Робот-пылесос для города: омские ученые создают беспилотник для уборки улиц

В начале декабря ученые СибАДИ рассказали о разработке беспилотного робота для уборки городских улиц от снега и мусора. Подобные машины уже существуют в других странах — в той же Японии или Швеции, но омскую хотят сделать самой малогабаритной, чтобы она не мешала пешеходам. К разработке уже проявили интерес в РЖД, омской «Меге» и на нефтеперерабатывающем заводе. О том, как будет выглядеть робот, во сколько обойдется его создание и когда его можно будет увидеть на улицах — в материале NGS55.RU.

Идея проекта принадлежит кандидату технических наук и доценту кафедры «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур» СибАДИ Дмитрию Семкину. Полтора года назад он представил проект на совете молодых ученых при университете, а после возглавил работу над ним. Инициативу положительно приняли другие преподаватели, и она ушла в разработку. По мере погружения в работу авторы всё больше осознавали, что у проекта есть и коммерческие перспективы.

— После того, как мы начали заниматься роботом в рамках научного проекта, оказалось, что области применения достаточно широки. Мы начали их изучать и общаться с потенциальными заказчиками. И вот, в последние несколько месяцев мы поняли, что этот сугубо научный проект можно превратить в очень серьезный коммерческий продукт, — говорит Сергей Игнатов, один из создателей.

В команду по разработке вошли шестеро человек — преподаватели и студенты, которые разделились на три направления: первое отвечает за разработку конструкции, второе — за подбор оборудования и создание алгоритмов для беспилотного режима, третье — за маркетинговые исследования.

В части применения — полный простор для фантазии. Например, в Москве подобные машины используют как курьеров, а в Кабардино-Балкарии недавно запатентовали робота-росгвардейца для разгона митингов. Омичи же пока остановились на концепции робота-коммунальщика, который будет очищать улицы и дворы от снега и мусора. Также техника пригодится в тех местах, где человеческий труд может быть опасен, затруднителен или экономически невыгоден. Например, в починке многокилометровых нефтепроводов или в создании противопожарных полос при возгорании лесов.

Принцип работы машины мало чем отличается от робота-пылесоса. Перед первым включением беспилотнику нужно показать зону ответственности и внести неохваченные места через мобильное приложение, остальная работа останется за искусственным интеллектом. После каждой уборки техника будет отправляться к зарядной станции в ожидании новых указаний.

— Команды прорабатываются такие, что человек может принудительно ее включить через интернет, либо она сама может выдвинуться, увидев, что идет снег. Или же по расписанию. Например, когда все ложатся спать, чтобы к рассвету люди вышли на чистые тротуары, — уточнил Дмитрий Семкин.

По словам разработчиков, с машиной справится любой человек, обладающий первичными навыками использования смартфона, а ремонт будет под силу каждому мастеру в сервисном центре. Если же ошибка будет в «мозгах» — помогут обновления ПО. По словам Сергея Игнатова, робот сможет даже заменить дворников.

— Зарплата дворника — 15–20 тысяч рублей. За одну смену, к примеру, он может убрать тысячу квадратных метров, если очень активно будет работать. Но при этом мы имеем человеческий фактор — где-то он хорошо убрал, где-то нет. Он, естественно, не может работать круглосуточно. Плюс работа сама по себе не перспективная, есть проблема с кадрами. Если мы рассматриваем нашу машину, то за один заряд батареи она может убрать до трех тысяч квадратных метров. Круглосуточно и в любые погодные условия, — рассказал Сергей Игнатов.

Еще на стадии разработки авторы поставили задачу — сделать технику неприметной для горожан и удобной в транспортировке. Решение нашлось в компактности — омичи хотят сделать первый подобный беспилотник, помещающийся на европалету: не более 80 см в ширину, 60 см — в высоту и одного метра в длину. По этим параметрам робот вписывается в нормативы по размерам пешеходных зон. В жизни, конечно, ситуация будет более прозаичной. Поэтому технику сначала испытают в идеальных условиях и только потом натренируют в суровой действительности.

Сама машина будет состоять всего из двух агрегатов — передвижной части (корпуса с редукторами, электродвигателем, батареей, «мозгами» и ходовой) и рабочего оборудования (ковша для уборки снега, щетки для пыли и любого другого навесного оснащения).

В качестве источника питания рассматриваются аккумуляторы (причем для регионов с суровым климатом это могут быть дорогие, но устойчивые к морозам литий-титанатные батареи) или топливные водородные ячейки. Это чистая и бесшумная энергия, которая опять же сыграет на комфорте использования в рекреационных зонах или во дворах.

Основываясь на опыте других стран, разработчики решили поставить робота на гусеницы. Колёса оказались непрактичны в снежную погоду и не особо устойчивы при проходе через препятствия.

— Именно гусеничный привод должен, во-первых, обеспечить хорошие тяговые характеристики. Во-вторых, мы создавали здесь подвижные элементы в системе подвески. Машина преодолевает 10-сантиметровые выступы, при этом касаясь поверхности всеми своими роликами за счет пружин и балансира, — отмечает автор идеи.

За беспилотный режим отвечает компьютерное зрение — набор камер и датчиков, считывающих окружение и расстояние до предметов для выявления помех и препятствий. Проще говоря, они оценивают обстановку, чтобы робот собрал каждый фантик и при этом не наехал кому-нибудь на ногу. Отдельно прорабатываются алгоритмы безопасности, чтобы 300-килограммовая машина не могла причинить вред пешеходам, животным или автомобилям.

Пока ни на чьи. И это главная проблема для ученых. Чтобы воплотить робота в железе, необходимо как минимум 300 тысяч рублей: 150 тысяч на строительство и еще 150 тысяч — на разработку искусственного интеллекта. Получить необходимую сумму можно тремя способами. Первый, на который авторы делают самые большие ставки, — победа во внутривузовском гранте на 500 тысяч рублей. Если проект пройдет последний, третий этап конкурса, то все расходы будут покрыты из бюджета СибАДИ к весне. Второй способ, подстраховочный — участие во всероссийской программе «Умник». Там омичи тоже вышли в финал и претендуют на получение 500 тысяч рублей. Третий — сторонние инвесторы, готовые проспонсировать проект напрямую.

Для реализации последнего варианта уже есть предпосылки. Интерес к разработке, как говорит Сергей Игнатов, проявила клининговая служба «Меги», хотя о спонсировании речь пока не идёт. Переговоры шли с РЖД, где робот сможет следить за чистотой на перронах, и с ОНПЗ. Разработчики также готовят предложение малым авиалиниям, чтобы беспилотник чистил взлетно-посадочные полосы, часто используемые для аварийной посадки. Сейчас для этого существуют отдельные бригады, которые добираются до полос только для их очистки. При таком уходе нет гарантии, что в нужный момент полоса окажется подготовленной к аварийной посадке.

— За последние две недели (с момента публичного оглашения идеи. — Прим. ред.) ажиотаж всё больше растет. Думаю, если бы у нас уже был концепт, мы бы могли его представить потенциальным заказчикам и какие-то заказы уже получили, — отметил Сергей Игнатов и добавил, что на данный момент шансы на реализацию 50 на 50.

Точные сроки создания пока неизвестны. В лучшем случае вживую увидеть рабочую модель можно будет только в 2023 году. Столько авторам понадобится на завершение проектной документации (сейчас она готова примерно на 80%), производство деталей, разработку ПО и сборку.

Кстати, если вам интересны материалы о необычных разработках, предлагаем также прочитать про саргатского Кулибина, который построил во дворе ветряк из китайских запчастей, деталей от «Жигулей» и труб, чтобы отделиться от местной электросети.