Летающие роботы: битва продолжается

Летом, в преддверии финала конкурса «Летающие роботы», мы беседовали с его инициатором, директором по разработке ПО компании КРОК Алексеем Добровольским. На днях компания объявила о новом этапе конкурса - «Этап 2014. Догнать и перегнать КРОК». Прием заявок начнется с 1 апреля 2014 года, но для того, чтобы получить шанс выиграть 200 000 рублей, подготовку лучше начать уже сейчас. Такой приз получат первые пять участников, роботы которых пройдут лабиринт быстрее команды организаторов. Мы встретились с Алексеем, чтобы узнать о деталях нового этапа конкурса и состоянии робототехники на сегодня.

Алексей, уже прошло больше года с тех пор, как начался конкурс. Изменилось ли что-нибудь на рынке робототехники и летающих роботов с тех пор? Интересны и мир, и Россия.

Год назад я говорил о том, что основным сдерживающим фактором применения летающей робототехники является вовсе не технологические проблемы, а законодательные. С одной стороны, есть вопросы в законодательстве, определяющем безопасность применения дронов. С другой, фактически отсутствуют законы, регламентирующие их использование в коммерческих целях.

С этой точки зрения весь мир можно поделить на три категории. Во-первых, это страны с высоким уровнем технологического развития – США, Западная Европа и т.д. Там существуют четкие правила использования авиамоделей, распространяющиеся на сверхлегкие и легкие беспилотники. Это позволяет использовать их в гражданских задачах, в том числе полиции и пожарным. В то же время нельзя оказывать с их помощью платные услуги. Но дело движется, совсем недавно появилось подтверждение готовности к 2015 году в США начать «вводить в эксплуатацию» необходимые правила (Press Release – FAA Releases Unmanned Aircraft Systems Integration Roadmap). Как только это будет сделано, рынок беспилотников в США и Западной Европе получит колоссальный толчок.

Ко второй категории стран можно отнести те, где в области применения дронов практически никто ничего не контролирует. Это значительная часть Африки, Азии, Южной Америки, с их бескрайними пустынями, джунглями и т.п. И на этих просторах все, кто хочет, может без проблем применять беспилотники. В этих странах основной сдерживающий фактор массового использования роботов - экономические потребности и возможности. Существует некая планка стоимости работ, за которой дешевле использовать управляемую авиацию.

И, наконец, третья категория, к которой относится и Россия, страны, где есть множество предпосылок для использования дронов (например, диагностика высотных объектов, линий электропередач, состояния протяженных территорий и пр.), но отсутствует законодательная база, и движений к изменению этой ситуации пока нет

На рынке наземных роботов все обстоит так же?

Нет, там как раз все существенно лучше. На этом рынке значительно меньше законодательных препонов, проще организовать безопасность применения техники. На недавно прошедшей в Вашингтоне выставке AUVSI Unmanned Systems примерно треть аппаратов была наземными - различные бульдозеры, тракторы, диггеры, поисковые, охранные и ремонтные роботы. Этот сектор развивается вполне успешно.

Но если говорить о внедрении всего этого в России, то тут вопрос только экономической целесообразности. Повышение производительности труда у нас в стране, к сожалению, волнует не многих.

Что делает КРОК с целью развития летающей робототехники, и насколько это обосновано для нашей страны?

Безусловно, мы видим в этом смысл, иначе не стали бы заниматься. У нас в стране есть отдельные отрасли, которые заинтересованы в применении робототехники. Тот же Газпром или ФСК ЕЭС с ее протяженностью линий электропередач.

Например, в начале года мы по приглашению одного из заказчиков побывали в Пятигорске, обследовали принадлежащие им линии электропередач на Кавказе с помощью управляемого летающего робота с камерой. Даже при использовании пусть и дорогой, но все же бытовой камеры, нам удалось получить достаточно интересные результаты. Но мы натолкнулись на другую проблему. Профессиональная ультрафиолетовая камера, позволяющая проводить диагностику коронных разрядов днем, стоит около 100 тысяч долларов и довольно много весит. Естественно, использование такого прибора на беспилотнике неэффективно, в случае аварии потери будут просто необоснованные. Поэтому сейчас мы с партнерами заканчиваем НИОКР по разработке ультрафиолетовой камеры весом в килограмм и стоимостью в 10 раз меньше. На выставке UPGrid, где мы показали прототип такой камеры, он вызвал большой интерес у энергетиков. А к концу этого года мы надеемся получить и результаты летных испытаний.

Ну и, наконец, за прошедший год мы освоили процедуры, связанные с перекрытием воздушного пространства. Также у нас «появилась» площадка для испытательных полетов на аэродроме Мячково. В Москве и Подмосковье из-за трех федеральных аэропортов и большого количества запрещенных для полетов зон вообще очень сложная ситуация с получением разрешений или перекрытием воздушного пространства, поэтому без Мячково нам было бы тяжело.

