«Железяка» с душой

Станет ли скромное настоящее украинского роботостроения солидным будущим? Ответ — в головах нынешних студентов страны.

Три дня на базе Севастопольского национального технического университета студенты ведущих технических вузов Украины соревновались в умении программировать мобильных роботов. Каждый из участников вкладывал в аппарат часть своей души и знаний, и по тому, как движется высокотехнологичная «железка», выполняя очередное задание, можно было судить о качествах самого программиста.

Робототехническое творчество

На II всеукраинскую олимпиаду «Программирование мобильных роботов-2011» приехали девять команд из шести технических вузов различных регионов Украины. Каждой из них предоставили в пользование аппараты «Роботино» дочерней компании «Фесто» —одного из организаторов и спонсоров турнира. Еще две машины студенты привезли сами, но и это всего лишь конструкторы Lego, которые можно купить примерно за $300. Эксклюзивные, самостоятельно собранные роботы в соревнованиях не участвовали. Но это, как оказалось, не противоречит главной идее студенческой олимпиады.

— Все искусство управления роботом состоит в умелом его программировании, — поясняет заведующий кафедрой технической кибернетики СевНТУ Леонид Андреевич Краснодубец. — Чтобы написать успешную программу, нужно, прежде всего, осмыслить задачу и разработать алгоритм движения робота, например, по лабиринту или проезд через ворота. Дело это творческое, программы пишутся произвольно, и одна на другую совсем не похожи, даже если выполняются одни и те же задания на одинаковых аппаратах. Студент вкладывает в робота часть своей души, и по работе модели можно оценить автора программы.

Каждой команде предстояло выполнить четыре задания, на создание программы и тестовые заезды отводилось два часа. Но у лучших команд на все про все в среднем уходит 30—40 минут. На первый взгляд кажется, что участник управляет своим роботом с помощью компьютерного джойстика или мышки. Однако на самом деле человек пишет программу и больше не принимает никакого участия в выполнении поставленной задачи. А они довольно сложные: пройти в лабиринте, по зигзагу, вытолкнуть из окружности кубики и проч. Поэтому роботы часто теряли ориентацию в пространстве и шли совсем не туда, куда направляли их начинающие программисты.

По итогам трехдневного турнира лучшей признана команда «Боевые мамонты» из Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт», набравшая 33 очка.

Украине нужны «технари»

Так считает доктор технических наук профессор Леонид Краснодубец, один из организаторов олимпиады.

— Цель олимпиады — усилить мотивацию к обучению студентов по инженерно-научным профилям, — говорит ученый. —Ведь современная молодежь почему-то больше стремится в гуманитарные вузы. А проблемы и задачи, стоящие перед нашей страной, требуют внимания к инженерному образованию. Причина же столь малого интереса к техническим специальностям — на поверхности. Понятно, что каждый выпускник мечтает попасть на хорошо оплачиваемую работу. Ну а куда сегодня может устроиться свежеиспеченный инженер, когда заводы стоят, а работают только торговые и сервисные центры, юридические фирмы, банки и рынки? А заводы — нет! Вот взять, например, крупнейший севастопольский завод «Муссон», для всего Союза он производил уникальное навигационное оборудование систем спутникового аварийного обнаружения. А теперь из него сделали ледовый каток и огромный универсам. Инженерам нашим там уже делать нечего.

Украинский робот?

— Где мы сейчас по сравнению с остальным миром?

— Я бы разделил свой ответ на две части, — говорит руководитель дидактики ДП «Фесто» Евгений Рыженко. — С точки зрения создания роботов, как и научно-технического прогресса в целом, у Украины, естественно, еще все впереди, здесь мы находимся на начальной стадии, потому что даже «Роботино» производства Германии и большинство промышленных роботов импортируются в нашу страну. Институты по разработке роботов у нас есть, но все это не поставлено на поток. А вот что касается программирования, даже на примере этой олимпиады можно сказать, что есть очень талантливые студенты и специалисты, у которых масса свежих идей. Кроме того, тот факт, что обслуживают импортных роботов в основном наши специалисты, показывает: мы абсолютно готовы принимать участие в мировом прогрессе робототехники. Ну а на данном этапе и эта олимпиада уникальна для Украины, ведь мы первые, кто стал проводить соревнования на настоящих промышленных роботах. Правда, насчет шоу и зрелищности состязаний у нас тоже еще все впереди. Например, в Лондоне или в Стамбуле такие игры поставлены на широкую коммерческую основу, там роботы играют в футбол, хоккей, состязаются в борьбе…

— Какая эволюция ждет роботов будущего?

