ЕНИСЕЙСКАЯ АРКТИКА

Hекоммерческая междисциплинарная научно-образовательная платформа

МЕРОПРИЯТИЯ ПРОЕКТА

ТРК

ОБОСНОВАНИЕ СОЦИАЛЬНОЙ ЗНАЧИМОСТИ ЗАДАЧ ДАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ

Недостаточная обеспеченность проектно-исследовательской деятельности учащихся методологическими материалами. Решение: формирование образовательных кейсов ТРК, включающих в себя чертежи, алгоритм и рекомендации для создания подводного робота, ПО для управления, методические рекомендации к исследовательской работе.

Недостаточное развитие технологий применения ТРК для мониторинга подводных объектов, предупреждения чрезвычайных ситуаций, поиска и спасения людей. Решение: разработать технологии и методики применения ТРК спасательными службами и создать образовательный кейс подготовки операторов ТРК.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ПРОЕКТУ В РАМКАХ ДАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ

В проекте применяется инновационный междисциплинарный подход к процессу обучения, благодаря анализу гидрографических данных арктической акватории Енисея, полученных с помощью специализированного гидроакустического оборудования и ТРК. Образовательный процесс, направленный на основную целевую аудиторию (школьников, студентов), состоит из комбинации теоретических и практических исследований в областях робототехники, программирования, обработки данных, экологии.

Учащиеся средних профессиональных и высших образовательных учреждений смогут расширить свои знания и изучить технические комплексы, в том числе ТРК, принять участие в научных конференциях. Планируется использование естественно-научных методов для проведения этнографических и исторических исследований через поисковые работы на дне арктической акватории Енисея при помощи ТРК и анализа прибрежных территорий.

По итогам исследований будут сформированы образовательные программы для общеобразовательного, среднего профессионального и высшего образования, включающие в себя: методические рекомендации для проведения образовательного и исследовательского процесса, учебную программу и поурочные планы, кейсы (инструкция по созданию ТРК, ПО для управления ТРК). Продукты будут выложены на онлайн платформе проекта в открытом доступе, иметь продвижение через информационную рассылку по образовательным учреждениям РФ.

КАЧЕСТВЕННЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ДАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ:

Создан модернизированный ТРК для решения задач речных подводных обследований. Разработаны образовательные программы, благодаря которым обучающиеся всех субъектов РФ смогут проводить собственные исследования, исследовать акваторию родного региона, подготавливать научные работы, применять ТРК для поисково- спасательных работ, мониторинга, предупреждение ЧС.


ХОД РЕАЛИЗАЦИИ ДАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ

  • ЗАКУПКА КОМПЛЕКТУЮЩИХ
  • СБОРКА ТРК
  • ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ УЧЕБНЫХ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ С МОЛОДЕЖЬЮ

_____________________

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПО ТЕМАТИКЕ ТРК
________________________ /перейти к просмотру/

АВТОРСКАЯ РУБРИКА АЛЕКСАНДРА ДЕРБЕНЬ
________________________ /перейти к просмотру/


КОМПЛЕКТУЮЩИЕ ТРК

СБОРКА ТРК

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ УЧЕБНЫХ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ С МОЛОДЕЖЬЮ

История становления и развития подводной робототехники насчитывает более 40 лет. За этот сравнительно небольшой период произошли большие изменения в средствах и методах организации, создания и применения подводных робототехнических систем и их комплексов. Существуют три типа необитаемых пподводных аппаратов (НПА): буксируемые (towed), телеуправляемые привязные (cable controlled, tethered) и автономные (autonomous).

Буксируемые НПА (БНПА) используются для обследования больших площадей при поиске затонувших объектов, а также для производства различного рода океанографических измерений. Они оснащаются поисковой аппаратурой, измерителями физических и химических параметров водной среды. С буксирующим судном аппараты связаны трос-кабелем, по которому осуществляется передача электроэнергии и информации. С увеличением глубины погружения и удлинением трос-кабеля значительно возрастают трудности в эксплуатации комплекса «судно–аппарат», увеличиваются массо-габаритные характеристики судового оборудования. Последнее, в конечном счете, приводит к увеличению водоизмещения судна-буксировщика, стоимости его эксплуатации. Однако буксируемые системы отличаются большей оперативностью в получении информации, что имеет существенное значение при производстве поисковых работ.

Телеуправляемые привязные НПА (ТНПА) являются, как правило, рабочими аппаратами, предназначенными для подъема затонувших объектов, выполнения разнообразных рабочих действий под водой. Они могут применяться также для обследования объектов и локальных районов дна. ТНПА оснащаются различными исполнительными устройствами в зависимости от характера работ. Наиболее распространенные и универсальные органы – манипуляторы, выполняющие двигательные функции рук человека. Фототелевизионные установки обеспечивают обследование объектов, рельефа дна, документирование ситуаций и контроль работы манипуляторов. Для наведения ТНПА на объект работы используются, как правило, гидроакустические станции. Аппаратам данного типа присущи достаточно высокая маневренность и ограниченный радиус действия. В последующие годы применение оптоволоконных кабелей позволило значительно расширить рабочие функции ТНПА, в особенности при выполнении осмотровых работ и инспекции различных подводных сооружений.

Автономные аппараты вначале использовались в основном для военных целей, в частности, для поиска, опознавания и уничтожения мин, имитации подводных целей, в качестве самонаводящегося оружия, а также для подледных исследований. В дальнейшем АНПА стали использоваться главным образом как информационные роботы, которые могут успешно решать исследовательские задачи по изучению Мирового океана.

___ Практика создания и применения НПА показывает, что АНПА занимают ведущее место в многоцелевом робототехническом комплексе. Современные АНПА представляют собой новый класс управляемых объектов с присущими им задачами и практическим применением, особенностями технологии и составом систем. При этом системы, входящие в АНПА и судовое оборудование, отличаются большим разнообразием по назначению и физическим принципам их работы, что порождает достаточно жесткие и противоречивые требования к технологии конструирования и внутренней системной организации. Расширение функциональных возможностей АНПА связано также с решением ряда новых теоретических задач. В первую очередь это задачи управления, навигации и связи, ориентирования наности, сбора и накопления информации о среде и, наконец, обеспечения безопасности аппарата в штатных режимах и в особых ситуациях.
___ Наиболее значительные результаты в последнее время стали возможны благодаря корпоративности и участию в разработках специализированных фирм по оснащению подводных аппаратов системами промышленного изготовления на основе международных стандартов, измерительными приборами и научным оборудованием.
___ В настоящее время в мировой практике накоплен значительный методологический и практический опыт создания и использования подводных робототехничеких систем для решения научно-исследовательских и прикладных задач в интересах различных отраслей. Прогресс в данной области заключается в создании более совершенных систем, технологий и многофункциональных комплексов, обеспечивающих решение широкого спектра задач в условиях сложной подводной среды. При этом установилась определенная специализация НПА: поисковые буксируемые, рабочие телеуправляемые по кабелю и исследовательские автономные. В связи с этим считается, что комплекс, включающий аппараты этих трех типов, является оптимальным для решения широкого круга задач. Вместе с тем многие специалисты высказывали мнение, что такие аппараты должны быть, как правило, многофункциональными, основанными на модульной технологии, сменном оборудовании и способности к функциональной перестройке.
___ Использование новых технологий значительно расширило сферу применения АНПА. В настоящее время имеется значительное число проектов и действующих разработок, ориентированных не только на ранее сложившиеся сравнительно доступные применения, но и на выполнение совершенно новых работ по океанографии, обслуживанию различных отраслей и военных программ.
___ Развитие приоритетных направлений в подводной робототехнике предполагает разработку системных архитектур, моделей и методов интеллектуального управления и ориентирования в пространстве, обеспечивающих безопасность и «живучесть» автономных подводных роботов при работе в неопределенных и экстремальных условиях среды. Первостепенное значение имеет оптимальное решение задач навигации и управления на основе интегральной обработки всей имеющейся информации о среде и состоянии подводного робота. К числу подобных задач можно отнести приведение подводного робота в заданную точку или область пространства, оперативный анализ сцен, принятие решений в сложных и экстремальных условиях среды. Одной из актуальных задач интеллектуализации системы управления АНПА является построение универсальных моделирующих комплексов, позволяющих генерировать виртуальную среду, визуализировать миссии аппарата и поддерживать в режиме имитации работу сенсорных устройств. Наряду с этим предполагается и решение более сложной задачи по 3D-реконструкции подводной среды, что необходимо, например, для планирования в реальном времени пространственного маршрута робота средствами его собственного интеллекта. В составе таких средств необходимым элементом является проблемно-ориентированная геоинформационная система, предназначенная для интерактивного отображения подводной обстановки и управления роботом.


Программа
повышения квалификации «Оператор подводных телеуправляемых робототехнических комплексов»


Методическое сопровождение (лекции 1.1-4.2) к Программе
повышения квалификации «Оператор подводных телеуправляемых робототехнических комплексов»


РАБОЧИЕ ПРОГРАММЫ


Рабочая программа учебной дисциплины Б1.О.33
Пожарная и спасательная техника, базовые машины.
Направление подготовки 20.03.02 Техносферная безопасность.
квалификация: бакалавр
форма обучения: очная, заочная

Рабочая программа учебной дисциплины Б1.В.11
Пожарная и спасательная техника, базовые машины.
Специальность 20.05.01 Пожарная безопасность
Квалификация: специалист
Форма обучения: очная, заочная

Пожарная и спасательная техника, базовые машины.
Специальность 20.05.01 Пожарная безопасность
Квалификация: специалист
Форма обучения: очная, заочная

Рабочая программа междисциплинарного курса МДК 3.1
Пожарно-спасательная техника и оборудование
Специальность 20.04.04 Пожарная безопасность
Квалификация: техник
Форма обучения: очная


КУРС “Оператор подводных телеуправляемых робототехнических систем”


Информация о возможности дистанционного обучения по курсу “Оператор подводных телеуправляемых робототехнических систем”