Робототехника

Технологии производства роботов стали значительно более доступными, что вызвало новый всплеск интереса к робототехнике. Использование умных машин поможет эффективно решать сложные задачи в разных отраслях экономики — от промышленности и логистики до медицины и туризма.

Что меняется в отрасли?

Первым делом роботизация приходит в промышленность —

робототехнические комплексы нового поколения могут настраиваться на нужные задачи и обучаться по ходу работы. В России первый полностью роботизированный завод сейчас строит группа компаний «Черкизово», на одном уровне с высокотехнологичными европейскими предприятиями сейчас находятся Челябинский трубопрокатный завод (ЧТПЗ), станкостроительный завод DMG MORI в Ульяновске, завод экскаваторов Hitachi в Тверской области и многие другие. Автоматические решения появляются и в сельском хозяйстве — роботы смешивают и раздают корма животным, борются с сорняками, собирают информацию о состоянии почв и делают многое другое. В рамках ведомственной целевой программы в Калужской области как строятся новые роботизированные фермы, так и модернизируются существующие фермерские хозяйства.

Высокотехнологичное оборудование на машиностроительных заводах становится все более модульным и распределенным, чтобы можно было гибко перенастраивать производство под новые запросы. Работникам таких заводов требуется знание ИТ и умение эффективно работать в команде с машинами, распределяя обязанности. «Смешанные коллективы» появляются и в логистике — внедрение роботов на складах Amazon, вопреки ожиданиям, не привело к сокращению штата, но работникам складов пришлось осваивать новые умения. Постепенно автоматы осваивают новые навыки, так что машиностроительные заводы все больше будут действовать по принципу «роботы делают роботов».

Параллельно идет поиск решений, удешевляющих производство роботов, в том числе создание новых материалов и технологий, которые позволяют умным машинам двигаться более ловко и точно. Впечатляющих успехов в этой области достигла американская инженерная компания Boston Dynamics, чьи роботы умеют прыгать на высоту до 9 метров, карабкаться по стенам и деревьям и даже кувыркаться через голову. Несмотря на то, что человеческие мышцы все еще остаются непревзойденными по прочности, гибкости и выносливости (не говоря уже о нашей способности к координации движений), ученые по всему миру ищут технические решения, сопоставимые по эффективности. Соответственно, растет спрос на специалистов по бионике, умеющих учиться инженерным решениям у природы. Еще одно актуальное направление — разработка экзоскелетов, позволяющих усиливать возможности человеческих мышц с помощью механизмов и компенсировать ограниченные двигательные возможности.

Параллельно с трендом некоторой «киборгизации» человека и развития его навыков общения с ИИ развивается и обратная тенденция: роботов делают такими, чтобы человеку было комфортнее работать с ними в команде. Так называемые «коботы» — коллаборативные роботы — оснащены специальными датчиками, которые фиксируют положение человека в пространстве по отношению к роботу, и машина настроена действовать так, чтобы не причинить человеку вреда. При этом она берет на себя скучную (например, сгибание проволоки) или травмоопасную (например, перемещение горячих металлических деталей) работу. По прогнозу Transparency Market Research, мировой рынок этих устройств будет расти на 30% в год— потому что они не только более безопасны и не конкурируют с людьми, при этом сильно увеличивая производительность, но и заметно компактнее и дешевле в изготовлении (потому что им нужно менее сложное программирование, чем для полностью автоматических промышленных машин). А еще их можно брать в аренду — например, компания Hirebotics уже одалживает своих роботов за плату.

Следующим шагом после настраивания командной работы людей и машин становится формирование команд целиком из роботов. С помощью «интернета вещей» они смогут коммуницировать и координировать свои действия. Для групповой робототехники ученые хотят использовать эффект эмерджентности поведения, который встречается у мух, муравьев и других социальных насекомых: простые индивидуальные настройки каждого участника роя могут давать в сумме сложное поведение. Такая роботизированная система будет более адаптивной и устойчивой, чем система, где все роботы функционируют по одному плану. Правда, пока такие алгоритмы применяются в основном к небольшим роботам («умный рой»).

Примеры задач будущего

  • Внедрение и обслуживание автоматических решений на предприятиях и в сельском хозяйстве
  • Разработка гибких производственных алгоритмов, координирующих действия человека и машины
  • Разработка алгоритмов, координирующих коммуникацию роботов между собой и их совместные действия
  • Поиск и доработка технологических решений, делающих роботов более дешевыми в производстве и эффективными (использование новых материалов, искусственные мышцы и т. д.)
  • Разработка экзоскелетов, позволяющих объединить сильные стороны человека и машины

Профессии

Проектировщик домашних роботов

Проектировщик домашних роботов — специалист, занимающийся разработкой и программированием домашних роботов (например, робот-сиделка, робот-уборщик, робот-прачка, робот-садовник, робот для выгуливания собак и др.), которые облегчают ведение домашнего хозяйства. Такие роботы интегрированы с другими элементами «умного дома», имеют свободу перемещения и могут выполнять сложную домашнюю работу.

