help@sochisirius.ru
1-24 июля 2020

Беспилотный транспорт и логистические системы

Сегодня большинство участников мирового рынка беспилотных транспортных средств переходят от проектирования к практической реализации своих разработок, что отражает высокую динамику развития отрасли.

В 2016 году уже произошли такие знаковые события, как первая в истории коммерческая перевозка на беспилотном автомобиле; создание подразделения беспилотных аппаратов CNN для сбора новостей и воздушной съемки; появление первого беспилотного транспортного средства, которое способно ездить без разметки на дороге и т.д. Уже разработана технология для трансформации любого обычного автомобиля в самоуправляемый. Также беспилотный транспорт продолжает развиваться и среди перевозок, и среди летательных аппаратов и многое другое.

Стоит отметить, что и сама система транспорта продолжает развиваться и расширять свои возможности за счет взаимодействия с другими системами. Оно и понятно, ведь практически вся жизнь человека связана с перемещениями, и построение логистики поможет решить множество проблем. Во время смены проектные команды будут создавать и совершенствовать модели беспилотного транспорта для разных целей и моделировать работу системы в целом.

Все направления программы «Большие вызовы»

Проекты направления

1. Дрон внутритрубной диагностики
2. Квантовый гравилёт в Сириусе
3. Создание автономного роя дронов для поиска и спасения людей в сложных условиях
4. Создание роботизированной производственной цепочки по сортировке, складированию и доставке новых материалов до потребителя с использование технологии «интернета вещей»
5. Юниор — робот-помощник в больницах

Описание проектов
список и описание проектов предварительные и могут быть изменены и уточнены

1. Дрон внутритрубной диагностики

Руководитель проекта: Бурков В.П.

Аннотация: В трубопроводном транспорте газа и нефти есть места с многочисленными сложными развязками. Сейчас, для обеспечения диагностики, применяются пилотируемые устройства с ограниченным запасом хода. Что обуславливает длительные сроки проведения диагностики. В проекте, предполагается разработка принципиально иного подхода. Не останавливая работу узлов и агрегатов проводить диагностику, за счёт непрерывной генерации энергии из потока. Что обуславливает необходимость создания логики ориентации, составления карты, и принятия решений о соответствующих процедурах внутри трубопровода, без возможности подключения оператора. 

Партнер проекта: Национальный исследовательский Томский политехнический университет
 

2. Квантовый гравилёт в Сириусе

Руководитель проекта: Терентьев Ю.А.

Аннотация: Ключевой особенностью новых экономических связей является их глобальных характер. Транспортные системы, базирующиеся на существующих технологиях, не могут обеспечить необходимый рост новых экономические связей и эффективное обеспечение действующего бизнеса. И ключевая роль в создании новых прорывных транспортных технологий, отвечающих вызовам нового времени  должна принадлежать современному, активному , успешному и талантливому поколению молодых граждан России.

На начальном этапе развития проекта участникам  будет предложена уникальная возможность принять участие в реализации  действующей и масштабируемой модели - демонстратора одного из элементов основной технологии вакуумного магнитолевитационного транспорта, — так называемого «КВАНТОВОГО ГРАВИЛЁТА», принцип экологичного и энергоэффективного движения которого основан на эффективном использовании взаимодействия квантовых эффектов комбинаций из «левитера» на основе криостатируемого блока высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), трассы из высокоэнергетических постоянных магнитов на основе NdFeB и гравитационного поля Земли.

Участники проекта спроектируют, создадут, исследуют и испытают действующую демо-модель «всесезонного и всепогодного» демонстратора технологий «КВАНТОВОГО ГРАВИЛЁТА» с небольшой трассой, различные варианты левитеров, — криостатов с находящимися в сверхпроводящем состоянии блоками ВТСП, системы управления пространственным положением «гравилёта», необходимые варианты  вспомогательного  оборудования, получат необходимые теоретические и практические знания в области инновационной логистики, общей физики, термодинамики, вакуумной, криогенной техники, прикладной сверхпроводимости и не только.

На созданном демонстраторе будут проведены научно-исследовательские работы, расчётные  и экспериментальные исследования, направленные на получение актуальной информации для последующего проектирования более масштабных изделий следующего поколения. Созданный демонстратор кроме своего прямого назначения после небольшой модернизации и доработки может быть использован также и в качестве основы для серии демо-вариантов.

