В Перми разработали прототипы мобильных роботов-мусорщиков
Экологическое загрязнение — одна из основных проблем современности. Сегодня для борьбы с ней ведутся активные разработки роботов, которые быстро и тщательно очищают территории от мусора. Уже успешно применяются автоматические пылесосы и устройства для уборки городских улиц. Однако большие и сложные зоны, вроде лесов и степей, нуждаются в более нестандартных и индивидуальных решениях. Ученые Пермского Политеха работают над проектом по созданию роботов для качественной очистки таких объектов. Идея заключается в распределении нагрузки между несколькими машинами. Это обеспечит эффективное исследование сложной местности и сбор мусора без лишней потери энергии.
Статья опубликована в сборнике «Инновационные технологии: теория, инструменты, практика». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
В большинстве случаев мусор оказывается в водоемах, лесах, на пляжах и городских улицах в результате активной деятельности человека. Оставленные на земле или неправильно выброшенные пластиковые отходы, бутылки, окурки, пакеты и многое другое наносят вред окружающей среде. В состав же добровольцев или рабочих людей, занимающихся сбором мусора в общественных местах, входит всего 1-2 процента населения. Учитывая масштабы бытовых отходов, разработка автоматических устройств – это эффективный и универсальный способ для стабильной и качественной уборки территорий.
Существующие аналоги роботов-мусорщиков представляют собой довольно крупные единицы, поглощающие отходы в свой внутренний бак. Их недостаток в том, что они двигаются по всей заданной территории и тратят энергию и время даже на те участки, которые находятся в чистом состоянии, то есть работают «вхолостую». Использование такого робота нецелесообразно, дорого и времязатратно.
Ученые Пермского Политеха работают над проектом для очистки больших и сложных зон с применением нескольких подвижных агентов – мобильных роботов, способных самостоятельно принимать решение о перемещениях. Благодаря возможности беспрепятственно исследовать местность, собирать данные и обмениваться ими между собой, дальнейший сбор мусора будет быстрее и продуктивней.
«Вместо создания универсального устройства эффективнее, если каждый из роботов будет выполнять часть общей задачи, чтобы распределить нагрузку между всеми машинами. Поэтому мы предложили такую модель: компактные роботы занимаются поиском, определяют местоположение мусора и строят карту местности. Другие, более крупные, – собирают отходы по сформированной карте. Это позволит не тратить энергию на лишние перемещения, а также снизить возможный ущерб при передвижении тяжелых роботов по территории», – объясняет Антон Посягин, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Политехники отмечают, что для реализации идеи требуется большая исследовательская база, один из важнейших пунктов в которой – поиск оптимального метода быстрого построения карты местности с помощью подвижных агентов. Именно для решения этой задачи они разработали прототип робота-разведчика. Это модель размером с крупную радиоуправляемую машинку, которая перемещается с помощью гусеничных колес для лучшей проходимости.
Внутри встроены двигатели, система мониторинга с камерой для фиксации происходящего на маршруте, радиомодуль для управления и передачи данных между другими роботами, гироакслерометр, отвечающий за изменение направления и скорости движения.
При исследовании местности важно выбрать алгоритмы, которые оптимизируют временные затраты и повысят уровень производительности всей системы – то есть позволят роботам очищать наибольшую территорию с наименьшим расходом энергоресурсов и времени. Как наиболее подходящие ученые Пермского Политеха выделили алгоритмы «спираль» и «поиск центра местности», где устройства, не пересекаясь, проходят всю территорию от одного угла до центра, чтобы оценить степень загрязненности.
Их работу сравнивали на специальном симуляторе с использованием одного, двух и трех подвижных агентов. Наилучшим оказалась «спираль», так как практически вдвое меньше затрачивается времени на выполнение задачи, а также значительно снижается количество выполненных шагов для обследования пространства.
Реализация предложенного учеными ПНИПУ проекта внесет большой вклад в борьбу с экологическими загрязнениями в лесах, степях и на других крупных территориях. Роботизация обеспечит быстрый и качественный сбор бытовых отходов.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно