DOU Проектор: MiRONAFT FabLab – самая большая в Украине лаборатория робототехники, открытая для всех

В рубрике DOU Проекторвсе желающие могут презентовать свой продукт (как стартап, так и ламповый pet-проект). Если вам есть о чем рассказать — приглашаем поучаствовать. Если нет — возможно, серия вдохновит на создание собственного made in Ukraine продукта. Вопросы и заявки на участие присылайте на editors@dou.ua.

Привет! Меня зовут Ковтун Сергей, я студент 4-гокурса ОНАПТ и PR-manager MiRONAFT — научно-исследовательской лаборатории мехатроники и робототехники. Это крупнейшая инновационная FabLab лаборатория Украины и Европы, расположенная на базе Одесской национальной академии пищевых технологий (вторая по размеру лаборатория находится в Молдове на базе университета TUM).

Статья создана в соавторстве с Виктором Егоровым.

Идея

Инициатор и создатель открытого co-work пространства — к.т.н. Виктор Егоров, преподаватель кафедры автоматизации технологических процессов и робототехнических систем ОНАПТ, нынешний научный руководитель лаборатории.

Лабораторию решили создать из-за нехватки открытых технических пространств в университете и городе в целом. Изобретателям с идеей попросту не было куда обратиться для прототипирования, а любой выход на коммерческий рынок требует наличия MVP. Каждому изобретателю/ученому/предпринимателю при необходимости разово воспользоваться определенным оборудованием нужно либо покупать его, что совершенно лишено смысла и не по карману абсолютному большинству из них, либо искать знакомых/родственников, работающих на каких-то заводах, где такое оборудование есть. Те после рабочей смены в один из дней используют оборудование в своих личных целях и при этом рискуют остаться без работы.

MiRONAFT и стала местом, где каждый желающий горожанин вне зависимости от возраста, навыков, места учебы либо работы, при должной консультации со стороны сотрудников, сможет реализовать свою идею совершенно бесплатно. Каждому предоставляется рабочее место для разработки, сборки, тестирования прототипа, а также ручной инструмент, софт, специализированная литература и консультация со стороны сотрудников и резидентов co-work’a.

Существует одно условие — 20% проведённого времени в лаборатории добровольно посвятить помощи в организации и проведении мероприятий в лаборатории: фестивалей, выставок, мастер-классов, тренингов, субботников и т. д. Мероприятий мы организовываем и проводим огромное множество, так что помогать всегда есть с чем.

Среди основных активностей лаборатории — кружки робототехники для школьников, мастер-классы по основам современной робототехники (пневматика, гидравлика, электрические манипуляторы, программирование контроллеров, ЧПУ станки). Мы являемся организаторами ежегодного общегородского фестиваля робототехники «Robotronica», который каждый год посещают более 7 тыс. одесситов.

Кроме того, на базе нашей лаборатории проходит Всеукраинская олимпиада по мобильной робототехнике «RoboRace Odessa Grand Prix». Это, по сути, полноценный международный турнир/гонки среди машин с искусственным интеллектом. На огромной многоуровневой трассе машины инженеров со всей Украины и ближнего зарубежья состязаются в скорости, будучи абсолютно автономными. Причем соревнования проходят по всем правилам полноценных гонок: со своими квалификационными заездами, полуфиналами, финалом и штрафными кругами при нарушениях.

Помимо организации своих больших мероприятий мы также часто выступаем площадкой для других. Так, на базе нашей лаборатории проходили общегородские фестивали STEM образования, Odessa Mini Maker Faire и многое-многое другое.