Надпрофессиональные навыки и умения

Оператор многофункциональных робототехнических комплексов

Оператор многофункциональных робототехнических комплексов — специалист по управлению и обслуживанию роботизированных систем, в том числе на сложных и опасных производствах и при работе с труднодоступными или микрообъектами. Специалисты нужны уже сейчас,например, для технического обслуживания роботизированных ферм, которые уже есть в Калужской области.

Надпрофессиональные навыки и умения

Проектировщик взаимодействия роботов

Проектировщик взаимодействия роботов— специалист, который проектирует алгоритмы взаимодействия между роботами. Он способен разложить задачу, невыполнимую для одного робота, на отдельные задачи для разных роботов так, чтобы в сумме получился желаемый результат.

Надпрофессиональные навыки и умения

Разработчик «искусственных мускулов» для роботов

Разработчик «искусственных мускулов» для роботов— специалист, который ищет и при необходимости создает новые материалы и технологические решения для приводных устройств, обеспечивающих движения роботов («искусственных мускулов»), стремясь к уменьшению размеров, массы и энергоемкости.

Надпрофессиональные навыки и умения

Разработчик экзоскелетов

Разработчик экзоскелетов— специалист, который проектирует экзоскелеты, то есть киберустройства, которые увеличивают силу мышц человека и амплитуду его движений за счет эффективного копирования биомеханики мышц. В 2014 году молодые ученые из обнинского Института атомной энергетики НИЯУ МИФИ создали работающий на пневматике экзоскелет, который стал первым в России «гражданским» вариантом среди подобных разработок. Его можно использовать, например, при разборе завалов и для реабилитации пациентов после травм.  

Надпрофессиональные навыки и умения

Проектировщик коботов

Проектировщик коботов— специалист, который проектирует системы, в которых человек работает в коллаборации с роботом. Его задача — «состыковать» возможности человека и машины и оптимально распределить между ними различные функции для решения производственных задач, а также обеспечить безопасность человека в присутствии робота. Варианты взаимодействия могут быть разными — например, робот может в основном работать сам, но останавливаться или ограничивать амплитуду движений, заметив поблизости человека. Или работать в непосредственном физическом контакте — например, если надо совершить очень точные и скоординированные действия (координация — преимущество человека) с очень тяжелым объектом (сила — преимущество робота).

Надпрофессиональные навыки и умения

Проектировщик промышленной робототехники

Проектировщик промышленной робототехники— специалист, занимающийся проектированием роботизированных производственных устройств (для таких операций, как покраска, сварка, упаковка, штамповка), производственных логистических устройств (погрузчиков, транспортеров, манипуляторов), а также роботизированных комплексов из таких устройств, например, автоматизированных заводов.

Надпрофессиональные навыки и умения

Где можно получить базовое образование,
чтобы стать таким специалистом?

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Московский энергетический институт
Московский физико-технический институт (МФТИ)
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ)
Российский экономический университет им. Г. В. Плеханова
Российский государственный социальный университет (РГСУ)
Московский государственный институт индустрии туризма имени Ю.А. Сенкевича
IT-лицей (открытие в сентябре 2018 года)
IT-школа «Астрал»
IT-школа КАМИН
Центр космического образования «Галактика»
Калужский технический колледж
Калужский филиал МГТУ им. Баумана
Филиал Российского государственного гуманитарного университета (РГГУ) в г. Калуге
Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского
Российский государственный гуманитарный университет в г. Калуга
Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации (Калужский филиал)
Калужский Транспортно-Технологический Техникум им. А. Т. Карпова
Калужский техникум электронных приборов
Калужский технологический колледж
Калужский государственный институт развития образования
Калужский педагогический колледж
Людиновский индустриальный техникум
Калужский колледж электронных приборов
Институт тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова МИРЭА - Российского технологического университета (ИТХТ им. М. В. Ломоносова)
Калужский филиал РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева
Аспирантура НИИ СХАР
Калужский колледж народного хозяйства и природообустройства
Губернский аграрный колледж
Колледж механизации и сервиса г. Жуков
Колледж транспорта и сервиса г. Сухиничи
ИАТЭ МИФИ
Калужский торгово-экономический колледж
Институт отраслевого менеджмента Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации
Калужский филиал Российского университета транспорта (МИИТ)
Калужский коммунально-строительный техникум им. И. К. Ципулина
Онлайн-школа городских предпринимателей Vector
Институт «Стрелка» (г. Москва)
Калужский колледж экономики и технологий
Обнинский институт атомной энергетики - филиал НИЯУ «МИФИ»
Факультет фундаментальной медицины МГУ
Калужский базовый медицинский колледж
Факультет биоинформатики МГУ
Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова
Губернаторский аграрный колледж
МГМУ им. Сеченева
Факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ
Тульский государственный университет (специальность "Электроэнергетика и электротехника")
Калужский колледж сервиса и дизайна

Некоторые работодатели на территории Калужской области

Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина
Калужский завод «Ремпутьмаш»
«Калуга-инжиниринг»
Калужский научно-исследовательский радиотехнический институт (КНИРТИ)
«Тайфун»
«Калугаприбор»
Калужский электромеханический завод (КЭМЗ)
Калужский научно-исследовательский институт телемеханических устройств
«Фольксваген Груп Рус»
«Вольво Груп Россия»
«ПСМА Рус» («Пежо Ситроен Митцубиси Авто»)
Калужский турбинный завод