Партнер проекта: Некоммерческое партнерство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий
 

3. Создание автономного роя дронов для поиска и спасения людей в сложных условиях

Руководители проекта: Грибова Л.А., Никитина Е.Г.

Аннотация: Почему не сталкиваются между собой в стае птицы или летучие мыши? Как им удается договориться между собой в воздухе и на больших скоростях? Этот вопрос волнует и инженеров в очередной попытке создать полностью автономный рой дронов. Между тем, рой дронов мог бы не только развлекать толпу на световых шоу, но и спасать человеческие жизни. Дрон способен добраться до мест, практически не проходимых для человека. К сожалению, именно там с большой вероятностью оказываются заплутавшие в лесу люди. Задача поисковиков при этом больше всего напоминает детектив: как правильно «вычислить», куда мог направиться человек? Ведь для проверки гипотезы можно выбрать лишь один путь за один раз, и у них нет права на ошибку... Совсем другое дело, когда «умный» рой работает одновременно с поисковиками и успевает проверить в 3-4 раза большую территорию и вовремя подать долгожданный сигнал. 

Ваша задача на этом проекте — создать рой из 3-х или более дронов, которые смогут самостоятельно организовать «поисковую сеть» на заданном участке местности, оперативно провести фото/видеосъемку и анализ данных в реальном времени и вернуться с материалом к оператору. На проекте вы:

• познакомитесь с особенностями беспилотников,
• научитесь работать с машинным зрением и нейросетями,
• узнаете о групповом интеллекте роботов и будете разрабатывать алгоритмы гетерогенного взаимодействия,
• получите шанс узнать об особенностях работы поисковых отрядов из первых рук,
• одними из немногих в мире поднимете в воздух рой дронов, способных взаимодействовать без управления центральным компьютером. 

Этот проект является продолжением проекта «Поиск пропавших людей в лесу при помощи дронов» (автономный дрон, способный летать под кронами деревьев, избегая препятствий), и проводится в сотрудничестве с добровольным поисковым отрядом «Лиза Алерт».

Партнер проекта: ГК «Геоскан»
 

4. Создание роботизированной производственной цепочки по сортировке, складированию и доставке новых материалов до потребителя с использование технологии «интернета вещей»

Руководители проекта: Давыдкин М.Н., Нафиков А.М.

Аннотация: Роботизированные безлюдные решения на производствах приобретают сегодня все большую актуальность. Роботизация – это эффективнейшее средство механизации и автоматизации многих технологических процессов. Внедрение роботизированных линий позволяет увеличить производительность труда, улучшить качество конечного продукта, снизить затраты на производство, улучшить условия труда для человека. Роботизация – это предпосылка к началу новой производственной революции.

Участникам проекта необходимо создать замкнутую производственную линию, в которую войдут:

• робот-манипулятор MeArm,
• конвейерная линия с RFID модулем,
• двухколесный транспортный робот.

Производственная линия должна выполнять складирование, маркировку и транспортировку товаров.

Задачи:

• Анализ ситуации: на каких предприятиях уже используются системы автоматизации, для решения каких проблем?
• Выявление параметров, которыми должна обладать автоматизированная система (введение условий задачи)
• Настройка манипулятора на операции захвата и перемещения объектов (выявление трудностей и недостатков в системе, предложение инженерных решений для усовершенствования модели). При решении данной задачи будет предложен способ манипуляции объектами, но участники могут выявить ряд недостатков для предложенного метода и в качестве развития проекта предложить альтернативные варианты с указанием преимуществ перед предложенным методом.
• Настройка автоматизированного конвейера на транспортировку объектов с заданными скоростью и направлением (использование датчиков скорости накладывает определенные ограничения на эксплуатационные характеристики датчики, установка датчиков скорости предполагает ряд существенных недостатков, участники кейса могут предложить пути решения данного способа контроля скорости)
• Интеграция системы чтения RFID на транспортерной линии (повсеместная интеграция RFID меток в производственный процесс является одним из немногим методов идентификации товаров на производственной линии, к сожалению данные метки могут применяться не везде, анализ использования RFID меток позволит участником кейса предложить другие способы идентификации товаров)
• Настройка мобильного робота для перемещения товара по сложному маршруту в автоматическом режиме (в кейсе будет предложен один из способов позиционирования мобильного робота для перемещения от точки А в точку Б, участники проекта могут предложить свои методы позиционирования мобильного робота)
• Интеграция SCADA системы в технологический процесс (создание и интеграция SCADA системы в производстве является одним из уровней автоматизации технологического процесса, разработать свою SCADA систему или адаптировать под проект имеющиеся: будет вариативной составляющей в данном задании кейса): 1 этап. Настройка оборудования. 2 этап. Создание технологической цепочки. 3 этап. Обеспечение взаимодействия внутри технологической цепочки.