Реализация

Пространство начало свою жизнь на базе Одесской национальной академии пищевых технологий при кафедре «Компьютерные системы и автоматизация». В начале 2014 года группе единомышленников — преподавателям и студентам — было выделено два помещения на последнем этаже учебного корпуса для создания лаборатории. Соответствующий приказ был подписан 17-гофевраля 2014 года, так что 17-гофевраля 2019 мы празднуем наш первый юбилей. Торжественные празднования из-за учебного графика университета были назначены на 22 и 23 марта — так что всем ждем в гости! :)

В Украине рассчитывать на поддержку государства не приходится. Лаборатория развивалась и развивается прежде всего благодаря компаниям-друзьям: Camozzi, Festo, Phoenix Contact и др., которые предоставляют наиболее современные виды оборудования для обучения и модернизации. Кроме компаний-партнеров, которые в нас заинтересованы профессионально, нам также помогает огромное количество наших друзей бизнес-ангелов, среди которых наиболее активные: Дмитрий Милютин (Parfum Galerie Moluar), Петр Обухов (Такси Бонд), Александр Плеве (компания SocTrade), Илья Босый (компания Biakom) и многие другие, за что мы им безмерно благодарны.

В декабре 2017 года лаборатория обрела статус «FabLab» и стала на тот момент единственной в Украине FabLab лабораторией, расположенной на базе УВО (учреждение высшего образования, бывш. вуз). FabLab (англ. fabrication laboratory) — это всемирная сеть открытых инновационных мастерских, которые предоставляют бесплатный доступ к своему пространству и всему, что расположено в нём. В их распоряжении есть всё необходимое оборудование и инструменты для создания всего из ничего.

Сейчас в этой сети более 1500 лабораторий по всему миру. При этом заметно наличие корреляции между уровнем развития экономики страны с количеством таких лабораторийя: Италия — 134, США — 173, Франция — 157. Тем отраднее, что в Украине за последние несколько лет количество FabLab лабораторий удвоилось и стало равным 8 (3 в Киеве, 3 в Одессе, 1 в Харькове и 1 в Сумах). Кроме того, на подходе еще как минимум 5 лабораторий: Львов, Харьков, Северодонецк и две в Киеве. Это, конечно, не может не радовать и вселяет надежду перестать рассматривать Украину не как сырьевой придаток, а как европейский современный центр инноваций, технологий и робототехники.

Сейчас лаборатория насчитывает более 350-тирезидентов, включая 30 сотрудников. Большая часть резидентов — это студенты разных одесских вузов. Еще примерно одну треть посетителей составляют дети и взрослые.

Ведется разработка более 25-тинаучных проектов, которыми занимаются резиденты на протяжении своего обучения в вузе. Каждый имеет возможность реализовать проект в качестве будущего диплома.

Разработка роботизированного манекена

Из наиболее успешных разработок хочу отметить RAIM (Robotics Artificial Intelligence Mind) — роботизированный манекен.

Работа над проектом началась в 2017 году по заказу одного из крупнейших аутлет-магазинов одежды Одессы. Со стороны заказчика был предоставлен манекен женского пола черного цвета. От нас же требовалось сделать так, чтобы обыкновенный манекен превратился в настоящего человекоподобного робота. Согласно ТЗ, робот должен был иметь не менее 6 степеней свободы. Проанализировав существующие на тот момент модели подобных изобретений, решили сделать по одной степени свободы в плечах и локтях, в голове расположили 2 степени. Все суставы для робота являются уникальной разработкой лаборатории. После реализации механической части, была написана программа, задающая последовательность движения конечностей манекена. Затем были испытания.

Согласно ТЗ, манекен должен был работать 12 часов в сутки. Для того чтобы приблизить лабораторные условия к реальным, команда MiRONAFT на протяжении 12-тичасов наблюдала за работой механизма. В ходе испытаний были выявлены неполадки. За 12 часов беспрерывной работы было замечено, что плечи испытывают большую нагрузку, с которой не справлялись сервоприводы. Для решения этой проблемы мы задействовали дополнительное механическое передаточное устройство, расположив его между сервоприводом и рукой.

После исправлений в аппаратной части манекен повторно испытали. К счастью, эта попытка была успешной. Манекен показал вполне удовлетворительный результат и был передан заказчику. Поскольку этот проект стал более чем успешным и получил интерес венчурных фондов, было решено и дальше развиваться в этом направлении. Сейчас ведем переговоры относительно экспорта манекенов в Израиль, Германию и США.

