Пермский Политех готовится открыть новое направление подготовки инженерных кадров — «Мехатроника и робототехника».

На сегодняшний день уже изучены потребности по региону, собраны письма-ходатайства от предприятий с обоснованием необходимости подготовки специалистов по робототехнике в интересах региона. Обучение будет направлено на разработку систем управления промышленными роботами, программного обеспечения, разработку умных систем принятия решений и внедрение таких систем на предприятиях.

Предположительно, первый набор студентов по этому направлению произойдет в 2019 году. Участвовать в подготовке специалистов будет несколько кафедр, в том числе кафедра «Информационные технологии и автоматизированные системы» и кафедра «Автоматика и телемеханика».

В настоящее время кафедра «Информационные технологии и автоматизированные системы» (ИТАС) готовит специалистов по профилям: «Разработка программных информационных систем», «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

— Кафедра ИТАС занимается исследованиями в области автоматизации на различных уровнях: от автоматизированных систем управления технологическими процессами до уровня управления административными системами, — рассказал заведующий кафедрой информационных технологий и автоматизированных систем Рустам Файзразхманов.

Студенты, обучающиеся по профилю «Автоматизированные системы обработки информации и управления», являются специалистами в области автоматизации процессов обработки информации, принятия решений и управления на разных уровнях предприятий, в организациях и учреждениях.

Студенты, которые обучаются по профилю «Вычислительные машины, комплексы системы и сети» изучают компьютерные технологии, компьютерные системы для обработки разнородных данных, создают многомашинные комплексы. Выпускники этого профиля — будущие организаторы вычислительных систем, вычислительных процессов, вычислительных центров.

Квалификацию программистов, реализующих сложные алгоритмы решения задач обработки данных и принятия решений, программирование для самых разных уровней систем: web, банковских, автоматизированных систем управления предприятиями, получают студенты, обучающиеся по профилю «Разработка программных информационных систем».

Одно из самых интересных направлений работы кафедры — промышленная робототехника. Уже несколько лет сотрудники кафедры ведут разработку в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований. Разработка представляет собой роботизированный дефектоскоп, который проверяет детали из композиционных материалов на наличие дефектов. В результате был разработан робот для измерения характеристик и получения 3D-изображения.

— Идея проекта в том, чтобы создать систему неразрушающего контроля изделий авиационной промышленности — лопатки двигателя и крышки. Они сделаны из композитных материалов и в процессе их изготовления могут появиться дефекты, которые и обнаружит робот — дефектоскоп. Проект реализуется совместно с Санкт-Петербургским государственным электротехническим университетом ЛЭТИ, который работает над созданием рентген-установки, а кафедра ИТАС разрабатывает роботизированную установку и систему управления программного комплекса, — поясняет доцент кафедры ИТАС Рустам Мурзакаев.

В Пермском национальном исследовательском политехническом университете роботы используются для разных направлений исследовательской деятельности. Например, для решения сложных задач, связанных с раскроем листовых материалов (тканей, металлов), робот немецкой компании «KUKA Roboter» создает модели оптимального раскроя, минимизируя расход материала.

В ПНИПУ создан центр робототехники, где студенты участвуют в разработке проектов по робототехнике.

— В рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований центром робототехники разрабатывается самоходная автоматическая платформа — автономный роботизированный комплекс «Луноход». Робот представляет собой аппарат, который может двигаться в произвольном пространстве и ориентироваться на местности. Подобные проекты есть у многих производителей — Google, Яндекс — когда на машину ставят определенный комплекс датчиков, систему навигации и она самостоятельно передвигается по улицам города по заранее подготовленной карте. У нас задача другая: создать такой роботизированный комплекс, который будет передвигаться по неразмеченной местности, заранее неизвестной. С помощью стереоскопической системы технического зрения, при помощи которой робот наблюдает пространство, гироскопов и акселерометров для определения своего положения в пространстве, он может прокладывать маршрут, двигаться, оценивать обстановку. Практически весь робот делается студентами, — рассказывает руководитель центра робототехники  Даниил Курушин.

Еще один большой проект представляет собой создание андроида для общения в человеческом коллективе. Хотя проект и похож на «Промоботов», серийно производимых в Перми, он имеет ряд существенных отличий. Задача его не реклама, а поддержка диалога с человеком. Для этого в центре робототехники ПНИПУ обратились к психолингвистике. Выполнено моделирование языковой личности и моделирование эмоциональной составляющей робота.

Во всех робототехнических проектах кафедры активное участие принимают студенты. Они выполняют задачи программистов, проектировщиков информационных систем, в том числе роботизированных, систем обработки данных, принятия умных решений. Они проектируют системы зрения, синтезирования речи, навигации. Выпускники справляются с задачами создания искусственного интеллекта и обучения нейросетей.

— Студенты реализуют разные части этого большого проекта. В проекте работают студенты с филфака ПГНИУ, они разрабатывают общую модель личности, описание ее возможных желаний, мотивов и других свойств. Студенты электротехнического факультета создали все типовые выражения лица. В стиле японского аниме выполнена анимационная составляющая проекта. Одной из самых сложных частей разработки андроида является распознавание и синтез речи. В проекте предполагается полная автономность этих функций, без опоры на сервисы Яндекса или Google, хотя возможность использования готовых сервисов не исключена. В этом проекте мы решали две проблемы. Во-первых, это отсутствие интернета в том месте, где действует робот. Во-вторых, это конфиденциальность информации. Использование таких роботов мы рассматриваем, например, в качестве переводчиков на переговорах. В отличие от google-подобных переводчиков, наш робот делает так называемый «реферативный перевод», не просто воспроизводя сказанный текст, а понимая, что переводит, — говорит Даниил Курушин.

В центр робототехники приходят заниматься студенты всех кафедр и факультетов ПНИПУ. Некоторые занимаются в центре потому, что это необходимо им для прохождения практики в рамках учебного плана или для выполнения научных работ. Другие же приходят потому, что увлечены робототехникой и планируют связать с ней свое будущее. Школьники вместе со студентами являются активными исследователями и разработчиками в Центре робототехники.