Робототехника в Украине: разработки и перспективы
На мировом рынке робототехники сейчас лидируют Япония и Германия — эти страны производят более половины всей роботизированной продукции в мире. Говорить о каких-то серьезных достижениях Украины в этой области пока рано, но всё же кое-что у нас делают: есть и промышленные производители, и стартапы. Стремительно развивается образовательный сегмент — как коммерческие курсы робототехники для взрослых и детей, так и бесплатные кружки.
Навигация по статье:
— Промышленное производство
— Лаборатории
— Стартапы
— Хобби-разработки
— Образование
— Индустрия: состояние и перспективы
Промышленное производство
Компания «Стандарт-ПАК» разрабатывает самоходные платформы, роботизированные телеги, самодвижущиеся погрузчики и роботы-буксиры. Роботы способны перемещать грузы, оснащены датчиками движения и передвигаются со скоростью от 0,5 м/с. Это первые в мире аналоги Kiva от Amazon Fetch & Freight от Fetch Robotics и OTTO 100 от Kitchener, Ontario’s Clearpath Robotics, которые предлагаются к продаже для логистических центров Украины и Европы.
Потребители таких роботов — логистика и производство, а также все остальные площадки, на которых необходима автоматизация перемещений (к примеру, торговые и развлекательные центры, сельское хозяйство, банки). Стоимость решений — от
Робо-телеги для транспортирования грузов с зоны приемки на склад и обратно на терминале «Новой почты»
В Drone.UA создают продукты в области беспилотных технологий. Компания ведет деятельность в аграрной сфере, энергетике и нефтегазовой промышленности, а также в сферах геодезии и топографии. Технологии Drone.UA используются на более чем 2 млн гектаров посевных площадей Украины.
Решения компании — более 10 видов мультироторных платформ (цены стартуют от 20 тыс. грн) и самолетная платформа PD1900. Эта модель предназначена для получения данных аэрофотосъемки и позволяет покрыть до 400 га площади за 100 минут полетного времени. Стоит такой беспилотник 67 тыс. грн.
Беспилотник PD1900
Концерн ДК «Укроборонпром» объединяет несколько предприятий разработчиков, которые конструируют боевую роботизированную технику. Один из участников концерна, «СпецТехноЭкспорт», построил первый в Украине беспилотный БТР «Фантом» — это
Машина уже доказала некоторые из своих основных возможностей — передвижение по неровной пересеченной местности и успешные огневые испытания в моделированных условиях боя
Также в «Укроборонпром» строят беспилотники. Последняя разработка — беспилотный летательный аппарат ANSER, разработанный участником концерна НДП «Спайтек». Беспилотник может находиться в полете от 6 до 12 часов, поднимать до 5 кг груза и использует зашифрованные каналы передачи данных.
В настоящее время БПЛА проходит испытания, включая боевую нагрузку
В IT-компании ELEKS тоже разрабатываю роботизированные продукты. В их числе — беспилотный танк ЕТ-1 (Танкетка), разработанный для обеспечения безопасности украинских солдат. С его помощью можно эвакуировать раненых, вести разведку в местах, недоступных человеку. Применим беспилотник и в других сферах: его можно использовать как грузовой автомобиль или же как трактор или комбайн в сельском хозяйстве.
Беспилотный наземный аппарат ЕТ-1
Также в компании делают дроны. Главный потребитель этих разработок — гражданская авиация.
Испытательный полет, показывающий процесс сбора данных
В запорожской компании Инфоком ЛТД разрабатывают беспилотный автомобиль. БНТС оснащается системой сенсоров и датчиков, чтобы устройство обладало машинным зрением и могло автономно принимать решения по своим действиям либо передавать информацию оператору, который управляет машиной дистанционно. Уже есть 3 прототипа на дистанционном управлении. В данный момент идет работа по реализации функционала автономности действий автомобиля.
«Пока проект реализуется своими силами (силами компании), как с финансовой точки зрения, так и трудоресурсной. Открыли офис в Киеве и будем запускать тут параллельный центр разработки», — рассказывает Максим Компанец, представитель компании.
