Робот, спроектированный студентами, поможет фермерам
Команда молодых инженеров и ученых НИТУ «МИСиС» разработала многофункционального автономного робота Siberian Tiger для сельскохозяйственных работ. Его задача проводить комплексный мониторинг состояния растений, следить за поливом, сорняками и предсказывать время сбора урожая. Робот может функционировать до 16 часов без подзарядки.
Более 70 миллиардов долларов США – такова мировая статистика по ежегодным экономическим потерям, связанным с гибелью урожая. Это происходит примерно с третью всех посевов, среди главных причин – вредители, болезни культур и сорняки. Своевременный мониторинг состояния посевов позволил бы минимизировать потери, но большие площади требуют колоссальных человеческих ресурсов.
Здесь на помощь приходят автоматизированные системы, однако и у них есть ряд недостатков: низкая проходимость, ограничения по траекториям передвижения, небольшая емкость аккумуляторов и низкая подъемная сила.
Желая объединить максимум функциональных возможностей, сборная команда студентов из НИТУ «МИСиС», НИЯУ МИФИ, МИРэА, МГТУ «Станкин» и обучающиеся из разных школ разработали агроробота Siberian Tiger, который, по словам разработчиков, практически по всем параметрам превосходит существующие аналоги.
Siberian Tiger – это автономный робот с колесами, расположенными на четырех вертикальных осях — это позволяет роботу перемещаться всенаправленно. При передвижении работает активная подвеска, каждый рычаг подвески может менять свой клиренс – это позволяет установке легче преодолевать неровности поверхности.
Солнечная батарея, генератор и большой литий-ионный аккумулятор обеспечивают до 16 часов работы, электроход и активная подвеска позволяют роботу перемещаться в любом направлении. Вес робота – 450 килограммов, мощность – 42 л.с.
Благодаря установленным камерам, он проводит фотосъемку и детектирует проблемы, результаты пересылает пользователю в специальный бот.
«Система управления работает как тело человека, – рассказывает главный автор разработки, студент НИТУ «МИСиС» Георгий Бондарь. – Есть «мозг», где идет обработка изображений, принимаются решения по движению, работают нейронные сети, учитываются значения с датчиков. И есть «спинной мозг»: у робота на каждой поворотной стойке есть микроконтроллер, который управляет драйверами двигателей, собирает информацию датчиков, а также управляет led-матрицами».
Первоначально команда создала маленький прототип Siberian Tiger. На тот момент все участники еще учились в школе, ряд элементов изготовили в лаборатории цифрового производства FabLab НИТУ «МИСиС». Проект также собирается на базе семейной мастерской Бондарь.
«FabLab открыт для школьников – здесь можно сделать макет или прототип изделия не только в рамках наших учебных программ, но и для своего собственного проекта. Особенно впечатляют школьные команды, которые работают над проектами длительное время. С проектом Георгия мы знакомы несколько лет, он развивается, а его участники не только изготавливают в FabLab на машинах 3D-печати и фрезерной резки детали для робота, но и консультируются с нашими инженерами в решении технических задач. Рады помочь, и желаем проекту успешной апробации», — говорит заместитель директора FabLab НИТУ «МИСиС» Анна Вакулик.
Испытания маленького робота проводились на опытных полях Тимирязевской академии. Тесты большой версии Siberian Tiger планируют проводить там же в конце октября 2020 года. Разработчики подчеркивают, что такую мобильную роботизированную платформу можно применять не только в сельском хозяйстве, но и для городских нужд.
С проектом робота команда уже стала победителем Х Молодежной премии в области науки и инноваций-2020 НИТУ «МИСиС», Балтийского конкурса инженерных проектов и других соревнований.
Сейчас команда подала заявку на участие в форуме Агентства стратегических инициатив «Сильные идеи для нового времени» в номинации «500 000 талантов: поколение технологического прорыва».
В планах команды планирует создать промышленный образец робота и запустить производство серии.