Робототехника в Украине: разработки и перспективы

На мировом рынке робототехники сейчас лидируют Япония и Германия — эти страны производят более половины всей роботизированной продукции в мире. Говорить о каких-то серьезных достижениях Украины в этой области пока рано, но всё же кое-что у нас делают: есть и промышленные производители, и стартапы. Стремительно развивается образовательный сегмент — как коммерческие курсы робототехники для взрослых и детей, так и бесплатные кружки.

Промышленное производство

Компания «Стандарт-ПАК»разрабатывает самоходные платформы, роботизированные телеги, самодвижущиеся погрузчики и роботы-буксиры. Роботы способны перемещать грузы, оснащены датчиками движения и передвигаются со скоростью от 0,5 м/с. Это первые в мире аналоги Kiva от Amazon Fetch & Freight от Fetch Robotics и OTTO 100 от Kitchener, Ontario’s Clearpath Robotics, которые предлагаются к продаже для логистических центров Украины и Европы.

Потребители таких роботов — логистика и производство, а также все остальные площадки, на которых необходима автоматизация перемещений (к примеру, торговые и развлекательные центры, сельское хозяйство, банки). Стоимость решений — от 350-650 тыс.евро.

Робо-телеги для транспортирования грузов с зоны приемки на склад и обратно на терминале «Новой почты»

В Drone.UAсоздают продукты в области беспилотных технологий. Компания ведет деятельность в аграрной сфере, энергетике и нефтегазовой промышленности, а также в сферах геодезии и топографии. Технологии Drone.UAиспользуются на более чем 2 млн гектаров посевных площадей Украины.

Решения компании — более 10 видов мультироторных платформ (цены стартуют от 20 тыс. грн) и самолетная платформа PD1900. Эта модель предназначена для получения данных аэрофотосъемки и позволяет покрыть до 400 га площади за 100 минут полетного времени. Стоит такой беспилотник 67 тыс. грн.

Беспилотник PD1900

Концерн ДК «Укроборонпром»объединяет несколько предприятий разработчиков, которые конструируют боевую роботизированную технику. Один из участников концерна, «СпецТехноЭкспорт», построил первый в Украине беспилотный БТР «Фантом» — это 6-колеснаямашина, способная перевозить боевые комплекты, транспортировать раненых бойцов и выполнять другие задачи. БТР-робот может передвигаться на расстояние до 20 км. Управление машиной происходит по защищенному радиоканалу или с помощью 5 км волоконного кабеля.

Машина уже доказала некоторые из своих основных возможностей — передвижение по неровной пересеченной местности и успешные огневые испытания в моделированных условиях боя

Также в «Укроборонпром» строят беспилотники. Последняя разработка — беспилотный летательный аппарат ANSER, разработанный участником концерна НДП «Спайтек». Беспилотник может находиться в полете от 6 до 12 часов, поднимать до 5 кг груза и использует зашифрованные каналы передачи данных.

В настоящее время БПЛА проходит испытания, включая боевую нагрузку

В IT-компании ELEKSтоже разрабатываю роботизированные продукты. В их числе — беспилотный танк ЕТ-1 (Танкетка), разработанный для обеспечения безопасности украинских солдат. С его помощью можно эвакуировать раненых, вести разведку в местах, недоступных человеку. Применим беспилотник и в других сферах: его можно использовать как грузовой автомобиль или же как трактор или комбайн в сельском хозяйстве.

Беспилотный наземный аппарат ЕТ-1

Также в компании делают дроны. Главный потребитель этих разработок — гражданская авиация.

Испытательный полет, показывающий процесс сбора данных

Разработчики Механизмуспроизводят роботов-манекенов для рекламы в магазинах одежды, на выставках. Такой робот имеет 9 управляемых суставов, умеет танцевать, приветствовать вновь вошедших посетителей, может работать по таймеру или датчику движения. Компания постоянно улучшает сценарии поведения и придумывает новые возможности. Манекен полностью автономен — для замены сценария достаточно перезаписать программу движений на флешку.

Робот очень прост в использовании, он имеет всего одну кнопку

KNN Systems — сервисный партнер немецкого производителя роботов KUKA. Компания проектирует решения по роботизации процессов сварки, фрезеровки, плазменной резки и паллетизации. Продукты гибкие и универсальные — робота можно переналадить под другую задачу в течение дня.