Тест беспилотника: автоматический объезд препятствия
Разработчики Механизмус производят роботов-манекенов для рекламы в магазинах одежды, на выставках. Такой робот имеет 9 управляемых суставов, умеет танцевать, приветствовать вновь вошедших посетителей, может работать по таймеру или датчику движения. Компания постоянно улучшает сценарии поведения и придумывает новые возможности. Манекен полностью автономен — для замены сценария достаточно перезаписать программу движений на флешку.
Робот очень прост в использовании, он имеет всего одну кнопку
KNN Systems — сервисный партнер немецкого производителя роботов KUKA. Компания проектирует решения по роботизации процессов сварки, фрезеровки, плазменной резки и паллетизации. Продукты гибкие и универсальные — робота можно переналадить под другую задачу в течение дня.
Пример заказа: решить задачу по удалению прибыли с отливок с помощью плазменной резки. KNN Systems установили промышленного робота, который при помощи датчиков позиционирования манипулирует ступицами над жестко зафиксированным столом плазменной резки.
Клиенты компании — предприятия всех отраслей промышленности, в том числе машино- и станкостроение, металлургия, автопром, химическая промышленность, пищевая промышленность, строительство и логистика.
Роботы Kuka в автопроме
Лаборатории
Производственная лаборатория LabSeven входит в состав центра робототехники Boteon. В лаборатории работают 10 инженеров. В основном команда занимается разработкой конструктора для учебных центров Boteon, но есть и коммерческое направление: на заказ реализованы проекты в потребительских, кулинарных, промышленных, автомобильных, банковских, коммерческих и военных отраслях.
Планетоход, изготовленный на заказ инженерами LabSeven
Команда Ultimate Robotics разработала несколько робототехнических проектов в
«Наши робототехнические проекты будут все более направлены на получение информации с тела человека, на анализ этих сигналов, на разработку wearable-штук — потому что в конечном итоге мы хотели бы двигаться в сторону аугментации человека. Это самая интересная область» — рассказывают робототехники.
Роботизированная рука управляется импульсами с датчиков, подключенных к мышцам
При ОНАПТ работает Mechatronics ROBOT Laboratory. Все научные разработки в рамках лаборатории ведутся при непосредственном участии студентов. Основные направления разработок:
— Беспилотник разведывательно-тактического назначения с увеличенной грузоподъемностью;
— Точное позиционирование пневматических исполнительных механизмов;
— Разработка портативного робототехнического комплекса для реализации системы автоматического управления складскими помещениями;
— Разработка комплексной конвейерной мехатронной системы с функциями распознавания, деликатного хвата и сортировки пищевых продуктов.
Сейчас в лаборатории разрабатывают более 15 разных проектов
В открытой одесской мастерской-лаборатории Hub Lab разрабатывают концепт летающей исследовательской платформы для изучения геологии и атмосферы Марса на базе квадрокоптера. Основная идея состоит в том, чтобы найти или разработать набор аэродинамических и механических решений, позволяющих создавать достаточную подъемную силу для перемещения грузов и научного оборудования в разреженной атмосфере Марса и при этом быть достаточно компактными для уменьшения стоимости транспортировки.
На сайте проекта доступны первоначальные расчеты
Василий Йосипенко, автор блога Embedded Systems, разработал робот-конвейер по заказу компании, которая занимается производством конвейеров. Устройство предназначено для выставок, чтобы заинтересовать людей продукцией компании. Робот управляется по Bluetooth со смартфона, а также имеет несколько режимов для автономной работы.
Использованы шаговые двигатели, tb6600 драйверы, аккумулятор от электровелосипеда
В
«В нашей команде было задействовано 11 человек, 8 — бывшие военные инженеры, — рассказывает один из участников проекта. — Слабейший из них был существенно сильнее хорошего синьора. Все были многопрофильными. В процессе потребовалось большое разнообразие непопулярных и специфических скилов, например — создание оптических помехоустойчивых кодов с коррекцией ошибок. В целом я рад, что участвовал в таком уникальном проекте. Это существенно повысило мою квалификацию — я научился оперировать категориями более высоких порядков».
С 2005 по 2014 в Киеве работала робототехническая лаборатория «Роболаба» — проект Ивана Довгаля. Инженеры лаборатории первыми запустили 3D-принтеры и 3D-моделинг для образования и отправили первый дрон в АТО (потом было сделано еще 43 БПЛА и подготовлено более 100 пилотов дронов для АТО).
