КОНСТРУКТОРЫ БУДУЩЕГО
    |
Как освоить «мозги» беспилотника, рассказали в Тихоокеанском госуниверситете В Хабаровском крае студенты организовали уникальное конструкторское бюро, в котором разрабатываются . . . новые модели беспилотников. Основная цель работы лаборатории ТОГУ – создание прототипов дронов, которые не только будут использоваться в зоне специальной военной операции, но и помогут решать важные гражданские задачи. Молодые ученые уверены, что их дроны найдут применение в борьбе с лесными пожарами, а также в мониторинге и охране биологических ресурсов в удаленных и труднодоступных уголках региона. Помещение конструкторского бюро впечатляет своими размерами – свыше 250 кв. м. У стен расположены стеллажи с уже готовыми моделями, а в центре стоит станок, который используется для вырезания материнских плат. На одной стороне расположены столы с мониторами, там программисты работают над созданием управленческих алгоритмов. На другой – молодые конструкторы сосредоточенно собирают свои новые разработки, стремясь создать очередной шедевр. ГЛАВНОЕ – КАЧЕСТВО – Студенческое конструкторское бюро (СКБ) «ПолитехПром» – это уникальная платформа, созданная для студентов Тихоокеанского государственного университета, благодаря которой они могут активно участвовать в разработке инновационных решений в сфере беспилотного транспорта. Инициатива предоставляет молодым возможность талантам не только расширять свои знания, но и применять их на практике, работая с передовыми технологиями, – говорит директор Политехнического института ТОГУ Александр Абузов. Беспилотные технологии стали важной частью современного мира. Существует широкий спектр изделий, требующих управления с помощью специальных систем связи. Студенты СКБ «ПолитехПром» понимают, что это не только воздушные аппараты (такие, как дроны), но и наземные, подводные и надводные устройства. В ближайшие годы здесь планируют освоить и разработать новые типы беспилотников. Участие в такой работе помогает студентам не только углубить свои технические знания, но также освоить навыки проектирования и создания сложных систем. Особо подчеркивается, что СКБ – это не кружок самодеятельности, а место для учебы и, возможно, в будущем – настоящая кузница кадров для высокотехнологичной отрасли. Молодые конструкторы развивают навыки командной работы и критического мышления, а также получают возможность взаимодействия с опытными специалистами в области технологий и инженерии. Интересно, что в СКБ работают студенты, обучающиеся по разным специальностям. Здесь можно встретить как инженеров, так и юристов или ребят из институ та социальных и политических технологий. – Всех нас объединяет страсть к беспилотным летательным ап паратам и роботизированным технологиям, – подчеркивает один из студентов Даниил Гарбузов. Члены бюро условно делятся на группы, каждая из которых отвечает за свою уникальную задачу. Некоторые студенты занимаются радиотехникой и системами связи, другие фокусируются на механике, разрабатывая корпусные детали и изделия с использованием современных технологий, таких как числовое программное управление. – Мы также имеем группу, занимающуюся программированием и сборкой летательных аппаратов. Кроме того, есть сектор автоматизации, – добавляет Александр Абузов. По его словам, основная цель этого бюро – проектирование моделей беспилотных летательных аппаратов с перспективой масштабирования на производствах отраслевых партнеров. При этом работа в СКБ требует высокой ответственности, ведь здесь важно каждое звено. – Занятость в бюро не является частью обязательной программы обучения. Студенты стремятся вносить свой вклад по призванию и энтузиазму, – объясняет Александр Викторович. – Для того чтобы создать собственный беспилотный летательный аппарат, зачастую необходимо изучить существующие аналоги, адаптировать и модернизировать их, прежде чем перейти к разработке оригинального продукта. В будущем планируется, что это конструкторское бюро станет важной частью инфраструктуры для дополнительного образования в сфере разработки гражданских беспилотников. НОУ-ХАУ Сейчас СКБ активно занимается разработкой сразу четырех моделей беспилотных летательных аппаратов. Одним из самых интересных проектов, над которым трудится студенческое конструкторское бюро, является беспилотник «Бармалей». Он предназначен не только для мониторинга, но и для доставки и сброса различных грузов весом до 5 кг. В настоящее время он находится на испытаниях. – Каждый созданный в нашем бюро беспилотный летательный аппарат проходит через этап тестирования, во время которого команда детально анализирует его сильные и слабые стороны. Результаты этой работы передаются на предприятия, готовящиеся к масштабному производству, – объясняет директор Политехнического института ТОГУ. Кроме того, одно из значительных направлений работы бюро – создание дронов, способных выполнять важные задачи в мирное время. – Наши беспилотники могут не только тушить лесные пожары, но и осуществлять доставку грузов, проводить опыление сельхозполей и участвовать