Пример заказа: решить задачу по удалению прибыли с отливок с помощью плазменной резки. KNN Systems установили промышленного робота, который при помощи датчиков позиционирования манипулирует ступицами над жестко зафиксированным столом плазменной резки.

Клиенты компании — предприятия всех отраслей промышленности, в том числе машино- и станкостроение, металлургия, автопром, химическая промышленность, пищевая промышленность, строительство и логистика.

Роботы Kuka в автопроме

Лаборатории

Производственная лаборатория LabSevenвходит в состав центра робототехники Boteon. В лаборатории работают 10 инженеров. В основном команда занимается разработкой конструктора для учебных центров Boteon, но есть и коммерческое направление: на заказ реализованы проекты в потребительских, кулинарных, промышленных, автомобильных, банковских, коммерческих и военных отраслях.

Планетоход, изготовленный на заказ инженерами LabSeven

Команда Ultimate Roboticsразработала несколько робототехнических проектов в 2012-2016 годах.Среди их разработок — гексакоптер, гексапод, робот на колесах. Сейчас инженеры сделали небольшую паузу в работе: завершают старые проекты, обучаются и концентрируются на новом направлении — медицинской робототехнике. В планах — создание роботизированного протеза руки, разработка электродов и сенсоров типа пульсометра.

«Наши робототехнические проекты будут все более направлены на получение информации с тела человека, на анализ этих сигналов, на разработку wearable-штук — потому что в конечном итоге мы хотели бы двигаться в сторону аугментации человека. Это самая интересная область» — рассказываютробототехники.

Роботизированная рука управляется импульсами с датчиков, подключенных к мышцам

В 2010-11годах команда из 11-тиукраинских инженеров разработали робота-дилера, который мог раздавать в казино карты игрокам и вести игру. Устройство представляет собой полусферу на основании с двумя манипуляторами, специализированными для карт. Было собрано несколько экземпляров и поставлено в опытную коммерческую эксплуатацию. Спустя некоторое время проект закрылся: команду покинул ключевой архитектор, и так и не удалось найти на рынке труда специалистов необходимого уровня.

«В нашей команде было задействовано 11 человек, 8 — бывшие военные инженеры, — рассказывает один из участников проекта.— Слабейший из них был существенно сильнее хорошего синьора. Все были многопрофильными. В процессе потребовалось большое разнообразие непопулярных и специфических скилов, например — создание оптических помехоустойчивых кодов с коррекцией ошибок. В целом я рад, что участвовал в таком уникальном проекте. Это существенно повысило мою квалификацию — я научился оперировать категориями более высоких порядков».

С 2005 по 2014 в Киеве работала робототехническая лаборатория «Роболаба» — проект Ивана Довгаля. Инженеры лаборатории первыми запустили 3D-принтеры и 3D-моделинг для образования и отправили первый дрон в АТО (потом было сделано еще 43 БПЛА и подготовлено более 100 пилотов дронов для АТО).

Стартапы

На выставке CES 2017украинская компания RnD64 представила устройство Hello Egg — это робот-яйцо, который работает в качестве помощника на кухне. Устройство снабжено экраном, который показывает пошаговые видео рецепты для различных блюд и обычные инструкции с голосовым сопровождением. Также помощник может развлечь музыкой из популярных онлайн-сервисов, рассказать последние новости или проверить прогноз погоды.

По словам Дмитрия Шемета, генерального директора RnD64, начальные испытания Hello Egg прошли очень хорошо. Заказчики смогут получить своего робота уже в первой половине этого года.

«Мы изучили статистику и выяснили, что человек проводит на кухне в среднем три года жизни, — рассказывает Дмитрий. — Возникла идея создать ассистента, который поможет проводить это время с пользой — покажет видеорецепты, ответит на любые вопросы на кулинарную тему, включит музыку по голосовой команде и так далее».