Стартапы
На выставке CES 2017 украинская компания RnD64 представила устройство Hello Egg — это робот-яйцо, который работает в качестве помощника на кухне. Устройство снабжено экраном, который показывает пошаговые видео рецепты для различных блюд и обычные инструкции с голосовым сопровождением. Также помощник может развлечь музыкой из популярных онлайн-сервисов, рассказать последние новости или проверить прогноз погоды.
По словам Дмитрия Шемета, генерального директора RnD64, начальные испытания Hello Egg прошли очень хорошо. Заказчики смогут получить своего робота уже в первой половине этого года.
«Мы изучили статистику и выяснили, что человек проводит на кухне в среднем три года жизни, — рассказывает Дмитрий. — Возникла идея создать ассистента, который поможет проводить это время с пользой — покажет видеорецепты, ответит на любые вопросы на кулинарную тему, включит музыку по голосовой команде и так далее».
Яйцо способно не только слушать своего владельца, но и поддерживать с ним беседу
Над созданием домашнего робота ELFi работает
В 2015 году проект занял первое место в конкурсе «Intel-техно Украина». Текущий статус готовности проекта неизвестен.
Процесс доставки банки Coca-Cola при помощи голосовой команды
Стартап Robo Technologies нельзя назвать украинским, так как компания зарегистрирована в США, но одна из сооснователей продукта — Анна Яроцкая — родом из Украины. Команда разрабатывает детских образовательных роботов, которые ребенок может сам собрать и запрограммировать. В 2015 году стартап собрал $246 тыс. на Кикстартере.
Робот Robo Wunderkind
Хобби-разработки
Underwater robot project — телеуправляемый аппарат для подводного исследования водоемов, разработанный Андреем Гонтаренко. Робот оснащен встроенной видеокамерой, осветителями и приводами, бортовым компьютером, цифровым горизонтом, датчиками глубины, температуры, контроля герметичности корпуса, микрофоном.
«Мечта о создании подобного аппарата пришла еще из детства, — рассказывает Андрей. — Но только почти окончив университет и получив неплохую работу, я смог более серьезно начать реализацию задуманного. Проект делаю вместе с отцом: я занимаюсь электроникой и программированием, отец — механикой, изготовлением.
Мы уже имеем рабочий прототип, участвуем в различных выставках, но пока что занимаемся проектом только как хобби. Мы получаем некоторые предложения, которые агитируют нас заняться коммерциализацией нашего продукта, но я считаю, что он еще не готов».
Аппарат испытывался на глубине 45 метров на озере Свитязь. Прототип дает картинку 1080p с глубины 70 метров.
Устройством можно управлять с помощью ноутбука, планшета или смартфона
Владимир Фурсенко, который сотрудничает с компанией EPAM Украина, разработал «Marco 1.0» — это управляемая платформа, которая способна публиковать метеоданные на сайт robospectra.com. Проект учебный и разрабатывался в процессе изучения программирования микроконтроллеров.
По словам Владимира, несмотря на свою «игрушечность», используемый подход и технологии можно встретить у некоторых исследовательских дронов, инспектирующих посевные поля или местность после техногенных катастроф.
Робот был отмечен
Сейчас Владимир работает над более серьезной роботизированной платформой. Цель — реализовать алгоритмы самоуправления через компьютерное зрение.
«В обозримом будущем, мне прежде всего хотелось бы наработать инструментарий и экспертизу, которые послужат основой для проектов уже в коммерческой плоскости, — рассказывает Владимир. — Пока это хобби с небольшими результатами, но неплохим потенциалом. Платформа может быть адаптирована и интересна другим инженерам для исследований, она может быть базой для поставщиков решений для аграриев и спасателей. Журналисты и наблюдатели могут использовать ее в недоступных или опасных для человека местах».
Работа над новым проектом
Харьковчанин Сергей Васильев разрабатывает функционального робота-пушку для настольного тенниса. Робот управляется от одного контроллера, который также работает с Bluetooth, сенсором, ИК пультом и двигателем постоянного тока либо шаговым двигателем. Вся электроника собрана на одной маленькой плате — там и силовая часть, и логическая. Наличие мяча в стволе контролируется оптическим датчиком. Подача шарика в ствол осуществляется автоматически, как только датчик обнаруживает, что мяча нет.