в экологическом мониторинге. Использование таких новшеств, как искусственный интеллект, позволяет автоматизировать процессы, сделать их более эффективными и безопасными. Эти технологии становятся локомотивом для развития регионов. Особенно в местах, где традиционные методы часто не справляются с задачами из-за недостатка ресурсов, таких как малая авиация, – подчеркивает Александр Абузов. Экспериментальный беспилотный летательный аппарат, имеющий идентификатор А2.6, разработан главным образом для мониторинга природных ресурсов и доставки грузов. Он тоже может быть задействован в тушении лесных пожаров порошковыми бомбами. Но кроме этого БПЛА способен выполнять и более сложные функции. Например, он способен работать в роли дрономатки, что позволяет доставлять различные виды беспилотников в указанные точки для проведения специальных операций. Такой многофункциональный подход делает А2.6 универсальным инструментом, способным эффективно справляться с задачами в разных сферах. ПОМОЩЬ ФРОНТУ Студенты активно развивают сотрудничество с Министерством обороны. Пилотные образцы БПЛА отправляются на испытания, что, по словам руководителя бюро Артема Киселя, позволяет получить важную обратную связь для доработки ударных коптеров. Началом их производственной практики стало изучение учебных аппаратов, выпущенных одной из компаний. Эти беспилотники послужили основой для освоения навыков управления дроновыми системами, и студенты смогли накопить первичный опыт работы с БПЛА. Теперь в распоряжении молодых конструкторов более продвинутая техника – аппараты, имеющие характеристики, схожие с моделями «Мавик», но дополненные модулем искусственного интеллекта, который позволяет им автоматически наводиться на установленные цели. – Важно отметить, что концепция некоторых из этих беспилотников строится на принципе роя. В боевых условиях можно взять аккумуляторы из укрытия и запустить в небо дроны, которые после этого самостоятельно выполнят свою задачу. Оператор на экране видит цель и направляет рой для достижения результата. Это основное боевое решение, над которым мы сейчас работаем, – рассказывает Артем, студент четвертого курса. Искусственный интеллект в этом беспилотнике функционирует как самостоятельная программа. Он может контролировать полет аппарата в полуавтоматическом режиме, основываясь на данных с различных датчиков, таких как акселерометры, барометры и встроенные компасы. Они помогают аппарату ориентироваться в пространстве, а основная информация поступает с камеры, которая анализирует изображение и совместно с другими данными корректирует положение устройства. Беспилотные летательные аппараты от студенческого конструкторского бюро обладают высокой гибкостью в выборе траектории. Они могут двигаться как по прямым линиям, так и по зигзагообразным маршрутам и обеспечивают наиболее эффективный подход к цели. Таким образом, работа молодых инженеров направлена на создание эффективных и современных решений, которые могут сыграть важную роль в обеспечении безопасности и решении задач, стоящих перед военнослужащими. Недостатки беспилотников выявляются в процессе полетных испытаний, которые включают в себя выполнение разнообразных боевых задач, таких как доставка грузов. На основе полученных рекомендаций от военных специалисты вносят необходимые доработки, включая изменение размеров и добавление новых элементов. – На данный момент наш беспилотник способен находиться в воздухе до 25 минут. А максимальная полезная нагрузка составляет около 350 г. Этих параметров достаточно для проведения тестов. В будущем мы планируем адаптировать разработанный искусственный интеллект для более крупных дронов, что позволит увеличить массу поднимаемого груза, – отмечает Артем. ИЗ ВИРТУАЛЬНОСТИ В РЕАЛЬНОСТЬ Специалист по облету БПЛА Даниил Гарбузов поделился своим опытом работы и рассказал о различиях между симуляторами и реальными дронами. – Я испытываю собранные беспилотники и облетываю их перед отправкой на полигонные испытания. Есть специальное приложение, в котором я обучаюсь сам, летаю. А потом уже перехожу к реальному дрону. Тестовым, так сказать, виртуальным коптером управлять немного тяжелее. А в реальной жизни сложнее чувствовать габариты, – говорит Даниил. На полет влияет множество факторов: боковой ветер, влажность и теплые восходящие потоки от земли. Поэтому всех пилотов изначально знакомят именно с симуляторами, в которых можно безопасно наработать навыки. – Чтобы обучить пилота с нуля, требуются примерно сутки на виртуальном дроне. Это помогает развить первоначальные базовые умения. И еще, желательно, где-то неделя плотных тренировок на реальном аппарате, – продолжает Даниил. На вопрос о том, сколько дронов ему удалось облетать, Гарбузов ответить затруднился. Однако помнит свой первый полет – самый сложный. – Мне к дрону привязали 3,5 кг груза. Было тяжело в управлении, потому что из-за веса аппарат не слушался, – рассказывает Даниил и добавляет, что считает свою работу очень важной, так как она тоже приближает победу. ПО СОБСТВЕННЫМ ЧЕРТЕЖАМ Одним из ключевых направлений развития станет создание автономных станций управления беспилотниками. Они позволят взаимодействовать одновременно с несколькими аппаратами. Кроме того, студенческое конструкторское бюро нацелено на закупку дополнительного оборудования для производства печатных плат и других расходных материалов. Инженер-программист Семен Лепехин – студент второго курса. Основная часть его работы связана с фрезеровкой печатных плат. – У нас есть станок, который выполняет эту задачу. Он позволяет как фрезеровать дорожки на плате, так и сверлить отверстия. Причем делает это с обеих сторон материала, – рассказывает Семен о своих задачах. – Что это будет за схема? – интересуюсь я, наблюдая за тем, как лезвие станка двигается над листом материала. – В данном случае я решил попробовать сделать схему своего прибора. Это ЭПС-метр. Он измеряет эквивалентное последовательное сопротивление конденсаторов. Проблема в том, что у электролитических конденсаторов – со временем или из-за плохого производства – это сопротивление может увеличиваться, что в частотно-зависимых схемах вызывает проблемы. – Интересно, как это действует? – спрашиваю я. – Прибор, работающий на переменном токе, позволяет измерить емкость и ЭПС, не выпаивая конденсатор из схемы, – объясняет Семен, продолжая внимательно следить за процессом. – А можно ли в таких случаях использовать танталовые конденсаторы? – Можно, но они довольно дорогие, – отвечает он с легким вздохом. – Давайте посмотрим, что происходит дальше, – предлагаю я. – В данный момент запущена программа на компьютере, которая управляет этим станком. Мы сейчас на этапе сверления отверстий. Они металлизированные, что позволяет создать контакт. Вы можете заметить, что станок уже насверлил маркировочные отверстия по углам платы. Они необходимы для ориентировки при ее перевороте для обработки второго слоя. – И как будет выглядеть конечный результат? – спрашиваю я с интересом. – На финальном этапе планируется процесс обрезки печатной платы по контуру, – завершает он, вглядевшись в экран, и с гордостью добавляет: – В этом проекте мы снабдим плату новым функционалом! Увлечение Семена инженерией и внимательное отношение к деталям вдохновляют и показывают, что технологии будущего уже сегодня находятся в надежных руках молодых специалистов. НЕ ЖЕНСКОЕ ДЕЛО?! В конструкторском бюро «ПолитехПром» все студенты активно погружаются в мир технологий. В основном это, конечно, парни. Но есть и девушки. Среди последних выделяется первокурсница Арина Любая. Внимательный взгляд – на своем рабочем месте она всегда сконцентрированна. Здесь разложены инструменты и комплектующие для создания беспилотника. На столе дымит паяльник, ожидая, когда Арина продолжит свою работу. – Сначала наносим флюс, набираем немного олова на кончик и припаиваем провода от видеопередатчика к плате, – объясняет девушка, сосредоточенно наклоняясь над Х-образной конструкцией, которая ждет завершения сборки. Она пришла в ТОГУ всего полгода назад и случайно узнала, что в университете открылось конструкторское бюро, занимающееся проектированием и созданием дронов. И хотя Арина имела представление о беспилотниках, она никогда не думала, что сможет делать их сама. Ее увлечение стало результатом осознания перспективности технологий беспилотников, особенно с учетом их активного применения в современных условиях. – Сейчас я собираю дрон-камикадзе ВД-40. Эта модель активно используется в зоне СВО. Конструкция довольно проста: рама с четырьмя движками, которые прикрепляются к ней, а также контроллер и видеокамера, – делится своими знаниями девушка, занимающая должность заместителя главы бюро. Арина быстро научилась собирать дрон всего за два часа, а в моменты вдохновения может справиться и за один. Ее навыки не ограничиваются пайкой: она также занимается моделированием элементов для 3D-печати. Этот процесс настолько увлек девушку, что сейчас она осваивает «мозги» беспилотника – работает над системой управления с элементами искусственного интеллекта. АМБИЦИОЗНЫЕ ПЛАНЫ В настоящее время специалистов по разработке и эксплуатации беспилотных летательных аппаратов не обучают на должном уровне, особенно на Дальнем Востоке. В вузах такого направления подготовки, которое охватывало бы все три аспекта – разработку, создание и эксплуатацию БПЛА, пока нет. В связи с этим многие люди учатся здесь, используя метод проб и ошибок. Однако есть надежда на создание в регионе эффективного образовательного и научного центра. Одним из ключевых элементов является как раз СКБ ТОГУ. Оно может сыграть роль ядра, в котором будут сосредоточены как современные технологии, так и интеллектуальные ресурсы. Это даст возможность не только разрабатывать новые продукты, но и масштабировать их на предприятиях Хабаровского края и всего Дальнего Востока. По задумке, СКБ также станет основой для будущего научно-производственного центра, создаваемого в рамках национального проекта «Беспилотные авиационные системы».
Фото автора
Газета «Приамурские ведомости», № 14 (8454) 2025 года г. Хабаровск |
