![](/bundles/app/v2/frontend/images/Prof+button.png?version=2.7_39)
Одно из 13-ти направлений научно-технологической
проектной образовательной программы «Большие вызовы»
Информационная поддержка программы — konkurs@sochisirius.ru
У беспилотных летательных аппаратов — большое будущее, поскольку их ждет работа в области связи, транспорта, сельского хозяйства, картографии и мониторинга разного рода. Эти несложные устройства могут сильно облегчить человеческий труд. А для России с ее огромными территориями и местами неразвитой инфраструктурой они и вовсе станут палочкой-выручалочкой. Создание беспилотников для разных целей требует ярких идей и конструкторских решений, использования новых устройств связи, энергетических и автоматизированных систем, новых материалов и алгоритмов управления как отдельными аппаратами, так и их роями, группами.
Школьникам вполне по силам спроектировать и построить беспилотники для автоматического мониторинга местности, создания 3D-карт, точного земледелия, доставки небольших грузов, обеспечения связи на удаленных территориях и многого другого. Однако можно не только создавать, но и изобретательно приспосабливать существующие промышленные беспилотники к решению конкретных задач.
Один из примеров проекта, которые могут создать школьники, — разработка системы отслеживания беспилотных аппаратов в реальном времени. Такая система будет включать в себя передатчик, устанавливаемый на коптер, приемную станцию, программное обеспечение с картой, на которой отображается путь, проделанный беспилотным аппаратом. Польза от такой разработки очевидна: беспилотные устройства подлежат обязательной сертификации, а значит, необходима система автоматизированного учета существующих аппаратов. Мы должны видеть их в любой момент времени. Так почему бы не создать такую систему?
1. Дрон для внутритрубной диагностики и проведения ремонта трубопровода
2. Визуальный ассистент пилота-поисковика для поиска и спасения людей в природной среде на базе нейросети
3. Экомониторинг рек и озер
4. Разработка мобильного пилотажного стенда на базе самолета SSJ-100
Описание проектов
(проекты могут быть изменены и дополнены)
1. Дрон для внутритрубной диагностики и проведения ремонта трубопровода
Руководители проекта: Марина А.А., Волков А.Э.
Аннотация: Внутритрубная диагностика (ВТД) является важным технологическим процессом обслуживания трубопроводов, от качества и частоты выполнения которого зависит их безопасная и надежная эксплуатация. Традиционная ВТД проводится редко, этот процесс достаточно трудоемкий, хотя на данный момент вероятность отказов трубопроводов из-за внутренних дефектов (разрушения рабочей поверхности) высока вследствие старения и увеличения сроков эксплуатации всей системы транспорта нефти, газа и воды. Данные проблемы возможно решить разработкой и применением роботов для внутритрубной диагностики.
Основной задачей проекта является разработка дрона ВТД, способного выявить дефект внутри трубопровода и провести экстренный ремонт в определенных масштабах.
Партнер проекта: Национальный исследовательский Томский политехнический университет
2. Визуальный ассистент пилота-поисковика для поиска и спасения людей в природной среде на базе нейросети
Руководители проекта: Даниленко И.Е., Миронов П.А., Никитина Е.Г.
Аннотация: Применение БПЛА на поисково-спасательных работах отработано как стандарт: создать полетное задание, отснять участок, передать снимки на просмотр специалистам. Пилот дрона здесь — лишь наблюдатель. Однако есть ситуации, когда результат поиска зависит именно от пилота, его внимания, опыта, выносливости, ответственности. Это поиски на самом старте, пока (предположительно) человек не ушел далеко или с ним еще сохраняется связь, это первичная разведка местности, а также поиски на сложном рельефе и в темное время суток .Сохранять концентрацию и не пропустить потерявшегося человека или следы его присутствия на протяжении десятков минут полета, одновременно управляя дроном, следя за обстановкой и контролируя, чтобы не было пропущенных неотсмотренных участков, крайне сложно, психологическое напряжение тоже делает свое дело, и утомление оператора наступает все быстрее с каждым вылетом.
В проекте мы предлагаем решение, которое снизит нагрузку на пилота аналогично тому, как это делается для водителей: на дополнительном экране система в реальном времени ненавязчиво подсвечивает объекты, на которые стоит обратить внимание, не перекрывая при этом картинку с камеры. В отличие от существующих систем, срабатывающих по тепловому порогу, в нашем случае будет использована нейронная сеть, обученная на распознавание объектов в природной среде, что позволяет использовать обычную оптическую камеру, но при этом выводить конечное изображение, используя лучшие практики интерфейсов систем ночного видения.