В момент выстрела двигатель только дотягивает мячик пару сантиметров до точки контакта с роликами — так получается достаточно точно выдерживать заданный темп выстрелов
Разработчик MobiDev Сергей Коба работает над Pluto — это двухколесный робот, который может транслировать видео по локальной сети с помощью встроенной камеры. Передвижения Pluto контролируются через браузер с интернет доступом. Человек, управляющий роботом, может поворачивать камеру влево/вправо/вверх/вниз и по сторонам для увеличения угла обзора. C помощью Pluto можно исследовать любое помещение, не заходя непосредственно вовнутрь.
Механической частью робота управляет программа на C++ (Arduino Uno), а в качестве мозга выступает Raspberry Pi, на котором запущен веб-сервер на Python. Raspberry Pi с помощью Wi-Fi модуля подключается к местной сети, и таким образом можно зайти на него из браузера и осуществлять управление. Также Raspberry Pi транслирует в браузер видеопоток, так что можно видеть, куда едет робот и измерить расстояние до ближайших препятствий.
В планах Сергея — установить камеру на вращающуюся платформу и добавить еще 2 колеса.
Проект разрабатывается в рамках программы «+16 Open Source», которую поддерживает MobiDev
Владислав Джус и Тарас Витер из компании Vakoms снабдили камерой и экранчиком радиоуправляемую машинку . Машинка работает под управлением Banana Pro, программа управления написана на Python. Сейчас функционал позволяет транслировать потоковое видео на Android гаджет, а в планах ребят — добавить роботизированную руку, которая позволит захватывать объекты, и систему трекинга, чтобы машинка сама прокладывала себе путь с помощью Bluetooth меток.
На экранчике — эмоции (довольный/злой), вдохновлено фильмом про робота Чаппи
Олег Тымчак из EPAM также разрабатывает устройство, используя Raspberry Pi. Робот оснащен камерой и находится на шасси, управляется с веб страницы.
В планах — написать мобильное приложение для управления
Образование
В Украине работают несколько образовательных центров по робототехнике для детей и взрослых:
— «Винахідник» (Киев, Бровары, Буча, Днепр, Львов, Ивано-Франковск, Винница, Харьков, Одесса);
— Boteon (Харьков, Киев, Одесса, Днепр, есть франчайзи в 8 других городах);
— RoboCode (Киев, Ирпень);
— RobotSchool (Киев, Полтава);
— RoboUA (Киев);
— TechMaker (курс для программистов, Киев);
— Noosphere Engineering School (Днепр);
— Funtronica (Одесса);
— Техноклуб (Одесса);
— BroBots — Brovary IT Hub (Бровары).
Есть курсы при IT-компаниях:
— Guru IT School при компании ThinkMobiles (Ужгород);
— Basic Robotics and Programming при Infopulse (Киев).
Существуют и некоммерческие инициативы. Главный энтузиаст страны — Иван Шихат-Саркисов. В 2013 году Иван запустил бесплатные занятия по робототехнике и программированию для школьников в Донецке. В 2015 и 2016 участвовал в организации бесплатных робоклубов в Ивано-Франковске, Доброполье и Мариуполе; как консультант помогал запустить аналогичные проекты в Житомире и Полтаве. Сейчас Иван живет и работает в Виннице — преподает в HUB School, читает мастер-классы и циклы занятий по робототехнике в школах.
Кроме этого, Иван записал видеолекции по основам робототехники для детей — «PRO Роботів» и запустил Technic — украиноязычный образовательно-информационый сайт для школьников и студентов о механике, робототехнике и других технических науках.
Для освоения профессиональной робототехники необходимы знания в области мехатроники, электроники, механики, телемеханики, радиотехники и электротехники, а также кибернетики и высшей математики.
Мехатроника — область науки и техники, основанная на объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами
«Для изучения робототехники я однозначно советую начинать с платформ Arduino, — рассказывает Владислав Джус, разработчик в Vakoms. — Arduino известна тем, что имеет большое количество различных датчиков, модулей. Существует даже модуль распознавания голоса для Arduino. Начать изучение можно с сайта arduino.ua. Есть огромное количество материала по подключению различных датчиков к Arduino.