Основной задачей нового этапа конкурса является «Догнать и перегнать команду КРОК». Почему именно такая задача?

Надо сказать, что результаты прошлого этапа конкурса нас несколько разочаровали. С одной стороны, конкурс удачно завершен, было много участников. Но лучшее время все равно показала наша собственная команда, а с заданием справились кроме нас, только победители.  Конечно, мы рассчитывали на большее, была надежда на университеты. Но ни одна из них не показала действительно впечатляющих результатов. К тому же нескольким участникам не хватило буквально пары месяцев на отладку. Поэтому мы решили дать ребятам еще один шанс.

Изначально предполагалось более серьезное усложнение задания следующего этапа. Но, поскольку большинство участников не справилось и с предыдущим, мы решили не сильно повышать сложность задачи. В лабиринте просто появится несколько дополнительных перегородок.

Для того, чтобы еще сильнее облегчить задачу участникам, мы решили поделиться с ними исходным кодом ПО к своему роботу по состоянию на август. Мы сделаем это в самое ближайшее время, после предварительного объявления на сайте конкурса. Желающим использовать его потребуется пара недель работы, чтобы довести код «до ума» для выполнения новой задачи. Кроме того, на нашем роботе был установлен лидар – сканирующий лазер, который позволял измерить расстояние до окружающих робота объектов. Если участник собирается ориентироваться по видеокамере, нужно будет в нашем коде заменить модуль обработки данных с лидара на что-то другое.

А насколько важна именно скорость выполнения задания?

Мы принципиально не будем тратить время на улучшение скорости прохождения для своего робота. Как получится, так и получится. Думаю, что это будет в диапазоне от 4 до 6 минут. Точный результат для нового полигона мы узнаем только ближе к весне.

Для победы будет достаточно опередить нас хотя бы на 1 секунду. Но даже если никому не удастся это сделать, но окажется несколько команд с результатами в 5, 10 или даже 15 минут – мы уже будем счастливы. Это будет означать, что в конкурсе есть смысл. И у летающей робототехники есть шансы на развитие в нашей стране.

Как вы думаете, есть ли шансы у участников прошлого этапа конкурса?

Из того, что мы видели на тестовых полетах и в финале – хорошие шансы есть у нескольких команд, мы надеемся на более активное участие в этом этапе российских технических университетов. И совершенно точно шансы есть у Robodem, победителей прошлого этапа конкурса.

В условиях конкурса перечислено множество допустимых методов навигации. Какой из них, на Ваш взгляд, наиболее перспективен?

Методов большое количество, но, на наш взгляд, для беспилотников в целом наиболее перспективна навигация по камере. Да, мы использовали лидар, но он имеет совершенно четкие границы применения. На его работоспособность очень сильное влияние оказывают характеристики поверхности, на которую падает лазерный луч. Любые глянцевые покрытия, зеркала, чрезмерно черная поверхность создают трудности. К тому же он не может устойчиво работать в тумане.

Можно использовать ультразвуковой дальномер. Но там тоже совершенно четкий спектр условий. Поверхности должны быть твердые и не создавать многократных отражений. Или логика программного обеспечения должны быть очень сложной.

Есть еще вариант с радиолокацией. Причем можно использовать недорогие датчики, которые применяются в автомобильных системах предупреждения столкновений. Но и тут есть ограничения. Занавеску или веревку такой радар не увидит.

Мы считаем, что наиболее универсальным навигационным датчиком является аналог человеческого глаза, то есть простая видеокамера. Две камеры, подсветка для темноты и соответствующее программное обеспечение – самый универсальный комплект. Robodem, например, использовали камеру и успешно справились с заданием.

Каким вы видите будущее конкурса? Будет ли он только «летающим» или может коснуться и других направлений робототехники?

Сценарии можно придумать любые, у нас было много забавных идей. Например, устроить бой летающего дрона с наземным, типа танка. Вооружить их лазерными указками, датчиками. Или просто воздушный бой. Но пока участники не могут справиться с пролетом несложного лабиринта, усложнять условия бессмысленно.

Если мы не увидим прогресса по сравнению с прошлогодним достижениями участников, то конкурс придется завершить. Если же прогресс и успешные финалисты будут, то появятся и новые этапы конкурсов, с более сложными заданиями вроде трехмерного лабиринта или пролета через окна в перегородках. По большому счету, ничего сложного в этом нет. Мы ни от кого не скрывали, что изучали описания роботов с зарубежных конкурсов, смотрели способы реализации, изучали идеи, экспериментировали. Мы поставили себе задачу за год подняться до того уровня, на котором делают роботов зарубежные студенты. И мы это сделали. На мой взгляд – это вполне достижимая задача и для российских студентов.

Алексей, большое спасибо за познавательное интервью.