Яйцо способно не только слушать своего владельца, но и поддерживать с ним беседу

Над созданием домашнего робота ELFiработает 17-летнийМарк Дробнич вместе с отцом. Робот разрабатывается на основе Lego Details, «интеллектом» выступает Android, а исполнительная база Lego Bricks, которая может быть заменена на Arduino или Raspberry Pi. Работа устройства базируется на приложении Brain App, разработанном Марком. Проект объединяет 5 типов роботов, которые могут выполнять специфические задачи — например, доставлять предмет из одного помещения в другое, запоминать движения и воспроизводить их по команде.

В 2015 году проект занял первое место в конкурсе «Intel-техно Украина». Текущий статус готовности проекта неизвестен.

Процесс доставки банки Coca-Cola при помощи голосовой команды

Стартап Robo Technologiesнельзя назвать украинским, так как компания зарегистрирована в США, но одна из сооснователей продукта — Анна Яроцкая — родом из Украины. Команда разрабатывает детских образовательных роботов, которые ребенок может сам собрать и запрограммировать. В 2015 году стартап собрал $246 тыс. на Кикстартере.

Робот Robo Wunderkind

Хобби-разработки

Underwater robot project — телеуправляемый аппарат для подводного исследования водоемов, разработанный Андреем Гонтаренко. Робот оснащен встроенной видеокамерой, осветителями и приводами, бортовым компьютером, цифровым горизонтом, датчиками глубины, температуры, контроля герметичности корпуса, микрофоном.

«Мечта о создании подобного аппарата пришла еще из детства, — рассказывает Андрей. — Но только почти окончив университет и получив неплохую работу, я смог более серьезно начать реализацию задуманного. Проект делаю вместе с отцом: я занимаюсь электроникой и программированием, отец — механикой, изготовлением.

Мы уже имеем рабочий прототип, участвуем в различных выставках, но пока что занимаемся проектом только как хобби. Мы получаем некоторые предложения, которые агитируют нас заняться коммерциализацией нашего продукта, но я считаю, что он еще не готов».

Аппарат испытывался на глубине 45 метров на озере Свитязь. Прототип дает картинку 1080p с глубины 70 метров.

Устройством можно управлять с помощью ноутбука, планшета или смартфона

Владимир Фурсенко, который сотрудничает с компанией EPAM Украина, разработал «Marco 1.0» — это управляемая платформа, которая способна публиковать метеоданные на сайт robospectra.com. Проект учебный и разрабатывался в процессе изучения программирования микроконтроллеров.

По словам Владимира, несмотря на свою «игрушечность», используемый подход и технологии можно встретить у некоторых исследовательских дронов, инспектирующих посевные поля или местность после техногенных катастроф.

Робот был отмечен 3-мместом на городском конкурсе IoT проектов Golden Byte

Сейчас Владимир работает над более серьезной роботизированной платформой. Цель — реализовать алгоритмы самоуправления через компьютерное зрение.

«В обозримом будущем, мне прежде всего хотелось бы наработать инструментарий и экспертизу, которые послужат основой для проектов уже в коммерческой плоскости, — рассказывает Владимир. — Пока это хобби с небольшими результатами, но неплохим потенциалом. Платформа может быть адаптирована и интересна другим инженерам для исследований, она может быть базой для поставщиков решений для аграриев и спасателей. Журналисты и наблюдатели могут использовать ее в недоступных или опасных для человека местах».

Работа над новым проектом

Разработчик MobiDev Сергей Коба работает над Pluto — это двухколесный робот, который может транслировать видео по локальной сети с помощью встроенной камеры. Передвижения Pluto контролируются через браузер с интернет доступом. Человек, управляющий роботом, может поворачивать камеру влево/вправо/вверх/вниз и по сторонам для увеличения угла обзора. C помощью Pluto можно исследовать любое помещение, не заходя непосредственно вовнутрь.

Механической частью робота управляет программа на C++ (Arduino Uno), а в качестве мозга выступает Raspberry Pi, на котором запущен веб-сервер на Python. Raspberry Pi с помощью Wi-Fi модуля подключается к местной сети, и таким образом можно зайти на него из браузера и осуществлять управление. Также Raspberry Pi транслирует в браузер видеопоток, так что можно видеть, куда едет робот и измерить расстояние до ближайших препятствий.

В планах Сергея — установить камеру на вращающуюся платформу и добавить еще 2 колеса.

