Пензенские ученые создали шестиногого робота для сложной местности
Пензенский государственный университет (ПГУ) представил прототип автономного робота-гексопода. Он предназначен для поиска людей в труднодоступных местах и обследования нефтегазопроводов.
Шесть конечностей, расположены[ радиально вокруг корпуса, не дают роботу упасть на неровной земле. Пока одни ноги держат опору, другие переступают через камни, ямы или обломки, где застряли бы колесные и гусеничные платформы. Масса прототипа – 5,5 килограмма. Основные элементы изготовлены с применением 3D-печати. Без подзарядки устройство может работать около шести часов.
Датчики в лапах и собственный «штурман»
Самое интересное в новинке – не ноги, а «мозг». Гексапод умеет «думать» сам, прямо на месте, без интернета и без связи с оператором. У него три уровня управления, и работают они как слаженная команда. Первый уровень – «стратег» – решает, какой маршрут выбрать. Второй – «штурман» – смотрит по сторонам и анализирует обстановку. Третий – «моторный» – командует ногами и следит, чтобы корпус не перевернулся.
Чтобы «видеть», робот использует целый набор данных от камер, GPS, инерциальных датчиков, ультразвуковых дальномеров и трехмерного лидара (он измеряет расстояния лазером до 30 метров). А датчики в самих конечностях чувствуют, когда нога коснулась земли и не скользит ли она. Вся эта информация стекается в бортовой компьютер, и он решает, как двигаться дальше. Никаких облачных сервисов – все считается прямо на борту. Это важно там, где связь пропадает – в подвалах, в трубах, в зонах аварий. В перспективе такие роботы могли бы работать там, где человеку опасно: искать пострадавших в разрушенных зданиях после землетрясения, в труднодоступных местах или проверять трубы на коррозию.
Роботы на работе
Рынок робототехники в России растет. В прошлом году его объем составил 30 миллиардов рублей. К 2030 году он превысит 210 миллиардов рублей. Парк расширится с 27 до 98 тысяч штук. На этих «работников» возлагают самые опасные производственные задачи – например, диагностику трубопроводов, спасательные операции.
Так, недавно Санкт-Петербургский политехнический университет представил комплекс для диагностики магистральных газопроводов. Он преодолевает до 60 километров внутри труб диаметром 1400 мм и выдерживает температуры до -40°C. Первый образец уже проходит опытно-промышленную эксплуатацию, внедрение планируется в 2027 году.
Томский политехнический университет показал робота для обследования коммуникаций атомных объектов. Он создан для изучения внутренних радиоактивных загрязнений и износа трубопроводов (диаметром от 450 до 1500 мм). Благодаря адаптивному механизму передвижения (универсальное шасси) агрегат может перемещаться как по цилиндрическим трубопроводам, так и по плоским каналам или вентиляционным системам и при этом нести дозиметр, гамма-спектрометр и другие модули.
Группа «РОСНАНО» создала роботов-инспекторов TUBOT для всесезонной диагностики труб диаметром 190–530 мм. Они могут поднять до 1 тонны грузов и работать во взрывоопасной среде. Им по силам вертикальные участки, повороты до 180°, тройники и ответвления. Область применения – самая широкая: это нефтегазовая, атомная, химическая промышленность, энергетика и ЖКХ. Есть колесная и гусеничная версии, четыре размерных исполнения.
Разработка пензенских ученых интересна сочетанием шестиногой конструкции, автономной навигации и возможностью адаптации платформы к разным сценариям эксплуатации.
Маленький гексапод с большими перспективами
Рынок российской робототехники пополняют автономные устройства, которые умеют самостоятельно ориентироваться в сложной среде.
Чтобы разработка ПГУ перешла от лабораторного прототипа к промышленному образцу, нужно будет решить несколько задач. В том числе: увеличить высоту преодолеваемых препятствий (сейчас это не более 10 см) и устойчивость на сложных поверхностях, подтвердить работу автономной навигации без спутниковых сигналов, оснастить платформу надежной беспроводной связью, проверить защиту электроники от влаги, пыли, ударов и температурных перепадов. Также нужно определить допустимую полезную нагрузку и реальную продолжительность работы с диагностическим оборудованием, обеспечить безопасную эксплуатацию в нефтегазовой среде с учетом требований взрывозащиты.
В будущем подобные роботы могут помогать спасателям обследовать территории после стихийных бедствий, искать пострадавших и получать информацию об опасной обстановке до прибытия специалистов. Кроме того, они повысят надежность коммунальной и энергетической инфраструктуры.
