Российский студент разработал проект робота-дворника

Проект роботизированного комплекса ParkoBot, который нацелен на поддержание чистоты в парках и на площадях при минимальном использовании человеческого труда, создал студент МГХПА им. С. Г. Строганова Артём Зенченко. Свою разработку он представил на суд международного конкурса James Dyson Award, в результате она и помогла Зенченко победить на национальном этапе.

Проект российского победителя разработан с учётом особенностей грунтового покрытия в парках и необходимости убирать большие территории. Согласно замыслам молодого дизайнера, для управления комплексом нужен всего один квалифицированный оператор.

Изначально проект роботизированной уборки парков был курсовой работой Зенченко. Позднее она была существенно переработана и из неё вырос дипломный проект.

«Идея возникла, исходя из тенденций современного мира. Автоматизация и роботизация всё активней входят в повседневную жизнь людей. Роботы давно применяются во многих сферах деятельности человека», — считает победитель национального этапа конкурса.

И с этим действительно трудно не согласиться. Например, в мире уже существуют роботы, справляющиеся с рядом сельскохозяйственных работ, другие и вовсе помогают по хозяйству — гладят, присматривают за комнатными цветами и помогают по мере надобности всем членам семьи.

«Сейчас уже существуют роботы для уборки в доме и даже для мойки окон, — продолжает Зенченко. — Но вот уборка местности — далеко не самая популярная тематика среди дизайнеров и инженеров. Я считаю, что это направление незаслуженно игнорируется разработчиками».

Система, чей проект и позволил Зенченко победить, состоит из набора аппаратов, каждый из которых представляет собой мощный пылесос. Каждый такой пылесос или их группа назначается для поддержания чистоты в каком-то конкретном секторе парка или приусадебного участка.

Программа уборки выполняется в течение 12 часов, после чего устройства автоматически направляются на станцию зарядки. В то же время оператор извлекает заполненный мусорный мешок и при необходимости проводит настройку или диагностику систем.

За каждый рабочий цикл, согласно плану, один модуль сможет собрать 80 литров мусора, в том числе крупные объекты размером с бутылку объёмом 1,5 литра. Однако у многих людей сразу же может возникнуть вопрос: каким образом система будет работать с крупным мусором (стеклянными бутылками, пачками от сигарет)?

По словам Зенченко, в процессе проектирования на примере территории ЦПКиО им. Горького в Москве проводился анализ того, какие загрязнения присутствуют. Так, во время работы было ведено понятие «неформатного мусора», доля которого составляет маленький процент, отмечает автор разработки.

«Робот оснащён стереокамерой, которая позволяет модулю не только ориентироваться в пространстве, но и идентифицировать характер предмета, находящегося перед ним. Если система понимает, что объект „неподъёмный“ и является препятствием, то модуль объезжает его и оповещает оператора», — объясняет Зенченко.

Например, лежащий кирпич или стеклянную бутылку подобрать не получится из-за их веса, так как воздушный насос подходящей мощности является очень сильным потребителем энергии, что, в свою очередь, может серьёзно сказаться на продолжительности работы модуля или на стоимости, если оснастить его дополнительными батареями.

«Но пачку сигарет и жестяную банку модуль осилит, а мусоропроводящий короб имеет достаточную площадь сечения, чтобы справиться с предметом размером с полуторалитровую пластиковую бутылку. Особенно актуальной система будет осенью, когда дорожки покрываются большим количеством листьев», — добавляет он. К слову, система призвана минимизировать участие человека в процессе и не предусматривает полный отказ от человеческого труда в связи с таким «неформатным» мусором.

Также учёный уточнил, что модуль снабжен мотор-колёсами диаметром 300 миллиметров, расположенными впереди конструкции. Это позволяет роботу переползать через стандартный бордюр высотой 150 миллиметров, чтобы максимально эффективно осуществлять свою работу.

К слову, внутри самого модуля изначально планировалась функция прессования мусора. Она полезна с точки зрения эффективности сбора мусора, считает разработчик.

«Рассматривались схемы вакуумного и механического прессования. Однако пока не нашлось оптимальной схемы интеграции данной функции в конструкцию модуля. Наиболее предпочтителен способ вакуумной прессовки, так как конструктивно он проще и надёжнее за счёт минимального количества движущихся деталей», — говорит он.

По словам Зенченко, его можно реализовать, применив клапан, закрывающий мусоропровод, при этом насос вместо того, чтобы втягивать мусор, станет сжимать мешок, прессуя его содержимое. Впрочем, в этом направлении ещё надо поработать.

На сегодня уже готовы чертежи, визуализации, анимация, сценарий функционирования системы и пластиковый макет в масштабе 1:5. Изобретатель готовится к оформлению патентной заявки и проведению дальнейших исследований в рамках проекта.

Но нас, естественно, интересует работающий прототип ParkoBot. Зенченко отмечает, что система технически довольно сложная.

«Робот имеет множество оригинальных деталей, которые необходимо более детально проектировать и изготавливать, что требует немало вложений, поэтому, как часто бывает, проект некоторое время лежал в столе», — говорит автор разработки.

Идея «воскресить» его появилась на фоне некоторых успехов по другим проектам.

«Моё участие в James Dyson Award привлекло внимание пары стартапов из Европы, с которыми мы сейчас поддерживаем контакт. Очень надеюсь, что совместными усилиями у нас получится построить пилотный образец», — добавляет студент МГХПА им. С. Г. Строганова.

Напомним, что международная премия James Dyson Award в области инженерного проектирования и промышленного дизайна призвана отмечать достижения нового поколения инженеров-проектировщиков, а также стимулировать и вдохновлять их на поиск новых решений общемировых проблем.

Премия учреждена Благотворительным фондом Джеймса Дайсона (James Dyson Foundation), и на каждом этапе победители получают солидный денежный приз, который можно потратить на развитие своего проекта, а также, что не менее важно для молодых инженеров, признание как в своей стране, так и в мире.

Так, на сегодняшний день российский победитель Зенченко собирается оформить российский патент на внешний вид и компоновку некоторых узлов изделия.

«Так что часть полученных средств уйдут на патентование. Остальную часть средств планирую вложить в другой проект, связанный с робототехникой, в котором я принимаю участие. Как именно деньги будут использоваться в этом проекте, я ещё не решил, но, скорее всего, сделаю апгрейд своего компьютера, чтобы проект быстрее и эффективнее продвигался», — заключает Зенченко.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