Проект разрабатывается в рамках программы «+16 Open Source», которую поддерживает MobiDev

Владислав Джус и Тарас Ветериз компании Vakoms снабдили камеройи экранчиком радиоуправляемую машинку . Машинка работает под управлением Banana Pro, программа управления написана на Python. Сейчас функционал позволяет транслировать потоковое видео на Android гаджет, а в планах ребят — добавить роботизированную руку, которая позволит захватывать объекты, и систему трекинга, чтобы машинка сама прокладывала себе путь с помощью Bluetooth меток.

На экранчике — эмоции (довольный/злой), вдохновлено фильмом про робота Чаппи

Олег Тымчакиз EPAM также разрабатывает устройство, используя Raspberry Pi. Робот оснащен камерой и находится на шасси, управляется с веб страницы.

В планах — написать мобильное приложение для управления

Образование

В Украине работают несколько образовательных центров по робототехнике для детей и взрослых:
— «Винахідник» (Киев, Бровары, Буча, Днепр, Львов, Ивано-Франковск, Винница, Харьков, Одесса);
— Boteon (Харьков, Киев, Одесса, Днепр, есть франчайзи в 8 других городах);
— RoboCode (Киев, Ирпень);
— RobotSchool (Киев, Полтава);
— RoboUA (Киев).

Есть курсы при IT-компаниях:
— Guru IT Schoolпри компании ThinkMobiles (Ужгород);
— Basic Robotics and Programmingпри Infopulse (Киев).

Существуют и некоммерческие инициативы. Главный энтузиаст страны — Иван Шихат-Саркисов. В 2013 году Иван запустил бесплатные занятия по робототехнике и программированию для школьников в Донецке. В 2015 и 2016 участвовал в организации бесплатных робоклубов в Ивано-Франковске, Доброполье и Мариуполе; как консультант помогал запустить аналогичные проекты в Житомиреи Полтаве. Сейчас Иван живет и работает в Виннице — преподает в HUB School, читает мастер-классы и циклы занятий по робототехнике в школах.

Кроме этого, Иван записал видеолекции по основам робототехники для детей — «PRO Роботів»и запустил Technic — украиноязычный образовательно-информационый сайт для школьников и студентов о механике, робототехнике и других технических науках.

Для освоения профессиональной робототехники необходимы знания в области мехатроники, электроники, механики, телемеханики, радиотехники и электротехники, а также кибернетики и высшей математики.

Мехатроника — область науки и техники, основанная на объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами

«Для изучения робототехники я однозначно советую начинать с платформ Arduino, — рассказывает Владислав Джус, разработчик в Vakoms. — Arduino известна тем, что имеет большое количество различных датчиков, модулей. Существует даже модуль распознавания голоса для Arduino. Начать изучение можно с сайта arduino.ua. Есть огромное количество материала по подключению различных датчиков к Arduino.

Arduino хорошо использовать для сбора телеметрической информации с датчиков и работы с модулями. Если возникает потребность в разработке дружелюбного интерфейса, тогда лучше использовать Raspberry Pi или его аналоги. Raspberry Pi — это простой одноплатный компьютер с возможностью установки Linux или Android (также существует возможность установки Windows). Для работы с Raspberry Pi нужны знания в Linux, но существует множество материалов быстрого старта с Raspberry, поэтому разобраться не очень сложно.

Для программирования Arduino используется C ++ и компилируется прошивка с помощью бесплатной прошивки Arduino IDE. На Raspberry выбор языка программирования остается за разработчиком. Я бы советовал использовать Python, поскольку есть очень много материала по подключению датчиков и модулей Arduino к Raspberry на Python».

Индустрия: состояние и перспективы

По данным компании KNN Systems, в Украине чаще всего роботы используются для автопрома, химической и электронной промышленности, для процессов резки и сварки, фасовки, упаковки, паллетизации. Наиболее известные предприятия, применяющие роботизированные комплексы: Procter&Gamlbe, Henkel, АвтоЗАЗ.

Об уровне роботизации говорит соотношение роботов к количеству персонала, обслуживающего данную сферу. Усредненный мировой показатель составляет 60 роботов на 10 000 человек, при этом в Южной Корее он достигает 400 роботов, в Японии 340 роботов, в Германии 280 роботов. В Украине этот показатель пока на уровне 1:20 000. В 2016 году на территории нашей страны было приобретено около 15 подержанных и 5 новых роботов.

