Инновационный научно-технологический центр «Интеллектуальная электроника — Валдай» (ИНТЦ) в Великом Новгороде — площадка для совместной работы молодых ученых, студентов и представителей бизнеса.
С 17 по 21 сентября здесь прошел Чемпионат высоких технологий: соревнования проходили по 12 компетенциям. Среди них: разработка экзоскелетов, виртуальных миров, систем умного дома и агроботов, монтаж и обслуживание промышленных роботов и другие. Перечень компетенций сформировали, ориентируясь на наиболее динамично развивающиеся и перспективные направления, которые востребованы сейчас в России в условиях высокотехнологичного производства, цифровизации экономики и импортозамещения.
Среди конкурсантов — школьники, студенты колледжей и техникумов, молодые специалисты предприятий. Участники не только писали ПО, но и самостоятельно собирали высокотехнологичные устройства для решения реальных задач — агроботы для сельскохозяйственных работ, роверы и дроны для доставки и даже поиска пропавших людей. Кроме того, финалисты должны были тут же продемонстрировать работоспособность своих систем — для этого организаторы соревнования придумывали различные сценарии.
Ниже расскажем о самых зрелищных площадках чемпионата.
Агроботы
Агроботы — это роботы, используемые в сельскохозяйственных сферах. Такие агрегаты настраивают люди: верно подобранные программы ускоряют и упрощают сбор плодов, опрыскивание почв, подачу кормов и транспортировку урожая. Их применение возможно со специальным оборудованием: например, для посадки семян или орошения. Однако они способны и на более сложные задачи: наземные боты могут самостоятельно провести анализ почвы и отправить полученную информацию владельцу земельного участка.
А вот летающие агророботы способны обеспечить наблюдение за территорией и ростом урожая. Более того, дрон может заменить дорогостоящие и не всегда эффективные услуги самолета-кукурузника: программируемый аппарат с легкостью проводит качественный полив даже крупных аграрных зон.
Задача участников в этой компетенции состояла в написании программы для роверов. Уже запрограммированные агроботы тестировались на импровизированное поле — занимались орошением и проводили анализ почвы.
Синтез компактных моделей электронных компонентов и систем
Такой синтез является неотъемлемой частью современной разработки электронных схем и систем. Проектировщики создают компактные модели (SPICE-модели), которые позволяют узнать и улучшить параметры электрических схем и компонентов в стадии разработки, еще до их физической реализации. Это сокращает время и затраты на разработку, а также дает возможность предсказывать поведение схемы и вносить все нужные изменения на ранних стадиях проектирования.
Специалист должен обладать знаниями по работе с широким спектром инструментов, включая измерительное оборудование разной сложности, а также компьютеры. Задача конкурсанта — создать маленькие модели для разных электронных компонентов (например, для диодов), произвести необходимые измерения, выявить погрешности и подготовить итоговый отчет.
Диспетчеризация
Система диспетчеризации призвана автоматизировать различные процессы. Она позволяет забыть о многих трудностях: начиная от житейских неурядиц, заканчивая сложными процессами на крупных производствах.
Например, если в вашем доме прорвало трубу, система диспетчеризации направит эту информацию в соответствующую службу. После получения сообщения специалисты сами приедут на место и решат проблему. В это же время датчик утечки воды самостоятельно зафиксирует информацию о повреждении, а клапан, контролирующий подачу воды, закроется.
По тому же принципу автоматизации система сможет обеспечить пожарную и производственную безопасность, а также упростить многие трудоемкие процессы.
В рамках соревнований конкурсанту необходимо создать проект автоматического и ручного управления технологическим процессом. Система управления должна обеспечивать такие функции, как автоматическое и ручное управление процессом, демонстрация текущих значений технологических параметров, а также производить графическое представление и архивирование хода процесса регулирования в формате таблиц, графиков и так далее.
Технологии искусственного интеллекта в комплексных беспилотных системах
Беспилотные системы здесь обучаются с помощью искусственного интеллекта. Благодаря нему беспилотники (роверы и дроны) как бы обретают свое собственное сознание. Если ровер запрограммировали на парковку в точке, которая окажется занята, беспилотник сам поймет, что место занято, — и начнет искать свободную зону для парковки. Боты различают цвета светофора и перемещаются строго по правилам дорожного движения.
Летающие беспилотники давно используются в различных целях: они подходят для составления кадастров, создания 3D-объектов и поиска полезных ископаемых. А сегодня обученный дрон может легко распознать человека по гендеру, одежде и даже цвету волос. Благодаря этим навыкам он сможет участвовать в поиске пропавших людей.
Специалисты в этой компетенции должны уметь программировать беспилотные системы особым образом: чтобы они могли самостоятельно принимать решения, декодировать цвета и распознавать людей по определенным признакам.
Умный дом
По сути, умный дом — это интеллектуальная система управления, которая способна контролировать всю инженерию дома и определенным образом реагировать на возникающие ситуации на его территории. В общем, делать все, чтобы обеспечивать безопасность и комфорт людей. Кстати, анализ специалистов позволяет сказать, что в последние годы в России отмечается прирост рынка «умных домов». Отрасль довольно перспективная и нуждается в большом количестве специалистов.
В данной компетенции участникам предстоит смонтировать в рабочей кабинке инженерные системы и элементы «умного дома», имитирующие офис, и произвести автоматизацию управления освещением, жалюзи и отоплением согласно конкурсному заданию.