Arduino хорошо использовать для сбора телеметрической информации с датчиков и работы с модулями. Если возникает потребность в разработке дружелюбного интерфейса, тогда лучше использовать Raspberry Pi или его аналоги. Raspberry Pi — это простой одноплатный компьютер с возможностью установки Linux или Android (также существует возможность установки Windows). Для работы с Raspberry Pi нужны знания в Linux, но существует множество материалов быстрого старта с Raspberry, поэтому разобраться не очень сложно.
Для программирования Arduino используется C ++ и компилируется прошивка с помощью бесплатной прошивки Arduino IDE. На Raspberry выбор языка программирования остается за разработчиком. Я бы советовал использовать Python, поскольку есть очень много материала по подключению датчиков и модулей Arduino к Raspberry на Python».
Индустрия: состояние и перспективы
По данным компании KNN Systems, в Украине чаще всего роботы используются для автопрома, химической и электронной промышленности, для процессов резки и сварки, фасовки, упаковки, паллетизации. Наиболее известные предприятия, применяющие роботизированные комплексы: Procter&Gamlbe, Henkel, АвтоЗАЗ.
Об уровне роботизации говорит соотношение роботов к количеству персонала, обслуживающего данную сферу. Усредненный мировой показатель составляет 60 роботов на 10 000 человек, при этом в Южной Корее он достигает 400 роботов, в Японии 340 роботов, в Германии 280 роботов. В Украине этот показатель пока на уровне 1:20 000. В 2016 году на территории нашей страны было приобретено около 15 подержанных и 5 новых роботов.
Алексей Резниченко, руководитель центра робототехники Boteon — об интересе к робототехнике:
«Экосистемы (инфраструктура) робототехники в Украине — в широком смысле — нет. Каждое явление имеет жизненный цикл и, если цикл невозможно завершить или начать, то явление (система) не может выполнять свои функции, не может развиваться и эволюционировать.
Буду краток: мы имеем
Я хочу сказать, что в Украине не существует полной инфраструктуры здесь и сейчас — у нас есть хорошее инженерное наследие, но уже начиная со школы этот интеллектуальный потенциал деградирует, а в вузе и того более. На выходе даже со специальностей, связанных с робототехникой, мы получаем максимум 10% выпускников, которые самостоятельно интересуются и развиваются. Они обычно прогуливают часть пар, которые им не интересны — делают это осознанно, потому что знают цену времени, имеют цели и хотят их достичь как можно скорее. Остальные не найдут работу по специальности — по разным причинам.
Я вижу, что интерес к инженерным наукам растет: и родители, и молодежь понимают ценность этих навыков. Это хорошо. Я вижу, что большинство компаний — это аутсорс, то есть рабочая сила под создание чужого продукта. Это плохо. Я вижу, что существующая система образования запуталась в несистемных реформах, популизме, неправильных кадровых решениях. Это плохо. Я вижу, что есть энтузиасты, как старшего возраста, так и молодежь — они готовы нести знания в массы. Это хорошо. Я вижу, что слово «стартап» все популярнее в нашей стране, и детям уже с юных лет во многих учебных центрах предлагают попробовать свои силы на этом поприще. Это очень хорошо.
"Хорошо":"Плохо" — 3:2. Хорошая тенденция. В очередной раз — вся надежда на подрастающее поколение".
Иван Шихат-Саркисов, преподаватель-методист в HUB School — об образовательном аспекте:
«Образовательное направление по робототехнике в Украине я оцениваю как развивающееся, но недостаточно бурно. В последние
В большинстве случаев, географически все заканчивается в областных центрах, крупнейших городах наиболее развитых областей. Если рассуждать в масштабах страны: в прошлом году в первые классы школ пошли почти 400 000 детишек (раньше — больше). Для детей с этого возраста существуют прекрасные образовательные решения от LEGO Education. Лидер в сфере образовательной робототехники ООО «Пролего» (сеть технических студий «Винахідник») обнародовал данные о количестве учащихся разного возраста в своих студиях в 2016/17 учебном году: 7000 человек. Всего 7000 из потенциально 4,5 млн детей школьного возраста по всей стране.
