «отлично».

Ребята потратили много сил, средств и времени не зря. Молодцы! И я очень надеюсь, что одним проектом их «очумелые» ручки не ограничатся.

Андрей и Сергей, редакция журнала «Мой университет» желает вам креативных идей и успехов во всех начинаниях!

Беседовала Анастасия Мишина.
Фото Евгении Верченовой

***

НАША СПРАВКА

Дипломный проект Андрея и Сергея представляет собой платформу с гусеничным приводом, на котором располагаются датчики, камера и блок управления. Движется робот по команде оператора, которую он может подать как джойстиком, так и с помощью клавиатуры. Видеосигнал и показания приборов выводятся на экран компьютера.

***

Кабели низкого напряжения в зависимости от назначения выпускаются в одножильном, двухжильном, трёхжильном и четырёхжильном исполнении. Одножильные и трёхжильные кабели используются в сетях напряжением 1–35 кВ, двух- и четырёхжильные – до 1 кВ.

Четырёхжильный кабель предназначен для четырёхпроводных сетей переменного напряжения. Четвёртая жила в нём является заземляющей или зануляющей, поэтому её сечение, как правило, меньше сечения основных жил. Однако при прокладке кабелей во взрывоопасных помещениях и в некоторых других случаях сечение четвёртой жилы выбирается равным сечению основных жил.

***

Первый робот в ТОГУ был создан в 2007 году студентами и школьниками. Он представлял собой телеуправляемый подводный аппарат. По словам доцента кафедры «Вычислительная техника» ТОГУ Игоря Бурдинского, робототехника в ТОГУ развивается только на бумаге: пишутся планы, заказывается оборудование, готовятся проекты, но энтузиазма не хватает. Сейчас речь идёт о создании центра по робототехнике как структурного подразделения вуза. Постоянный партнёр ТОГУ в этой сфере – Институт проблем морских технологий ДВО РАН, также подписано соглашение с немецкой фирмой. Но, как отмечает Игорь Николаевич, эти проекты вузом финансируются мало. Совместная лаборатория ТОГУ и ИПМТ ДВО РАН сейчас функционирует только со стороны ИПМТ, ТОГУ не участвует в её деятельности. И тем самым значительно отстаёт от других высших учебных заведений в развитии робототехники. Передовые вузы уже давно участвуют как в российских, так и в международных соревнованиях. Самый ближайший конкурент нашего университета – ДВФУ, а если всё будет по-прежнему, то и КнАГТУ обойдёт нас в этой области.

Фотографии