Как подружиться с помощью марсохода

1.jpg

В Дальневосточном государственном университете путей сообщения ежегодно проходит Хабаровская международная летняя школа (KISS). В рамках этого образовательного мероприятия студенты из разных стран делятся научным опытом и выполняют совместные проекты. Самым громким проектом смены 2017 года стал «Марсоход», разработанный российско-японской командой молодых ученых. О судьбе аппарата «Бутылке Клейна» рассказал руководитель проекта, преподаватель кафедры «Вычислительная техника и компьютерная графика» Владлен Суриц.


Кому принадлежит идея создания марсохода?

Задумал делать марсоход, пожалуй, я. Конечно, такой большой проект нельзя выполнить в рамках какой-то одного сбора или даже одной смены Летней научной школы, как было сейчас. Но я выбрал его, потому что он может иметь продолжение, и над ним постоянно было интересно работать. Кроме того, он гармонично сочетает в себе электронику и механику. Это было важно, потому что мы планировали сделать международный проект с коллегами из Японии – студентом Нагаокского технического колледжа Сато Масару и его куратором профессор Аояги Наритоси. Сато – первый иностранный участник чемпионата рабочих профессий WorldSkills в Комсомольске-на-Амуре. В прошлом году он приезжал в ДВГУПС в качестве слушателя Летней школы, я вел у него занятия и предложил ему вернуться для совместной работы. Он как раз занимается механикой, а мы – электроникой. Идея была в том, чтобы совместить наши направления в одном проекте. Было много разных вариантов, но мы посоветовались всей командой и решили все-таки делать марсоход.

Проектом занимались только молодые ученые?

Практически да. С нашей стороны проектом занимался основной состав студенческого конструкторского бюро «Нанотехника»: я, Леонид Верховцев и Николай Поваров. С японской стороны – Сато Масару с небольшой помощью профессора Наритоси.

2.jpg

Владлен Суриц, Николай Поваров, Леонид Верховцев и Сато Масару (фото Леонида Дорофеева)


Насколько собранный марсоход пригоден для реального использования?

Я отвечу просто: мы делали его 10 дней. За 10 дней нельзя сделать ничего реального при наших ресурсах, мы не NASA. Целью проекта и не было создание реального марсохода. Мы хотели попробовать свои силы в робототехнике и наладить международное научное сотрудничество. Первая версия нашего марсохода могла… стоять. Мы ночевали в университете в течение всей смены Летней школы, чтобы добиться максимально возможного прогресса за короткий срок.

Этот проект – испытание наших сил и возможность отточить навыки робототехники. Главный плюс нашей разработки в том, что все детали марсохода мы создавали сами с помощью ЧПУ-станка и 3D-принтера, конструктор не использовали вообще. Мы сами спроектировали модель в специализированных программах, напечатали детали и собрали. Электронная часть пока на 50% состоит из конструктора, но мы планируем полностью заменить электронику на нашу собственную.

Имеет ли разработанный аппарат что-то общее с действующими марсоходами?

Подвеска шасси аналогична подвеске марсохода Curiosity, а камеру мы делали по подобию марсохода Opportunity. Разумеется, документации этих аппаратов у нас нет, поэтому сходство только внешнее, всю «начинку» мы проектировали сами с нуля.

Как работает аппарат?

Включаем питание, аппарат запускается, ждем 30 секунд для соединения с сервером и тут же начинаем получать данные с сенсоров и изображение с камеры.

На борту установлены сенсоры, он получает данные о температуре, влажности, освещенности и передает их на компьютер. С помощью специального программного обеспечения можно следить за его положением в пространстве, за положением всех его сервоприводов. Опять же с компьютера можно давать ему команды, управлять им, как игрушкой на дистанционном управлении. Его база позволяет очень просто разрабатывать программный код, благодаря которому он может выполнять задачи без участия человека. К примеру, как и настоящему марсоходу, ему можно дать команду проехать вперед два километра, объезжая препятствия и собирать определенные данные. Ведь в реальности до Марса сигнал идет в среднем 12 минут, поэтому марсоходом напрямую с Земли управлять невозможно. Он выполняет эту задачу и в результате передает на компьютер пакет данных.