Из других интересных проектов, которые разрабатываются в лаборатории есть SA1 — Smart Assistant — робот домашнего присутствия с искусственным интеллектом, позволяющим распознавать голосовые команды и вести диалог, распознавать собеседников и оказывать информационную поддержку. Также есть беспилотники самолетного типа, мультироторные системы вертикального взлета, системы автоматического управления промышленной робототехникой и многие другие.

Оборудование

Лаборатория MiRONAFT FabLab располагает парком 3D-принтеров состоящим из 13 машин (FDM декартовые, FDM дельты, фотополимерные). Кроме того в строю 4- и 3-осевыеЧПУ фрезера, а также 2 ЧПУ лазера разной мощности и размера рабочей площади. Вакуумный формовщик, токарный станок, зона электроники и пайки, оборудование тестирования, программное обеспечение, ручной инструмент и многое другое. Во время реализации одного из проектов также удалось закупить первых в Украине уникальные промышленные коботы (коллаборативные роботы) компании «Universal Robots».

Одно из основных преимуществ статуса FabLab — доступное программное обеспечение компаний, которые сотрудничают со всемирной сетью «FabLab». Компании Autodesk и Solidworks предоставляют грант в качестве корпоративных лицензий. В программный комплекс входят продукты AutoCAD, Inventor, SolidWorks, Fusion 360 и др.

Развивая идею открытой лаборатории, мы приняли участие в конкурсе проектов «Социально активный гражданин». Это муниципальная онлайн-платформа, которая включает в себя 5 направлений по взаимодействию власти с территориальной громадой и участию одесситов в управлении городом. Выбрав направление «общественный бюджет», мы подали проект «MiRONAFT FabLab — лаборатория для каждого».

В начале 2018-гогода, исходя из результатов голосований одесситов, MiRONAFT стала проектом-победителем и заняла второе место в рейтинге среди 118 претендентов. Вся смета проекта (а это 4,3 млн грн) сводится к приобретению большего количества инструментов, оборудования и станков для развития пространства. На данный момент мы находимся в активной фазе реализации проекта, а именно ведется закупка оборудования через систему «Prozorro». Покупаем все необходимое для противопожарной сигнализации и комплекты ручного инструмента.

Для того чтобы разместить все оборудование лаборатории, нам было выделено дополнительно 16 помещений. Всего в нашем распоряжении сейчас 24 помещения площадью более чем 1300 м². На новых площадях размещены мастерские для прототипирования, специализированные аудитории промышленной пневматики, гидравлики и электрики.

Есть также CNC-лазерная/фрезерная — помещения для лазерной/фрезерной обработки материалов либо объектов. Столярная — для обработки изделий из дерева или на его основе.

Помещение портативной робототехники обустроено 3D-площадкой (платформа периферийных устройств, преобразующих цифровые 3D модели в физические объекты) и зоной полиграфии по изготовлению печатной продукции. Также в аудитории расположена трасса для тестирования машинок, которые перемещаются с помощью искусственного интеллекта, без вмешательства человека.

Компьютерный класс — оборудован современными мощными машинами, которые были закуплены в рамках проекта «Городской бюджет 2018». Есть также серверная, зона отдыха и кабинет научного руководителя.

Планы

В будущем мы планируем максимально развивать международные отношения с ведущими центрами робототехники Европы, поддерживать академическую мобильность для наших студентов. В этом году нам уже удалось добиться двухнедельной стажировки двух резидентов лаборатории в главном офисе компании Phoenix Contact в городе Бад-Пирмонт в Германии и принять на трехмесячную стажировку у нас дипломницу по робототехнике из университета города Брауншвейг в Германии.

Среди основных акцентов на будущий год — развитие и монетизация собственных научных проектов, готовых к выходу на рынок, и рекрутинг. Планируем набирать новых резидентов в лабораторию и новых студентов на учебные программы «Компьютерно-интегрированные робототехнические системы» и «Робототехнические системы с искусственным интеллектом» в рамках нашего факультета компьютерных систем и автоматизации ОНАПТ, частью которого мы являемся.

Приглашаем всех в гости, чтобы попробовать всё своими руками!