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 Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
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