В этом номере
Предыдущие выпуски
Обратная связь

Одно из приоритетных направлений развития ТУСУРа – робототехника. С 2008 года университет является лидером в сфере популяризации этого технического знания как в медийном пространстве, так и в школьном образовании.

В этом году ТУСУР выступил организатором конкурса разработок в области робототехники на фестивале RoboScience, который состоялся в рамках форума UNOVUS – 2016. Лаборатория робототехники и искусственного интеллекта представила на конкурс три проекта, которые принесли ТУСУРу второе и третье места.

Робот-футболист

ТУСУР является инициатором и организатором первого национального этапа международных соревнований среди роботов RoboCup Russia Open 2016. Успех мероприятия позволил бороться Томску за право проведения мирового чемпионата RoboCup 2018 года. В лаборатории робототехники и искусственного интеллекта ТУСУРа уже сейчас идет разработка роботов-футболистов.

Команду робофутболистов можно собрать из разных роботов: колесных – не похожих на человека – или антропоморфных – с ножками, ручками и головой. Наблюдать за игрой вторых гораздо интереснее, выглядит это очень зрелищно. Поэтому робофутбол стремительно вытесняет поднадоевшие танцы роботов и другие развлекательные шоу, завязанные на антропоморфных машинах.

Интеллектуальные роботы, которых в лаборатории учат играть в футбол самостоятельно, без команд человека, стоят очень дорого (1-5 млн. руб). Роботы попроще, со слабым контроллером, без системы технического зрения, отсутствием коммуникаций, стоят существенно меньше - от 30 тысяч рублей, активно приобретаются школами и учреждениями дополнительного образования. Именно на таких неинтеллектуальных роботах юные разработчики начинают осваивать робототехнику.

Год назад лаборатория робототехники и искусственного интеллекта ТУСУРа решила научить таких неинтеллектуальных роботов играть в футбол. Это непростая задача, выполняя которую разработчики расширяют сферу применения роботов в школах. Футбол связан с принципиально новыми движениями и другой системой управления. Это командная игра, и здесь важен процесс коммуникации. Появляется масса новых задач, решение которых может сильно продвинуть школьников и студентов в изучении робототехники.

Решая одну задачу робофутбола, приходится использовать много отличных друг от друга инструментов. Одного программирования здесь недостаточно. Основная часть работы касается механики, электроники, физики и математики. В команду разработчиков роботов- футболистов входит Дарья Жулаева. Она не программист, а будущий специалист по управлению качеством. Однако это не мешает ей искусно владеть отверткой и разбирать приводы. Именно от Дашиной работы будет зависеть, насколько ловко футболисты будут передвигаться по полю:

– Базовая походка робота не предназначена для передвижения по траве. Он способен ходить лишь по твердой поверхности. Я адаптировала эту походку, и теперь он может передвигаться по полю с искусственной травой. Следующая задача – научить робота пинать мяч и самостоятельно подниматься при падении.

Методики работы, которыми Даша владеет как специалист по управлению качеством, помогают ей оптимизировать процессы в робототехнике. Промежуточные результаты своей работы в области робофутболистов разработчики представили на конкурсе фестиваля RoboScience, где заняли 3 место.

Робот-няня

Этот проект из области социальной робототехники разрабатывается в лаборатории ТУСУРа с 2012 года. Антропоморфный робот-няня основан на интеллектуальной французской платформе Aldebaran Robotics NAO. Базовый функционал позволяет роботу двигаться, распознавать и синтезировать человеческую речь. А дальше спектр его функций разработчики лаборатории предложили расширять за счет приложений, которые устанавливаются в систему примерно так, как мы это делаем со смартфонами. Другими словами, существует стандартная платформа, в которую можно загрузить приложения из магазина и расширить спектр действий робота.

Лаборатория робототехники и искусственного интеллекта ТУСУРа разработала для интеллектуального робота Aldebaran NAO ряд приложений, которые помогают выполнять функции помощника воспитателя в детском саду. Эти приложения позволяют роботу делать зарядку с детьми, учить их устному счету, стишкам и знакам дорожного движения.

При разработке такого робота наряду с программистской задачей встает проблема гуманитарного и педагогического характера: как создать робота, который заинтересует детей, как он должен выглядеть, как говорить и двигаться. Задача инженера не просто реализовать какую-то программу или систему, но и продумать определенный сценарий. Для его разработки необходимо понимать особенности взаимодействия с детьми. Поэтому в лаборатории работают студенты разных специальностей и направлений – есть чистые программисты, электронщики, а есть и гуманитарии. Совместная работа сотрудников лаборатории принесла роботу-няне второе место на конкурсе разработок фестиваля RoboScience.

Робот-охранник

Этот небольшой робот не сможет задержать воришку в супермаркете и сдать его полиции, но зато может служить дополнительной поддержкой для систем видеонаблюдения. Сейчас такие системы представляют собой камеры, систему связи, записывающие и регистрирующие устройства, а также человека, который должен за всем этим следить. Чтобы увеличить зону покрытия видеонаблюдением, необходимо наращивать количество устройств этой системы. При этом бесконечное увеличение числа элементов невозможно. Но даже в условиях расширенной системы видеонаблюдения, теоретически могут остаться слепые зоны, которые не попадают в объектив видеокамеры.

Охранник, разработанный в лаборатории робототехники ТУСУРа, представляет собой мобильного робота с видеокамерой, который способен самостоятельно объезжать исследуемую территорию и транслировать видеоизображение на удаленный экран. Траекторию движения робота можно запрограммировать заранее либо управлять его перемещениями с помощью пульта.

Робот построен на новой платформе Intel Edison, которая появилась на рынке меньше года назад. По словам заведующего лабораторией робототехники и искусственного интеллекта Евгения Шандарова, опыт создания робота-охранника на платформе Intel Edison является ценным знанием, которое может быть передано другим учебным заведениям:

– Совместно с нашими партнерами ТУСУР активно работает по внедрению новых технических элементов в структуру общего и дополнительного образования в Томской области. Возможно, одним из базовых станет именно микроконтроллер Intel Edison. В этом случае мы готовы обеспечить учебные заведения методическими материалами и поддержкой, учить преподавателей и школьников работать с современной платформой, потому что то, с чем работают в школах сегодня – устаревшие разработки 2000-х годов.

Технически создать устройство не так сложно, но чтобы оно стало популярным и востребованным, необходим определенный элемент магии. Как со смартфонами, которые были изобретены в начале 1990-х годов, но появились на широком рынке лишь несколько лет назад. Необходимо накопить опыт, который приведет нас к более совершенным устройствам, с более подходящим программным обеспечением. И он даст старт к распространению роботов в современном мире. А пока роботы прочно заняли свое место в ряду образовательных технологий.

Автор: Екатерина Мороко