Партнер проекта: Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
 

5. Юниор — робот-помощник в больницах

Руководитель проекта: Купцова А.С.

Аннотация: По подсчетам специалистов, в природе циркулирует около 320 тысяч вирусов, представляющих реальную или потенциальную опасность для человека. С начала XXI века население Земли столкнулось с рядом эпидемий инфекционных заболеваний, поражающих людей на обширных территориях, значительно превышающих границы отдельных государств: атипичная пневмония, птичий грипп, свиной грипп, вирус Эбола, и, наконец, нынешняя эпидемия коронавируса – эпидемии вызывают в обществе обеспокоенность, граничащую с паникой. 

Самый эффективный способ профилактики подобных вирусов — вакцинация. Однако, создание вакцины требует времени. При этом вирусы распространяются от человека к человеку и воздушно-капельным путем, из-за чего эффективной мерой ограничения распространения вируса оказывается карантин, как в китайском Ухане. 

В этих условиях ограничение контактов медицинского персонала с больными и возможными носителями вируса представляется весьма важной задачей, чтобы не подвергать медиков лишний раз опасности заражения.

В этой ситуации представляется разумным использовать робототехнику в ситуациях, не требующих непосредственно медицинского вмешательства специалистов. Например, для доставки еды больным в условиях стационара.

Подготовка и оборудование беспилотного автомобиля для использования доставки питания без участия медицинского персонала больным и людям, находящимся на карантине в условиях стационара в инфекционных отделениях государственных учреждений здравоохранения:

1. Следование маршруту согласно плану здания, обеспечение остановок в заданных точках и выдачи порций в соответствии с предварительно введенными указаниями.
2. Комплектация беспилотного автомобиля оборудованием (манипулятором), необходимым для транспортировки продуктов питания, сортировки и выдаче порций в соответствии с предварительно введенными указаниями.
3. Продолжение движения по заданному маршруту строго после выдачи каждой порции.
4. Обеспечение безопасного движения в случае появления людей в коридоре

Партнер проекта: Некоммерческое партнерство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий» 

Материалы для подготовки

Ссылки

1. Базовые понятия ROS
2. Инерциальная навигация — инерциальные навигационные системы (ИНС)
3. Инерциальная навигационная система: как это работает
4. Приборы неразрушающего контроля
5. Автономный робот
6. Оценка технического состояния технологических трубопроводов компрессорных станций ПАО «Газпром» с применением роботизированных сканеров. С.Ю. Ворончихин, А.А. Самокрутов, Ю.А. Седелев // Научно-популярный сборник «Вести газовой науки», №3 (27), 2016. – с. 120–130
7. Инерциальная навигация

Ресурсы

1. Онлайн-курс «Мехатроника и робототехника Arduino»
2. Сайт разработчика Alex Gyver