— Можно спрогнозировать три основные тенденции. Во-первых, увеличение времени автономной работы мобильных аппаратов, то есть появление новых источников энергии, за счет чего роботы станут еще более мобильными и «независимыми». Современные образцы работают на аккумуляторах, и потому их мобильности хватает всего на 3—4 часа. При большем ресурсе времени роботов можно будет использовать для тех операций, где сегодня их применяют в скромных объемах. Например, они будут активно задействованы в спасательных и исследовательских мероприятиях как аппараты, переносящие высокую температуру, при эффективной и быстрой ликвидации техногенных катастроф и другое. Когда человек не имеет доступа куда-либо, робот может в этом помочь. Во-вторых, промышленные роботы становятся все более развитыми, разносторонними за счет того, что сегодня устанавливаются мощные процессоры и системы управления. Такой аппарат в рамках одного комплекса выполняет самые разные задачи и способен в том числе к самообучению.

И, наконец, третье направление — бионика (молодая наука о применении в технических устройствах и системах принципов живой природы и их реализация в промышленном производстве. — Прим. авт.). В этом году на выставке в Ганновере «Фесто» представила мобильного робота-чайку. Он полностью имитирует полет настоящей птицы, способен планировать в помещении, сам видит препятствия и может их облетать. Сегодня самой эффективной моделью создания чего-то нового считается копирование уже существующего в природе, тех принципов, которые «изобретены» до нас и прошли испытания за тысячи и миллионы лет эволюции. Будущее робототехники и за такими исследованиями.

— Стоит ли одухотворять робота и наделять его какими-то человеческими качествами?

— Это особенность человеческой психики, одухотворять можно и компьютер — дать ему имя и разговаривать с ним. В Японии уже есть роботы, которые выполняют функции сиделок, медсестер, пытаясь заменить живое общение. Тут вопрос вот в чем: робот предназначен для выполнения определенных задач, и как бы к нему ни относились, он все-таки продукт человека. То есть машина умеет делать только то, что в ее программу заложено. Поэтому лично я одухотворять роботов не стал бы. Что касается современных домыслов о восстании машин, на данном этапе просто рано об этом говорить. Предвидеть будущее настолько далеко если кому-то и дано, то сейчас вряд ли мы к ним прислушаемся.

Мамин помощник

Ярослав Бульда, студент кафедры технической кибернетики Севастопольского национального технического университета, занимается самостоятельной разработкой робототехнических устройств. На олимпиаде он презентовал свой новый аппарат.

— Мой робот предназначен для прохождения различных препятствий, — говорит Ярослав. — Благодаря высокой проходимости гусеничного шасси он может выполнять самые разные задачи. На него можно навесить любое компьютерное оборудование весом до пяти килограммов. Например, снабдить его соответствующими датчиками и системой телеметрии и отправить в угольную шахту для оценки состояния воздуха. На олимпиаде мы участвуем в показательном выступлении, поскольку данный аппарат принадлежит к другому классу роботов.

Робототехникой Ярослав начал заниматься не случайно. Маме студента нужна была помощь в уборке квартиры, и находчивый (а может, и ленивый) сын предложил собрать электронного помощника — робот-пылесос. По задумке автора, у робота будет в квартире своя база для подзарядки и отдыха. В заданное время, например с 9 до 12 часов, он покидает базу, катается по квартире и пылесосит. Как только пылесос, наделенный «электронными извилинами», почувствует, что у него разрядились батареи, он быстренько по кратчайшему маршруту отправится на базу на двух ведущих и одном опорном колесах, где сам подключится к розетке и будет «обедать». Единственное, что придется делать маме Ярослава, так это вытряхивать из трехколесного домработника мусор.

Справка «УТГ»

Подобная севастопольской олимпиада, но по механотронике, ежегодно проходит и на базе Киевского политехнического института. Уникальность этих соревнований в том, что это не теоретическое программирование, в котором студенты выполняют какие-то абстрактные задания на бумаге. Здесь используются модели, имитирующие реальные промышленные компоненты: пневматические цилиндры, распределители, контроллеры, абсолютно идентичные промышленным образцам. И если студент научится с ними работать, то это даст ему преимущества на рынке труда.