Робототехник - профессия XXI века

Сегодня, когда заходит речь о роботах, в представлении обывателя, скорее всего, возникает образ некоего человекоподобного механизма – движущегося, говорящего, а может быть, даже мыслящего. Словом, всё как в фантастических фильмах и книгах, но довольно далеко от реальности.

СОЗДАННЫЕ ДЛЯ ПОМОЩИ ЧЕЛОВЕКУ

Уже много лет физико-технический факультет ТГУ осуществляет подготовку специалистов по направлению «Механика и робототехника». Робототехника в её научном понимании занимается исследованием принципов функционирования систем с искусственным интеллектом в различных областях науки, техники и промышленности – таких, как робототехнические промышленные комплексы, системы высокоинтеллектуального оружия последнего поколения, организационно-экономические, проектные и экспертные системы. Созданная для помощи человеку при выполнении рутинных технологических операций, особенно в производстве с опасными и вредными условиями, робототехника приобрела новые качества, которые позволили ей найти другие области применения.

От автомата робот отличается наличием процессорной системы управления, реализуемой с помощью микропроцессорной техники (ЭВМ). Усовершенствование датчиков окружающей среды и разработки новых интерфейсов виртуальной реальности позволили говорить о возможности протезирования органов чувств человека – зрения и слуха. Свойства датчиков, инфракрасный диапазон цифровых видеокамер позволяют даже улучшить органы зрения человека, совместив их с прибором ночного видения. Датчики в сочетании с процессорной системой обработки их информации дают возможность, например, разрабатывать такие манипуляторы, механические протезы, которые мало уступают естественным конечностям человека. В настоящее время робототехника, создающая системы, имитирующие двигательные и интеллектуальные действия человека, внедряется в медицину, торговлю, предприятия бытового обслуживания, питания, домашний быт, образование. Собственно, практически во все сферы нашей жизнедеятельности.

ОТМЕЧЕННЫЕ ЮНЕСКО

В своё время, в далёкие уже восьмидесятые годы, толчком к появлению новой для физико-технического факультета ТГУ специальности послужили прикладные нужды традиционных заказчиков – представителей советского оборонно-промышленного комплекса. Об этом вспоминает Геннадий ШРАГЕР, заведующий кафедрой прикладной газовой динамики и горения ФТФ.

– Исходя из профиля деятельности, в военной промышленности требовалось организовать производство без участия людей (естественно, в первую очередь речь шла о различного рода пожаро- и взрывоопасных производствах). С оборонкой физики Томского госуниверситета сотрудничали и раньше – по вопросам горения, создания ракетных двигателей, ракетных топлив и так далее. В продолжение такого сотрудничества было принято решение: открыть новую специальность на физико-техническом факультете, поскольку изучение этого предмета, получение диплома требовало изучения специальных дисциплин. Поначалу направление называлось «Роботы и робототехника», сейчас его название несколько видоизменилось, но суть осталась.

Примерно тогда же на базе Томского приборного завода был создан Институт технологии машиностроения, основным назначением которого также была роботизация производства. И первые выпускники ФТФ, освоившие новую специальность, оказались там весьма востребованы. Кроме того, для оснащения учебного процесса институт предоставил своё производственное оборудование. Было это, повторимся, ещё в советские времена, когда военно-промышленный комплекс действительно являлся крупнейшим заказчиком. Но, говорит Г. Шрагер, даже когда началась перестройка, ФТФ продолжал готовить специалистов по традиционным направлениям, включая специальность «Роботы и робототехнические средства». Хотя непосредственного распределения выпускников на предприятия и не стало, профессия оставалась востребованной и не только в оборонке. Ведь без специалистов, разбирающихся в робототехнике, в станках с числовым программным управлением, в автоматизации представить современное производство попросту невозможно.

– Робот-библиотекарь, футболист, может, даже профессор – да, сегодня или в обозримом будущем такое возможно. Но всё это так называемая социальная робототехника, – поясняет Геннадий Рафаилович.

– А на физико-техническом факультете по сей день развивается робототехника промышленная. Наши специалисты должны уметь обращаться с умными станками, уметь программировать операции так, чтобы соответствующий механизм выполнял их по заданной программе. ЮНЕСКО ведь не случайно объявило инженера-робототехника специальностью XXI века, это действительно так.

ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЙ СИМБИОЗ

В настоящее время на ФТФ ТГУ сформировалась хорошая материально-техническая база для подготовки инженеров-робототехников. Заметно улучшилось научное и учебное оснащение в последние пять лет, особенно с присвоением ТГУ статуса «Национальный исследовательский университет». Хотя, вспоминают преподаватели, был непростой период, когда лабораторные работы приходилось частично проводить на базе ТУСУРа и ТПУ – своего оборудования не хватало.

Выпускники факультета, как уже сказано, востребованы на различных роботизированных производствах. Качество подготовки подтверждают благодарственные письма, которые регулярно получает руководство ФТФ. Например, ООО «Томский завод Кузнецова» (в своё время «отпочковавшийся» от ТЭМЗа) выражает благодарность кафедре прикладной газовой динамики и горения за подготовку выпускников по специальности «Роботы и робототехнические системы», «показавших высокий уровень знаний, умение логически рассуждать, способность находить различные пути решения сложных задач». Сейчас молодые специалисты успешно работают на предприятии. В их обязанности входит обслуживание и ремонт систем числового программного управления на металлорежущих станках; разработка электрических, гидравлических, пневматических схем; разработка технической документации; настройка систем электроприводов.

Именно с их помощью было запущено в эксплуатацию новое оборудование немецкого производства, по сути, целый станочный парк. А руководство завода в расчёте на дальнейшее сотрудничество предложило включить в программу обучения студентов ряд дополнительных программ, в частности, современные высокомоментные электрические машины, устройства сбора информации, контроля и управления, а также устройства «человеко-машинного интерфейса».

Инженеры-робототехники с дипломами ФТФ работают на многих ведущих предприятиях Томска – нефтехимическом комбинате, ТЭМЗе и других.

– Когда на завод приходит молодой специалист, у которого в дипломе записана эта специальность, его буквально с руками отрывают, – не без гордости продолжает Геннадий Шрагер. – Наше оборудование – это гибкие производственные системы; роботы с гибким зрением, способные различать и выбирать конкретные детали; специализированные электроприводы, контроллеры и так далее. Всё это элементы робототехники в её широком понимании. Робот – это сочетание точной механики с определёнными системами управления.

Роботы везде, будь то, скажем, самолёт-беспилотник или компьютеризированный автомобиль. И, значит, перспективность такого направления, как «промышленная робототехника», год от года будет лишь возрастать, поскольку сфера применения роботизированных систем постоянно расширяется [1].

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Ленская А. Робототехник – профессия XXI века // Территория интеллекта. – 2013. – № 6. – С. 24–25.