Литература

1. Момот М. Мобильные роботы на базе Arduino. – СПб.: БХВ-Петербург, 2017. – 288 с.
2. Бабич А.В., Баранов А.Г., Калабин И.В. и др. Промышленная робототехника: Под редакцией Шифрина Я.А. – М.: Машиностроение, 2012. – 272 с. 
3. Джон Бейктал. Конструируем роботов на Arduino. Первые шаги. – М.: Лаборатория знаний, 2016. – 320 с. 
4. Саймон Монк. Программируем Arduino. Основы работы со скетчами. – СПб.: Питер, 2017. – 208 с. 
5. Бройнль, Т. Встраиваемые робототехнические системы: проектирование и применение мобильных роботов со встроенными системами управления / Томас Бройнль, пер. с англ. Ю.В.Колесниченко, под науч. ред. В.Е.Павловского. - Москва, Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2012. - 518, [1] с ил. - (Динамические системы и робототехника). - Предм. указ.: с. 510-516. - Пер. изд.: Embedded Robotics / T. Bräunl. - ISBN 978-5-4344-0046-6
6. Юревич Е. Основы робототехники - 3-е изд. ISBN 978-5-94157-942-6, 368 с.
7. Платт Ч., Янссон Ф. Энциклопедия электронных компонентов. Том 3. Датчики местоположения, присутствия, ориентации, вибрации, жидкости, газа, света, тепла, звука и электричества, ISBN 978-5-9775-3766-7, 288 с.
8. Введение в мехатронику, Грабченко А.И., Клепиков В.Б., Доброскок В.Л., 2014
9. Теоретические основы робототехники (в 2-х книгах) А.И. Корендясев, Б.Л. Саламандра, Л.И. Тывес, отв. ред. СМ. Каплунов; М.: Наука, 2006
10. Журавлева Н.А., Панычев А.Ю. Проблемы экономической оценки скорости в транспортно-логистических системах в новом технологическом укладе// Транспортные системы и технологии. 2017. Выпуск 4(10)
Альметова З. В. и др. Интеграционные процессы транспортных систем евразийского экономического союза // Экономика и менеджмент. – 2019. – Т. 12. – №. 3. – С. 161-168
11. Дроздов Б.В., Терентьев Ю.А. Перспективы вакуумного магнито-левитационного транспорта// Мир транспорта. 2017. Т.15, №1, с. 90-99
12. Филимонов В.В., Малинецкий Г.Г., В.С.Смолин и др. / Вакуумный магнитолевитационный транспорт и транспортные коридоры России//Сборник трудов международной конференции «Проектирование будущего и горизонты цифровой реальности», Москва, 08-09.03.2018
13. Филимонов В.В., Малинецкий Г.Г., Смолин В.С. и др.// Высокоскоростные транспортные коридоры как один из механизмов реализации национальной системы России// XIII международная научно-техническая конференция «Вакуумная техника, материалы и технология», Москва, КВЦ «Сокольники», 12-14 апреля, 2018
14. Lyovin B.A., Davydov A.M., Kurenkov P.V., Karapetyants I.V., Shavrov V.G., Koledov V.V., Fongratovski S.V., Malinetskiy G.G., Kryukov P.V., Drozdov B.V., Terentiev Yu.A. The development of criteria for evaluating energy efficiency and the choice of the optimal
15. Магнитолевитационная транспортная технология / Под ред. В. А. Гапановича. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. – 476 с.
16. Магнитолевитационный транспорт: научные проблемы и технические решения /Под ред. Ю.Ф. Антонова, А.А. Зайцева. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. – 612 с.
17. Островская Г.В. Магнитные дороги профессора Вейнберга (К 100-летию лекции «Движение без трения»). Вестник науки Сибири. 2014. – №2 (12)
18. ET3 online education // The website of the Evacuated Tube Transport Technology

Эксперты и руководители проектов

Бурков
Владимир Петрович

Ассистент отделения нефтегазового дела Национального исследовательского Томского политехнического университета

Терентьев
Юрий Алексеевич

Ведущий курса НП «ГЛОНАСС»

Грибова
Лада Александровна

Программист ООО «Геоскан»

Никитина
Елена Геннадьевна

Руководитель проектов ООО «Геоскан»

Давыдкин
Максим Николаевич

Доцент кафедры энергетики и энергоэффективности горной промышленности Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», кандидат технических наук

Нафиков
Айнур Марсович

Студент кафедры автоматизированных систем управления Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»

Купцова
Анастасия Сергеевна

Ведущий курса НП «ГЛОНАСС»

Руководители направления

Антонов
Игорь Константинович

Директор по информационным технологиям «Библио-Глобус»

Курапина
Елизавета Михайловна

Руководитель проектов ООО «СТЕМ-игры», методист программы «Большие вызовы» (2019, 2020)

Подать заявку
© 2015–2020 Фонд «Талант и успех»
Нашли ошибку на сайте? Нажмите Ctrl(Cmd) + Enter. Спасибо!