Алексей Резниченко, руководитель центра робототехники Boteon — об интересе к робототехнике:

Экосистемы (инфраструктура) робототехники в Украине — в широком смысле — нет. Каждое явление имеет жизненный цикл и, если цикл невозможно завершить или начать, то явление (система) не может выполнять свои функции, не может развиваться и эволюционировать.

Буду краток: мы имеем 3-4региона во главе с Киевом, в которых есть практически полный цикл — от инженерных клубов для детей младшего возраста до вакансий в соответствующих компаниях. В оставшихся регионах или есть часть, или нет вообще ничего. Если говорить в целом, образовательное направление для детского и юношеского возраста в этих регионах представлено широко, но не всегда качественно. Для старшеклассников и студентов — хуже. Для молодых специалистов — плохо.

Я хочу сказать, что в Украине не существует полной инфраструктуры здесь и сейчас — у нас есть хорошее инженерное наследие, но уже начиная со школы этот интеллектуальный потенциал деградирует, а в вузе и того более. На выходе даже со специальностей, связанных с робототехникой, мы получаем максимум 10% выпускников, которые самостоятельно интересуются и развиваются. Они обычно прогуливают часть пар, которые им не интересны — делают это осознанно, потому что знают цену времени, имеют цели и хотят их достичь как можно скорее. Остальные не найдут работу по специальности — по разным причинам.

Я вижу, что интерес к инженерным наукам растет: и родители, и молодежь понимают ценность этих навыков. Это хорошо. Я вижу, что большинство компаний — это аутсорс, то есть рабочая сила под создание чужого продукта. Это плохо. Я вижу, что существующая система образования запуталась в несистемных реформах, популизме, неправильных кадровых решениях. Это плохо. Я вижу, что есть энтузиасты, как старшего возраста, так и молодежь — они готовы нести знания в массы. Это хорошо. Я вижу, что слово «стартап» все популярнее в нашей стране, и детям уже с юных лет во многих учебных центрах предлагают попробовать свои силы на этом поприще. Это очень хорошо.

"Хорошо":"Плохо" — 3:2. Хорошая тенденция. В очередной раз — вся надежда на подрастающее поколение.

Иван Шихат-Саркисов, преподаватель-методист в HUB School — об образовательном аспекте:

Образовательное направление по робототехнике в Украине я оцениваю как развивающееся, но недостаточно бурно. В последние 2-3года было предпринято немало попыток ввести робототехнику в программу учебных заведений разных уровней и разных форм собственности, но они не носили системного характера и не имели достаточного охвата целевой аудитории.

В большинстве случаев, географически все заканчивается в областных центрах, крупнейших городах наиболее развитых областей. Если рассуждать в масштабах страны: в прошлом году в первые классы школ пошли почти 400 000 детишек (раньше — больше). Для детей с этого возраста существуют прекрасные образовательные решения от LEGO Education. Лидер в сфере образовательной робототехники ООО «Пролего» (сеть технических студий «Винахідник») обнародовал данные о количестве учащихся разного возраста в своих студиях в 2016/17 учебном году: 7000 человек. Всего 7000 из потенциально 4,5 млн детей школьного возраста по всей стране.

Образовательная робототехника — очень интересная огромному количеству детей (как мальчикам, так и девочкам) сфера знаний. Такие выводы могу делать на основании своей 3-летнейдеятельности по популяризации робототехники в разных городах Украины. На мой взгляд, сложность состоит в отсутствии этой предметной сферы в фокусе реформаторов минобразования (хотя, может я просто чего-то не знаю?).

