СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

Аннотация

Данный обзор отражает взгляд авторов на сферы применения робототехнических устройств в Республике Беларусь $($на 2021 год$)$. В процессе подготовки статьи были проанализированы материалы доступные из открытых источников, не включая закрытую информацию организаций и ведомств. Был отмечен рост точек применения роботов и робототехнических систем в различных областях промышленности и повседневной жизни. В результате анализа было представлено видение дальнейших сфер их применения и сопутствующих им направлений в Беларуси.

Введение

В современном мире слова «робот» и «искусственный интеллект» начинают становиться неотъемлемой частью в нашей жизни. Если раньше термин «робот» относился к области промышленности, и являлся синонимом слову «манипулятор», либо использовался в научной фантастике, то в последнее время роботы и робототехнические системы всё чаще встречаются в повседневной жизни. Различные системы и способы автоматизации производственных и других процессов благодаря научно-техническому прогрессу прочно входят в обиход.

С самого начала под термином «робот» понималось универсальное автоматическое устройство, предназначенное для осуществления механических действий, подобных тем, которые человек производит в процессе труда, поэтому первые роботы требовались именно для нужд тяжелой промышленности. Они оказались незаменимы в машино- и приборостроении при выполнении рутинной и монотонной работы, при работе с тяжёлыми грузами и вредными материалами. Роботы стали активно разрабатываться и использоваться с 60-х годов прошлого века, когда начало развиваться массовое производство товаров. Это и вызвало первый бум робототехники $[1]$.

Сегодня робототехника – это интенсивно развивающееся научное направление, вызванное к жизни необходимостью освоения новых сфер и областей деятельности человека, а также потребностью в широкой автоматизации процессов современных производств, транспорта, сферы услуг и других отраслей. Как показывает практика внедрения роботов, при роботизации значительно повышается качество, эффективность и безопасность осуществления работ. Несмотря на экономические проблемы, вызванные мировым кризисом и пандемией вируса COVID-19 количество робототехнических систем, неуклонно увеличивается. Более того мировая эпидемиологическая ситуация вызвала рост потребности в автоматизированных системах, сводящих к минимуму непосредственные контакты участников процесса межличностного взаимодействия друг с другом. В настоящий момент большая часть роботов и робототехнических систем в Республике Беларусь являются привозными, вместе с тем небольшая часть из них делается и на территории страны.

Сферы применения роботов

Первой из сферы деятельности, где нашла применение робототехника была промышленная сфера. Роботы, призванные автоматизировать сборочные операции, выполнение точных работ или выполнять виды работ, связанные с вредным производством, давно нашли применение в этой области. К числу таких роботов относятся роботы-манипуляторы фирм ABB, KUKA, CRP Robotics, FANUC, YASKAWA Electric Corporation и др. $($рисунок 1$)$

Рисунок 1 — Промышленные роботы-манипуляторы

Одной из наиболее известных белорусских компаний, создающих коллаборативные роботы-манипуляторы является Rozum Robotics. Данные роботы могут использоваться для выполнения различных задач в сфере производства, а также в сфере услуг. Например, роботизированный комплекс по приготовлению кофе $($робот-бармен$)$ Rozum Robotics был представлен на XXVI Международном форуме по информационно-коммуникационным технологиям «ТИБО-2019» $[2]$$($рисунок 2$)$.

Рисунок 2 — Робот-бармен Rozum Robotics

Относительно новой для Беларуси областью применения роботов, связанной с производством, является складская логистика. Использование роботизированных комплексов для транспортировки и складирования грузов и создание роботизированных складов, работающих с минимальным участием человека является перспективным направлением отрасли. В качестве роботов для транспортировки возможно использование автономных тележек компании OMRON $($рисунок 3$)$. Одним из предприятий занимающихся реализацией подобных проектов, является ООО «ЛАЦИТ - Лаборатория цифровых технологий».

Рисунок 3 - Автономная тележка компании OMRON

Военная отрасль стала одной из традиционных сфер применения робототехнических устройств в виду сложности и опасности решаемых задач. В настоящее время часть выпускаемых устройств можно увидеть среди продукции, реализуемой ЗАО «Белтехэкспорт». В их числе можно увидеть $[3]$:

• управляемый наблюдательно-огневой комплекс «Адунок-М» $($рисунок 4$)$, который может размещаться на различных мобильных объектах и платформах;
• роботизированная воздушная мишень «Беркут» $($рисунок 5$)$ производства КБ «INDELA», предназначенная для решения широкого круга практических задач тренировки сил ПВО.

Рисунок 4 – Управляемый наблюдательно-огневой комплекс «Адунок-М»

Рисунок 5 – Роботизированная воздушная мишень «Беркут»

КБ «INDELA», позже ставшая частью холдинга «Беспилотные вертолеты», помимо воздушной мишени «Беркут» выпускала также роботизированную воздушную мишень «Стрела» $($рисунок 6$)$, для решения схожих задач, а также производила или разработку ряда моделей беспилотных летательных аппаратов $($БПЛА$)$, предназначенных для мониторинга территорий и объектов, линий электропередач, контроля пожарной обстановки, поисковых работ, аэросъемки местности, доставки грузов и д.р.$[4]$ $($рисунок 7$)$:

• роботизированного малоразмерного беспилотного вертолёта массой 200кг;
• роботизированной транспортной платформы вертолётного типа массой 2500кг;
• роботизированного комплекса воздушной разведки INDELA–9;
• роботизированного комплекса воздушной разведки INDELA–6М.

Рисунок 6 – Роботизированная воздушная мишень «Стрела»

Рисунок 7 - Роботизированные БПЛА КБ «INDELA»

За последние годы возросло использование роботов в бытовой сфере, если раньше они были представлены в основном роботами-пылесосами, то теперь к ним добавились роботы-мойщики окон и роботы-газонокосилки.

Современные роботы-пылесосы $($рисунок 8$)$, представленные на белорусском рынке моделями зарубежных производителей $($Xiaomi, iRobot, Roborock, Redmond и д.р.$)$ от самых простых, способных осуществлять уборку, обходя препятствия, до продвинутых моделей, выполняющих автоматическое построение карты помещения, ориентирования по ней с помощью оптических датчиков и лазерного дальномера, определения количества проходов и чистоты поверхности, возврата на базу и автоматической очистки пылесборника.

Рисунок 8 - Роботы-пылесосы

Одним из относительно новых устройств на белорусском рынке являются роботы-мойщики окон $($рисунок 9$)$, позволяющие автоматизировать данный процесс, что является немаловажным с учетом большой высоты многих современных зданий. Данные роботы различаются как по принципу действия $($вакуумные и магнитные$)$, так и конструктивно $($квадратные и овальные$)$. В них используются разнообразные датчики $($датчик обнаружения препятствий, датчик перепада высоты, датчик обнаружения краев стекла и д.р.$)$, что позволяет обеспечить различные алгоритмы поведения аппарата. Наиболее часто упоминаемыми являются модели производителей Hobot, Ecovacs, dBot, iBoto и д.р.

Рисунок 9 - Роботы-мойщики окон

Роботы-газонокосилки $($рисунок 10$)$ так же относительно новый вид техники на белорусском рынке. Они представлены в первую очередь как традиционными производителями техники для покоса травы $($Husqvarna, Viking/Stihl, Gardena, Einhell и д.р.$)$. В зависимости от конструкции данные роботы могут иметь датчики контроля травы, датчики столкновения с препятствием, выполнять построение карты участка, поддерживать управление с помощью пульта управление, Bluetooth или Wi-Fi. Так же они могут иметь широкий набор дополнительных функций, включая: датчик дождя, контроль высоты газона, GSM, GPS и д.р

Рисунок 10 - Роботы-газонокосилки

Использование роботов в сельском хозяйстве при обработке сельскохозяйственных площадей уже достаточно давно применяется в западных странах. В Республике Беларусь работы в этом направлении ведутся ОАО «МТЗ» совместно с научно-исследовательскими организациями Республики Беларусь. В рамках данных работ были созданы экспериментальные образцы робота на базе трактора BELARUS-132 и беспилотный трактор BELARUS-3523i.

Робот на базе трактора BELARUS-132 $($рисунок 11$)$, разработанный в БГУИР, предназначался для выполнения опасных и вредных видов работ, таких как опрыскивание полей ядохимикатами, тушения пожаров и исследования опасных объектов.$[5]$

Рисунок 11 - Робот на базе трактора BELARUS-132

Трактор BELARUS-3523i $($рисунок 12$)$ предназначен для выполнения сформированных оператором заданий, которые могут передаваться удалённо через сотовую связь или же на съёмном носителе. При этом трактор способен эффективно работать как в дневное, так и в ночное время.

Рисунок 12 - Трактор BELARUS-3523i

Образовательная робототехника - это термин, который в широком понятии включает в себя совокупность мероприятий, учебных программ, образовательных ресурсов, физических платформ и философии, обеспечивающих получение учащимися опыта для развития знаний и навыков для проектирования, анализа, применения и эксплуатации роботов. Образовательная робототехника в Республике Беларусь представлена на уровне школ $($школа цифровых технологий «Форсайт», учебный центр «Школа робототехники», кружки робототехники средних школ и д.р.$)$ и получает продолжение в виде профильных специальностей в высших учебных заведениях страны $($БНТУ, БГУИР, БрТГУ и др.$[6]$$)$$($рисунок 13$)$

а) - робот БГУИР

б) - роботы БНТУ

в) - робот БрТГУ

Рисунок 13 – Роботы учреждений образования Республики Беларусь

Беспилотные транспортные средства $($робомобили$)$, оборудованные системами автоматического управления, являются современным направлением развития робототехнических систем. Несмотря на постоянно предпринимаемые попытки разработки и внедрения подобных транспортных в республике, данные системы требуют подготовки соответствующей инфраструктуры, включая: законодательную базу, транспортных коммуникаций, центров подготовки специалистов и д.р., что сдерживает возможности их развития.

На ряду с описанными выше отраслями, перспективными сферами для применения роботов являются: добыча полезных ископаемых $($в виду тяжелых и зачастую опасных для человека условий работы$)$, строительство, медицина, различные виды экстремальной робототехники и д.р.

Заключение

В настоящее время на территории Республики Беларусь представлен большой спектр робототехнических устройств компаний производителей со всего мира. При этом благодаря развитию микроэлектроники, информатики, технологий искусственного интеллекта роботы и робототехнические устройства становятся все более сложными, все глубже проникая в нашу жизнь и находят применение в непромышленных областях. Количество и функции, выполняемые этими устройствами, растут и продолжают расти. Рост потребности в указанных технических средствах способствует формированию компаний, занимающихся роботами и робототехническими устройствами.

Учитывая растущий рынок робототехнических устройств и большое количество их производителей считаем, что перспективным направлением будет развитие сервисов по интеграции данных устройств в производственную и непроизводственные сферы, обслуживанию, обучению и консультации. Возможно также развитие направлений, связанных с разработкой и модернизацией их программного обеспечения, разработкой электроники и приборов для управления и обслуживания роботизированного оборудования.

Производство собственных роботизированных систем с нашей точки зрения является в первую очередь целесообразным для: специальной техники, военной техники и техники двойного назначения, производимых предприятиями республики.

Список использованных источников