Микроконтроллер и мультикоптер: как Центр искусственного интеллекта ПетрГУ создает умных роботов

В этом году финансирование инновационных разработок в Карелии вырастет почти на треть и превысит 50 миллионоа рублей в год. Одним из самых современных и наукоемких предприятий, где активно сочетаются цифровые технологии, интернет и робототехника, является Центр искусственного интеллекта ПетрГУ.

ㅤ
Центр под руководством Алексея Марахтанова в этом году реализует один из новых проектов — создание умных роботов. К концу 2022 года ЦИИ представит шесть рабочих прототипов. Автором идеи выступил доцент кафедры информатики и математического обеспечения ПетрГУ Дмитрий Корзун.

Лаборатория робототехники была создана в рамках гранта Министерства науки и высшего образования России. По словам директора ЦИИ Алексея Марахтанова, поддержка государственных институтов очень помогает ученым, поскольку бизнес не всегда готов инвестировать в научные исследования на ранних стадиях, особенно в трудных экономических условиях.

«За счет гранта Министерства образования в 10 миллионов удалось не только обеспечить работу команды из 38 человек, но также закупить оборудование для лаборатории робототехники. Руководство центра планирует активно внедрять робототехнику в учебный процесс студентов. На средства гранта приобретены микрокомпьютеры, вычислительные центры и видеооборудование. Вся эта техника пригодится как для исследований, так и для образования», — сказал Алексей Марахтанов.

От автономных тележек до летающих роботов

В ЦИИ выделили для себя ряд рабочих направлений. Самые главные — это робототехника и роботизированные системы. На средства гранта центру удалось разработать ряд прототипов, которые не только заменяют тяжелый физический труд человека, но и стараются исключить специалиста из опасных для жизни ситуаций.

В лабораториях Центра искусственного интеллекта студенты изучают робототехнику на практике, работают с микроконтроллерами, исполнительными механизмами и датчиками. Это оборудование позволяет создавать устройства, которые в состоянии двигаться автономно и самостоятельно решать задачи.

Ученые центра пытаются создать такую систему, чтобы роботы смогли передвигаться по пересеченной местности. Это актуальная для Карелии задача, так как значительную часть территории республики занимают леса. Научные сотрудники ЦИИ развивают идею использования робототехники в лесном производстве. По их замыслу, робот под контролем человека или автономно сможет сажать деревья, обрабатывать почву и выполнять другие механические операции.

Самый простой вариант самоходного робота — это колесные тележки. Они решают задачи перевозки грузов, исследования местности, передвигаются по пересеченной местности и помещениям. Все роботы оборудованы набором датчиков, позволяющим им передвигаться автономно.

ㅤ
Отдельным направлением отдела робототехники являются летающие роботы. Сотрудники центра планируют переработать существующие квадрокоптеры в особые интеллектуальные автономные системы — мультикоптеры. Такие аппараты сложнее, чем колесные машины, поскольку летающие системы решают задачи перемещения в трехмерном пространстве и при этом должны маневрировать вдоль сложных объектов, таких как антенны и мачты. Дополнительно мультикоптеры страдают от воздушных вихрей, которые постоянно нужно компенсировать.

Представленный в ПетрГУ рабочий прототип летающего робота оснащен круговым лазерным дальномером, который замечает любое препятствие вокруг дрона, дополнительно он оборудован камерой и дальномером, которые определяют расстояние до земли.

Умные датчики

«Сейчас мы ждем интереса к этим разработкам со стороны бизнеса, со стороны заказчиков, индустриальных партнеров, потому что вместе удобнее всего эти продукты развивать. Уже есть компании, которые к нам обращаются, поэтому есть определенные перспективы, что эти прототипы перерастут в настоящие продукты, которые уже будут и университету, и экономике республики приносить доход».

Примером коммерчески успешной разработки центра являются умные датчики, которые снимают показания о техническом состоянии, условиях работы и эксплуатации производственного оборудования. Устройства в реальном времени передают результаты анализа квалифицированным сотрудникам и также сохраняют эту информацию в базу данных предприятия.

ㅤ
Внедрение методов искусственного интеллекта на промышленных предприятиях является одним из главных научных направлений центра. В 2020 году умными датчиками в сотрудничестве с АО «ДжиЭс-Нанотех» оборудовали станки в цехах Петрозаводского филиала АО «АЭМ-технологии» и литейного завода «Петрозаводскмаш».

В настоящее время проект с умными датчиками расширяется. Центр активно проводит исследования в области агрокультуры и сельского хозяйства, чтобы применять свои датчики в различных отраслях экономики.

В прошлом году на инновационные научные проекты власти Карелии выделили около 40 миллионов рублей. Одним из таких проектов стали модернизированные электробайки, которые успешно прошли тест-драйв на улицах Петрозаводска. Карельские разработки ценятся и в столице. Так, мобильное приложение для квест-маршрутов, разработанное карельскими программистами, активно используется в Москве.

Алексей Марахтанов также прокомментировал существующий во всем мире кризис полупроводников, который затронул наукоемкие производства по всему миру: «Кризис на нас повлиял, потому что мы очень долго ждали оборудование, несколько месяцев. У нас были ограниченные сроки гранта, но, к счастью, у нас очень хороший поставщик. В итоге в самый последний момент нам удалось получить необходимое оборудование».

Таким образом, петрозаводскому центру удалось получить необходимое для дальнейшей работы оборудование до введения санкций и ухода иностранных компаний из России.

Отметим, на днях президент страны подписал специальный указ о мерах ускоренного развития в области информационных технологий в РФ. Согласно указу, все IT-компании освобождаются от уплаты налога на прибыль и проверок контрольными органами на три года. Им предоставляют льготные кредиты на выгодных условиях — по ставке, не превышающей 3%.

«Республика» будет следить за развитием событий в сфере высоких технологий.