Конечная идея в том, чтобы создать аппарат, способный самостоятельно анализировать окружающую среду, перемещаться в пространстве по оптимальным маршрутам, получать данные.

3.jpg

                              Программа управления марсоходом


Готов ли ваш проект к испытаниям в реальных условиях?

В таком виде аппарат совершенно не готов к внеземным полетам. Признаюсь, что «марсоход» – слишком громкое название для нашего проекта. Мы заявили свою разработку именно как так, потому что думаем, что в наших силах сделать научные шаги в сторону внеземной робототехники. Пусть даже не настоящего сложного робота, но значительную его часть. Реальный марсоход имеет множество средств передвижения, диагностики, обследования среды. Конечно, если мы разработаем какую-нибудь удачную конструкцию или аппаратный комплекс для забора проб пород, это не будет марсоходом. В рамках нашей работы мы можем акцентировать внимание и углубляться в какие-то конкретные, наиболее интересующие нас области. Наша работа – это заявка на будущее, но и то, что мы имеем сейчас – это хорошая экспериментальная база. Я специалист в области компьютерного зрения – технологии, позволяющей машине распознавать, отслеживать и классифицировать объекты. В процессе моей научной работы очень важно правильно поставить эксперимент. Здесь многое зависит от технологической базы, на которой алгоритм проходит проверку. Если бы мы писали код просто так, нигде его не опробуя, в этом не было бы никакой науки.

Для чего аппарат может быть использован уже сейчас?

На основе нашего аппарата можно, например, создать робота-охранника. Мы даже назвали его «100101», так назывался охранный робот в одной компьютерной игре. Он может патрулировать заданный участок, допустим, ездить перед входом нашего конструкторского бюро и сигнализировать о приходе гостей.

Я использую аппарат как учебное пособие для студентов. Как я уже говорил, на него можно написать любую команду. Согласитесь, интереснее видеть результат своей лабораторной работы не просто в виде программы, а в действиях робота. К примеру, нужно написать программу, чтобы марсоход проехал до конца стола и ни во что не врезался. Студент пишет код, мы загружаем его в память робота. Если марсоход во что-то врезается, все – не сдал.

Каковы ожидаемые перспективы марсохода?

На самом деле мы ждем перспектив, скорее, не от аппарата, а от нашего сотрудничества с японскими коллегами.

Все вопросы мы обсуждали на английском языке, далеко не всегда понимая друг друга. Даже мы с ребятами между собой все обсуждали на английском, чтобы нас понимали все участники проекта. Было очень сложно, мы переходили на рисунки, объясняли друг другу на пальцах технические нюансы. Тем не менее, это была очень интересная практика для обеих сторон. В будущем мы хотели бы продолжить работать с японцами, наладить аналогичное сотрудничество с учеными из других стран.

Основная цель проекта – не создать марсоход, а подружиться, узнать мощности друг друга. Даже если наш аппарат никогда не примет участие в межпланетных миссиях, он уже выполнил одну международную, став точкой научного соприкосновения молодых ученых России и Японии.


Автор Анжелика Здорова

Выберите вариант регистрации как:

Физическое лицо
Эксперт

Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Войдите в свой аккаунт

Забыли свой пароль? Регистрация

Войти с помощью:

Восстановление пароля

Ваш пароль успешно выслан вам на email

Форма авторизации на сайте
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь:
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Регистрация на Портале с помощью электронной почты

Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Спасибо за регистрацию. Теперь можете войти на портал с помощью логина и пароля.

Зарегистрируйтесь на Портале.

Выберите удобный для Вас вариант регистрации.



или


Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Регистрация Эксперта на Портале







Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Спасибо за регистрацию. Теперь можете войти на портал с помощью логина и пароля.

Портал профессионального образования Хабаровского края создан по инициативе Краевого государственного автономного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования «Хабаровский краевой институт развития системы профессионального образования» (КГАОУ ДПО ХКИРСПО). Вы так же можете скачать мобильное приложение профессионального образования Хабаровского края. Мобильное приложение разработано для iOS и Android.