На проекте вы:
– познакомитесь с особенностями применения беспилотников на поисках,
– научитесь работать с машинным зрением,
– побудете пилотом в ситуации поиска (и обучитесь летать, если не умели),
– самостоятельно соберете датасет при помощи дрона,
– освоите инструменты разметки, настроите и обучите нейросеть,
– изучите особенности интерфейсов систем ночного видения,
– поможете поисково-спасательным отрядам отрабатывать гипотезы и решения по обнаружению людей в природной среде.
Эта работа является продолжением двух проектов: «Поиск пропавших людей в лесу при помощи дронов» по созданию БПЛА, способного производить поиск в автономном режиме с избеганием препятствий (2019) и «Автономный рой дронов для поиска и спасения людей» (2020) и проводится в сотрудничестве с ДПСО «ЛизаАлерт».
Партнер проекта: Общество с ограниченной ответсвенностью «Геоскан», Добровольный поисково-спасательный отряд «ЛизаАлерт»
3. Экомониторинг рек и озер
Руководитель проекта: Котлев Р.Г.
Аннотация: В проекте будут рассматриваться два робота: телеуправляемый подводный аппарат с видеокамерой и надводный робот-катамаран с эхолотом и отборником проб воды. Во время проекта обучающиеся изучат их устройство, научаться составлять программу для них, а также дополнять аппаратную часть, исследуют возможность применения аппаратов. Проект предусматривает практическую работу с аппаратами в водоемах.
Партнеры проекта: Общество с ограниченной ответсвенностью «Подводные дроны», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»
4. Разработка мобильного пилотажного стенда на базе самолета SSJ-100
Руководители проекта: Гакаев А.Ж., Калинчева Т.В., Неретин Е.С.
Аннотация: Проект направлен на создание пилотажного стенда. Стенд представляет собой рабочее место пилота, оснащенное натурными рычагами управления, педалью, пультами управления, мониторами имитации приборного оборудования и индикаторов. Генерация изображения полета осуществляется с помощью 3D-симулятора. Для создания тренажера необходимо реальные органы управления посредством передачи данных соединить с симулятором. Данные с органов управления (перемещение, поворот) обрабатываются контроллерами и поступают в 3D-симулятор. В результате симулятор отрабатывает входное воздействие, параметры полета изменяются.
В ходе работы должна быть создана следующая система: летчик на экране получает информацию о движении летательного аппарата по показаниям приборов и выполняет соответствующие действия при помощи рычагов, тумблеров, кнопок и т.д. Сигналы об управляющих воздействиях поступают в модель (в данном случае в симулятор), и на их основании происходит изменение навигационных приборов и картины визуальной обстановки. Таким образом, будет сформирована замкнутая система управления «летательный аппарат – пилот».
Основные задачи проекта:
– Знакомство участников с процессом создания авиационной техники, основными этапами жизненного цикла изделия.
– Знакомство участников с концепциями «умное изделие», «цифровой двойник».
– Исследование систем управления.
– Исследование участниками технологии комплексной разработки.
– Проведение виртуальных испытаний.
– Знакомство с работой в CAD системах, системой параллельного проектирования, концепцией распределенных систем.
– Проектирование и изготовление мобильного имитационного пилотажного стенда.
Партнер проекта: Публичное акционерное общество «Объединенная авиастроительная корпорация», Московский авиационный институт
Инженер Национального исследовательского Томского политехнического университета
Младший научный сотрудник Национального исследовательского Томского политехнического университета
Программист компании «Геоскан»
Внешний эксперт ООО «Геоскан»
Внешний эксперт ООО «Геоскан»
Инженер отдела кораблестроения Санкт-Петербургского государственного морского технического университета
Руководитель проекта по взаимодействию с образовательными организациями департамента по подготовке персонала ПАО «Объединенная авиастроительная корпорация»
Инженер-программист компании «3В Сервис»
Доцент кафедры системного проектирования авиакомплексов Московского авиационного института
Главный конструктор по инновационным автомобилям ПАО «Камаз»
Руководитель центра информационных технологий и искусственного интеллекта Университета «Сириус», методист программы «Большие вызовы», кандидат физико-математический наук