На примере Винницы и Днепра могу сказать, что во многих областных центрах различные дома творчества, детей и юношества, центры технического творчества (бывшие дома пионеров и станции юного техника) стараются не сидеть сложа руки и находят возможность заполучить наборы, открывают хозрасчетные группы

На сегодня мои планы: успешно завершить кампанию по сбору средствдля создания робоклуба на базе класса информатики в Терпеньевской школе-интернате для детей с задержкой развития мозга (Запорожская область, Мелитопольский р-н, с. Терпенье). Кроме этого, есть желание дать волонтерам, бесплатно обучающим детей в Мариуполе, Доброполье, Виннице и Ивано-Франковске, дополнительные инструменты в виде почти 20-тиразличных наборов LEGO Education. Как и предыдущие три года, я продолжу делиться информацией и опытом с теми, кто в какой-то момент будет готов посвятить часть своего времени, сил и средств на создание бесплатного робоклуба у себя в городе\селе. С 1-гомарта на YouTube я возобновляю выпуск видео из цикла #PROРоботів (сейчас готовлю канал, на который будут залиты выпущенные ранее 20 роликов первых двух разделов).

Юрий Посух, директор по маркетингу в «Стандарт-ПАК» — о спросе на роботизированную продукцию:

Системность в робототехнике для Украины пока не присуща, однако некоторые разработки в этой области ведут во Львове (преимущественно военная тематика) и Киеве. Некоторым ограничением для расширения нашей деятельности служит недостаток квалифицированных кадров — многие разработки и специалисты за последние десятилетия покинули страну, а новых собирать становится все труднее.

Складская автоматизация и особенно AGV-логистика только начинает развиваться в постсоветских странах, но в более экономически развитых странах первые модели были внедрены еще 5 лет тому назад. Потребители таких технологий — сборочные цеха, где необходимо перемещение деталей и компонентов с одной зоны в другую, производственные предприятия, где по каким-либо причинам участие человека в логистической цепочке не желательно (гигиена, безопасность, экономичность), перевозчики и службы доставки, где нужно максимально автоматизировать и удешевить процессы сортировки грузов.

Украина имеет хорошее будущее в логистической структуре Европы, и поэтому в ней огромный неохваченный спрос на инновации в этой сфере. Особенно на те решения, которые могут быть обоснованы экономически.

Кукуш Артем, создатель и владелец издания о роботах robotics.ua — о перспективах:

Говоря о сфере робототехники в Украине, будет уместно разделить ее на направления: потребительское, производственное и сферу обучения.

В потребительском секторе на сегодняшний день наблюдается устойчивый спрос на различных роботов-уборщиков и беспилотники. Украинцы массово узнали о существовании дронов с началом боевых действий на юго-востоке страны. В этот момент произошел всплеск интереса к беспилотным аппаратам для аэросъемки, которые можно было бы применить для разведки. Волонтеры массово закупали обычные квадрокоптеры потребительского класса. И вот, спустя всего 3 года, дроны вошли и в нашу повседневную жизнь. На мой взгляд, именно 2016 год окончательно сформировал рынок аппаратов для любительской аэросъемки. Вслед за ним подтянулся и рынок игрушечных дронов.

Что касается автоматизации производства, в Украине мы наблюдаем нерадужную картину. По моим данным, в год в пределах страны продается всего пару десятков промышленных роботов. Для примера, в соседней Словакии в 2015 году приходится порядка 900 шт. на 10 000 рабочих, а в Германии 1200 шт. Это свидетельствует о начальном уровне спроса на такую продукцию среди украинских бизнесменов. К сожалению, никто не спешит модернизировать свое производство.

Быстрорастущим направлением робототехники в Украине является образовательное. Кружки и школы робототехники растут как на дрожжах. В них проходят занятия, на которых учатся конструировать и программировать роботов с помощью специальных наборов робототехники. Есть несколько сетевых школ, которые открывают свои представительства в городах Украины. Есть школы, которые открываются на волонтерских началах.

В области производства роботизированной продукции, к сожалению, действительно интересных достижений украинских разработчиков пока нет. Массового производства беспилотников и других военных роботов в последние годы не произошло.

Исходя из сказанного, можно сделать вывод, что украинское общество на данный момент в основном интересуют потребительские роботизированные устройства. Я думаю, хорошим сигналом для всей отрасли робототехники в целом в Украине является массовое открытие учебных заведений робототехники для детей. Будем надеяться, что ребята, которые в них сейчас занимаются, через 10 лет прославят Украину как одного из сильных игроков на мировом рынке производства роботов.

Если вы конструировали роботов или знаете о других интересных проектах в области робототехники, приглашаем рассказать о своем опыте в комментариях.