Тамбовские учёные создали универсальную платформу с искусственным интеллектом

Тамбовские учёные разработали умную машину, которая может почти всё. Пока прототип универсальной платформы, управляемой с помощью искусственного интеллекта, помещается на ладони. Но недавно на базе ТГТУ в центре коллективного пользования «Цифровое машиностроение» приступили к комплектованию первой полномасштабной версии этой платформы.

Применять изобретение можно в аграрной сфере, например, при сборе урожая с использованием специального манипулятора, в отраслях ЖКХ или решать вопросы по благоустройству территорий. Мелкосерийное производство умной машины ожидается уже к концу 2022 года.

Роботы на улицах

– Была идея создать настолько универсальную платформу, что, расширив или дополнив набор её основных модулей, стало бы возможно применять агрегат в самых разных сферах. Изобрести такую платформу мы смогли за год! Достигнуть универсальности удалось за счёт аппаратной части – универсального шасси, позволяющего использовать его в различных погодных условиях. Важной задачей для нас была и навигация прототипа, которую решили за счёт технологии машинного зрения, – поясняет доцент кафедры «Система автоматизированной поддержки принятия решений» ТГТУ Артём Обухов.

Благодаря высокой манёвренности умную машину можно внедрить не только в сферу АПК. Универсальность изобретения позволяет занять и такую нишу как облагораживание городской и частной территорий, и один из вариантов – уборка снега. Такой технический тандем всё также будет решаться за счёт использования дополнительных модулей.

Похожие разработки, конечно, есть и в нашей стране, и за рубежом. Артём Обухов говорит, что существует множество автономных роботов, платформ, направленных на решение конкретных отдельных задач. В них также используются современные информационные технологии, машинное зрение.

В рамках тамбовского проекта было интересно реализовать универсальный подход. Поэтому разработка остаётся по-своему уникальным решением задачи, которая может найти применение в различных сферах деятельности, например, по курсу импортозамещения. К слову, проект совместно реализуют учёные и студенты нескольких направлений.

– Сейчас продолжаем работу с более компактной версией прототипа для отработки и тестирования алгоритмов машинного зрения и навигации. Разработка полноценной и полномасштабной версии платформы с высокой степенью проходимости – следующий этап в нашей работе. Полномасштабная версия будет проходить тестирование в реальных условиях: в садах и на полях фермерских хозяйств, придомовых территориях, – уточняет доцент кафедры.

Не только умная, но и компактная

Разработка имеет традиционную для подобных роботов компоновку: две пары колёс или гусеничную основу повышенной проходимости, сверху – аккумулятор и «мозг» изобретения. Предполагается использование множества датчиков и камер, в том числе лидара (технология получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем – примечание автора), который позволяет более точно строить карту окружающего пространства и обнаруживать препятствия.

– Это будет компактная машина длиной не более одного метра и высотой около полуметра. В столице компания Яндекс внедряет доставку еды роботами, визуально наша разработка чем-то их напоминает. Сейчас нам интересно испытать гусеничную основу, что машине даст самую высокую проходимость. Гусеничным лентам не страшна ни грязь, ни плохие дороги. В теории можно использовать колёса тех же мотоциклов, небольших автомобилей, – добавляет Артём Обухов.

Умная «начинка» универсальной платформы состоит из двух основных системных плат. Одна управляет движением колёс, вторая – интеллектуальной обработкой данных. К машине для этого крепятся камеры, которые считывают изображение, анализируют объекты и только потом маневрируют в поисках свободного маршрута. На полноценный прототип будет добавлена ещё камера кругового обзора.

– Используем технологию машинного зрения – камеры, которые позволяют распознавать объекты. Программа способна анализировать изображение и считывать его – находить объекты, выделять их и отличать, скажем, от преград. Задаём программное обеспечение с использованием машинного зрения, и траектория платформы выстроится так, чтобы робот аккуратно проехал мимо деревьев, но при этом с помощью манипулятора собрал плоды. Сейчас занимаемся реализацией полноценной системы управления на основе технологий машинного зрения.

Планируется выпускать платформы двух образцов – с электро- и бензиновым двигателями. Версия будет зависеть от предпочтений производителя. Но есть понимание, что климатическим условиям нашей страны не всегда подходит первый вариант. В этом вопросе рыночные риски обязательно будут учтены.

Серийное производство

В ТГТУ планируют к концу года презентовать полномасштабную версию платформы. Сейчас ведётся разработка конструкторской документации, специалисты занимаются изготовлением корпусных деталей, шасси. Практически всё здесь делают своими руками. Задействовано большое количество специалистов и мастеров университета.

- Сборка платформы организована на базе центра коллективного пользования «Цифровое машиностроение», где в настоящее время реализуется много проектов, в том числе и наш. Университет обладает достаточно мощным оборудованием по работе с металлом, есть фрезерные и токарные станки. Конечно, часть деталей придётся закупать – те же двигатели и камеры, – но сборка и изготовление крупных узлов в целом ляжет на наши плечи. Прототип полномасштабной платформы в металле будем изготавливать самостоятельно, – комментирует Артём Обухов.

Управлять умной машиной сможет любой специалист, для этого не придётся получать дополнительное образование или проходить какие-то курсы. Тамбовские учёные стараются максимально упростить изобретения до автоматического режима.

На прототипе уже оттестировали работу в ручном управлении с гаджета. Работать можно будет как с самой обычной игрушкой на пульте, а основных движений всего четыре – влево и вправо, вперёд и назад. Такой сценарий подойдёт и для платформы, оснащённой манипуляторами, как в сфере сельхозотрасли, так и в коммунальном хозяйстве. По словам Артёма, останется только запустить робота на городской улице или в полях – и наблюдать, как платформа работает:

– Серийное производство уникальной разработки планируем начать в конце 2022 года. Сейчас создадим портативный демо-образец и займёмся разработкой программного обеспечения. Выпускать серийное производство, скорее всего, будем на той же базе центра коллективного пользования «Цифровое машиностроение». Масштабным же производством займутся заводы и предприятия.

В ближайших планах - разработка полномасштабного прототипа платформы, испытания в реальных условиях и начало мелкосерийного производства в сотрудничестве с партнёрами, в том числе из НОЦ мирового уровня «Инженерия будущего».