Образовательная робототехника — очень интересная огромному количеству детей (как мальчикам, так и девочкам) сфера знаний. Такие выводы могу делать на основании своей
На примере Винницы и Днепра могу сказать, что во многих областных центрах различные дома творчества, детей и юношества, центры технического творчества (бывшие дома пионеров и станции юного техника) стараются не сидеть сложа руки и находят возможность заполучить наборы, открывают хозрасчетные группы
На сегодня мои планы: успешно завершить кампанию по сбору средств для создания робоклуба на базе класса информатики в Терпеньевской школе-интернате для детей с задержкой развития мозга (Запорожская область, Мелитопольский р-н, с. Терпенье). Кроме этого, есть желание дать волонтерам, бесплатно обучающим детей в Мариуполе, Доброполье, Виннице и Ивано-Франковске, дополнительные инструменты в виде почти
Юрий Посух, директор по маркетингу в «Стандарт-ПАК» — о спросе на роботизированную продукцию:
«Системность в робототехнике для Украины пока не присуща, однако некоторые разработки в этой области ведут во Львове (преимущественно военная тематика) и Киеве. Некоторым ограничением для расширения нашей деятельности служит недостаток квалифицированных кадров — многие разработки и специалисты за последние десятилетия покинули страну, а новых собирать становится все труднее.
Складская автоматизация и особенно AGV-логистика только начинает развиваться в постсоветских странах, но в более экономически развитых странах первые модели были внедрены еще 5 лет тому назад. Потребители таких технологий — сборочные цеха, где необходимо перемещение деталей и компонентов с одной зоны в другую, производственные предприятия, где по каким-либо причинам участие человека в логистической цепочке не желательно (гигиена, безопасность, экономичность), перевозчики и службы доставки, где нужно максимально автоматизировать и удешевить процессы сортировки грузов.
Украина имеет хорошее будущее в логистической структуре Европы, и поэтому в ней огромный неохваченный спрос на инновации в этой сфере. Особенно на те решения, которые могут быть обоснованы экономически».
Кукуш Артем, создатель и владелец издания о роботах robotics.ua — о перспективах:
"Говоря о сфере робототехники в Украине, будет уместно разделить ее на направления: потребительское, производственное и сферу обучения.
В потребительском секторе на сегодняшний день наблюдается устойчивый спрос на различных роботов-уборщиков и беспилотники. Украинцы массово узнали о существовании дронов с началом боевых действий на юго-востоке страны. В этот момент произошел всплеск интереса к беспилотным аппаратам для аэросъемки, которые можно было бы применить для разведки. Волонтеры массово закупали обычные квадрокоптеры потребительского класса. И вот, спустя всего 3 года, дроны вошли и в нашу повседневную жизнь. На мой взгляд, именно 2016 год окончательно сформировал рынок аппаратов для любительской аэросъемки. Вслед за ним подтянулся и рынок игрушечных дронов.
Что касается автоматизации производства, в Украине мы наблюдаем нерадужную картину. По моим данным, в год в пределах страны продается всего пару десятков промышленных роботов. Для примера, в соседней Словакии в 2015 году приходится порядка 900 шт. на 10 000 рабочих, а в Германии 1200 шт. Это свидетельствует о начальном уровне спроса на такую продукцию среди украинских бизнесменов. К сожалению, никто не спешит модернизировать свое производство.
Быстрорастущим направлением робототехники в Украине является образовательное. Кружки и школы робототехники растут как на дрожжах. В них проходят занятия, на которых учатся конструировать и программировать роботов с помощью специальных наборов робототехники. Есть несколько сетевых школ, которые открывают свои представительства в городах Украины. Есть школы, которые открываются на волонтерских началах.
В области производства роботизированной продукции, к сожалению, действительно интересных достижений украинских разработчиков пока нет. Массового производства беспилотников и других военных роботов в последние годы не произошло.
Исходя из сказанного, можно сделать вывод, что украинское общество на данный момент в основном интересуют потребительские роботизированные устройства. Я думаю, хорошим сигналом для всей отрасли робототехники в целом в Украине является массовое открытие учебных заведений робототехники для детей. Будем надеяться, что ребята, которые в них сейчас занимаются, через 10 лет прославят Украину как одного из сильных игроков на мировом рынке производства роботов".
Если вы конструировали роботов или знаете о других интересных проектах в области робототехники, приглашаем рассказать о своем опыте в комментариях.