На воде и под водой

Во всех странах сегодня активно ведутся разработки робототехники для морских исследований. Не отстают и россияне. Над созданием одного из таких роботов трудятся сотрудники ИРНИТУ. Автономный катамаран — это многофункциональная платформа, которая самостоятельно перемещается по водной поверхности. С помощью катамарана можно проводить круглосуточный экологический мониторинг, исследовать дно водоёмов, вести подсчёт морских обитателей. Совсем скоро иркутянам предстоит продемонстрировать все возможности судна: в конце августа во Владивостоке пройдут первые всероссийские соревнования по морской робототехнике.

— Когда в открытом море тонут суда, — говорит Дмитрий Ченский, ведущий инженер отдела информационно-измерительных систем института высоких технологий ИРНИТУ, — нередко гибнет и экипаж. Когда же терпит крушение беспилотник, теряются только деньги — и то не всегда, если есть страховка. А в том случае, когда ведутся научные исследования, даже собранные данные остаются в сохранности, так как постоянно передаются через спутник.

Неудивительно, что во всём мире сегодня уделяется большое внимание разработкам автономных необитаемых подводных аппаратов, — исследования на глубине всегда связаны с риском для жизни. Катамаран, над которым сейчас работают учёные ИРНИТУ, и вовсе универсален. Находясь на границах двух сред, он позволяет мониторить как атмосферу, так и подводный мир.

Дмитрий Ченский вспоминает, что идея такой автономной платформы появилась не случайно — это результат кропотливой научной работы на протяжении многих лет.

— Необходимость автоматизации научно-исследовательских измерений всегда актуальна, — говорит Дмитрий. — Меня этой темой заинтересовал мой отец Александр Ченский — руководитель научно-исследовательской лаборатории радиофизики ИРНИТУ. Будучи студентом кафедры радиоэлектроники и коммуникационных систем технического университета, я уже знал, что стану заниматься наукой, и упорно шёл к цели. К работе над катамараном приступил, едва окончив аспирантуру, в 2015 году.

О пользе своего роботизированного аппарата Дмитрий говорит много и охотно. Например, уже сейчас катамаран можно использовать, чтобы провести анализ загрязнения Байкала спирогирой. Или составить трёхмерную карту дна священного водоёма: в июле этого года учёные ИРНИТУ и лимнологи ЛИН СО РАН провели подобную работу в совместной экспедиции. Также с помощью эхолота (акустического прибора, установленного на катамаране) можно вести подсчёт популяции омуля. Даже прогноз погоды может стать намного эффективнее и точнее, ведь катамаран, в отличие от метеобуйков, способен передвигаться.

— Свой аппарат мы создаём с нуля, — делится Дмитрий, — начиная от механических работ — гайки, моторы, винты — и до установки электронной начинки и программирования. Это по-настоящему интересная работа, которая никогда не бывает рутинной. Ведь нам каждый день приходится думать над тем, как сделать аппарат лучше! Прямо сейчас мы работаем над алгоритмами движений: катамаран должен сам строить маршрут и проходить его, вне зависимости от препятствий — камней, волн или ветра. Улучшаем характеристики: он должен потреблять меньше энергии и возобновлять её самостоятельно при помощи солнца. В общем, делаем аппарат, который будет работать от нажатия всего одной кнопки.

Исследование Байкала — это лишь начало. Созданную в ИРНИТУ платформу в дальнейшем можно будет программировать под любые конкретные задачи — научно-исследовательские, геолого-разведочные и поисково-спасательные, и так далее. В будущем катамаран можно использовать в суровых условиях морей и океанов (как известно, солёная вода весьма нещадно относится к оборудованию, и это требует отдельного внимания).

— Лодку с пульта запустить — это несложно, — улыбается Дмитрий. — А вот гарантировать, что устройство будет ходить три месяца по маршруту, собирая при этом данные, — это огромный рывок в робототехнике. Стоит отметить, что аналоги нашего катамарана в мире есть, но все они также находятся на стадии разработок.

Один из плюсов катамарана, состоящего из алюминиевой рамы и стеклопластиковых корпусов, его компактные размеры. Это позволяет транспортировать его в любую точку мира. Вот и в ближайшее время он будет перевезён во Владивосток, где команда ИРНИТУ примет участие в первом этапе соревнований по морской робототехнике.

Сами соревнования, организатором которых выступает Фонд перспективных исследований РФ, интересны тем, что в нашей стране они проводятся впервые.

— Несмотря на то что у нашей страны есть выход к океану, морская тематика у нас пока развита слабо, — продолжает Дмитрий. — Между тем состязания не только поднимают престиж вузов, которые в них участвуют, но и сильно ускоряют сам процесс разработки. Это стимул. Сложности, которые нужно преодолевать участникам. И, стало быть, это большой скачок вперёд для всей российской науки.

Первый этап, участие в котором примут иркутяне, пройдёт 17—26 августа и объединит более 20 команд силовых ведомств, производителей, разработчиков и вузов Москвы, Волгограда, Самары, Таганрога, Томска и Приангарья. Команда ИРНИТУ, которую возглавит Дмитрий Ченский, будет соревноваться в секции БЭК (безэкипажные катера). Сейчас учёные политеха продолжают дорабатывать аппарат. Контрольные испытания пройдут в августе на Иркутском водохранилище.