Түсіндірме сөздік
Робототехниканың заманауи даму үрдістері
жүктеу/скачать 7,86 Mb.
|
Дәрістер
| Робототехниканың заманауи даму үрдістері
Қазіргі заманғы робототехниканың даму үрдістерінде алдағы уақытта қарқынды дамуды көздейтін келесі бағыттарды атап өтуге болады: * медицина; * ғарыш саласы; * су асты техникасы; * жердегі робототехника. Осы салаларда роботтандыру құралдарын пайдаланудың өзектілігі ең алдымен жаңа міндеттердің пайда болуымен анықталады, оларды шешу кезінде адамдардың өмірі мен денсаулығы үшін тәуекелдерді барынша азайтуды қамтамасыз ету қажет. Аталған міндеттердің көбі адамға жақын орталарда жұмыс істеуге байланысты. Медициналық робототехниканың перспективалық даму мәселелері [9, 35, 36] жұмыстарында қарастырылды. Жедел медицинаның араласуын талап ететін жағдайларда адам өміріне төнетін қауіп-қатердің өзі де экстремалды болып табылады. Хирургиялық ота жасаулар кезінде дәрігерлер іс-әрекетінің нәтижесінде пайда болатын тіндердің ыдырау өнімдері аса қауіпті екені белгілі [9, 37]. Науқастың ағзасында ыдырау өнімдерінің таралуы қан айналу жүйесі бойынша жүзеге асырылатындықтан, онда осы қатермен күресте перфузиялық техника негізгі рөл атқарады (сурет 14). Адамға ота жасауға дайындаудың ең перспективті тәсілдерінің бірі, ол сол органды, яғни дененің ота жасалатын сәйкесінше бөлігін ағзадан перфузиялық оқшаулау болып табылады. а) б)
14-сурет. Перфузиялық кешенін қосу схемасы in vivo (а) және перфузиялық кешенінің үлгісі ex vivo (б)
Басқаша айтқанда, ота жасайтын орган қан жүйесінен ажыратылады (егер ол өмірлік қажет болса, онда бұл уақытта орган жасанды түрде ауыстырылады) және сыртқы перфузиялық кешенге қосылады. Бұл бөлінген контурда алмастырғыштарды пайдалану есебінен қан жоғалтуды азайтуға ғана емес, сонымен қатар қанды тиімді сүзуді жүргізуге де мүмкіндік беріледі. Перфузиялық техниканы пайдалану трансплантация мақсаттары үшін оқшауланған органдардың өміршеңдігін қолдауға және қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Пациенттер мен жекелеген органдардың тыныс-тіршілігін қолдаудың жасалған бар құрылғыларын дамыту және жетілдіру, оларды қолдану аймағын кеңейту, аралас медициналық міндеттерге бейімдеу, арнайы жаңа құрылғыларды әзірлеу аса өзекті міндеттер болып табылады. Осы бағытты дамытудың қажеттілігі мен орындылығы денсаулық сақтаудың нақты секторында олар толық болмаған кезде осындай жүйелердің өткір қажеттілігімен айқындалады. Медициналық робототехниканы дамытудың негізгі бағыты, ол хирургиялық оталарды жүргізудің дәлдігі мен сенімділігін арттыру, сондай-ақ хирургтың мүмкіндіктерін кеңейту үшін ассистирлеу жүйесін құрудан тұрады [35, 36]. Мұндай жүйелердің міндеттерінің бірі медициналық қызметкерлерді ескіше іс-шаралардан босатып, одан көрі назарды аса маңызды процестерге шоғырлануға мүмкіндік беру болып табылады. Атап айтқанда, алдын ала берілген аймақта, траекторияда және әсер ету тереңдігі кезінде хирургтың қадағалауымен отаны жүзеге асыруға мүмкіндік беретін құрылғыларды жасау туралы сөз болып отыр. 15-суретте мұндай жүйені іске асырудың ықтимал мысалы келтірілген [9]. 15-сурет. Хирургиялық процесті роботтандыру Медициналық робототехниканың негізгі ішкі жүйелерінің басты атқаратын қызметтері төмендегідей тұжырымдалуы мүмкін [37]: орындау элементтері үшін көлденең қиманы төмендету кезінде дәлдікті күшейту және арттыру; науқастың параметрлерін және дачиктерға арналған аппараттарды бақылау; басқару жүйесіне үшін көппараметрлік есептерді жедел шешу барысында хирургті ассистирлеу. Хирург ассистирлеудің робототехникалық жүйесінің негізгі артықшылығы адам факторына (эмоциялар, тремор, шаршау) байланысты тәуекелдерді айтарлықтай төмендету болып табылады. Медициналық робототехниканы дамытудың тағы бір бағыты жаңа медициналық технологияларды қолдаумен байланысты, мысалы, техниканың басқа салаларында әзірленген, бірақ медициналық міндеттерді шешуге бейімделген жүйелерді үйлестіру. Бағыт перспективасы бүгінгі таңда еңсерілмейтін мәселелерді (ауруларды ерте диагностикалау, емдеудің жаңа әдістері және т.б.) шешуге мүмкіндік беретін жаңа медициналық техниканы жасау мүмкіндігіне негізделген. Ғарыштық робототехника саласында келесі перспективалық даму бағыттарын атап өтуге болады: орбиталық және жоспарлы робототехникалық базалар, робототехникалық қамтамасыз ету (РҚЕ) құралдарымен қызмет көрсетілетін автоматты ғарыш аппараттарының кластерлері [8, 26]. Орбиталық робототехникалық базалар ғарыштық мақсаттағы әртүрлі жүйелерді өрістету, жаңадан құрылған жабдықтарды өңдеу, автоматты немесе супервизорлық режимде ғылыми-техникалық эксперименттер жүргізу кезінде монтаждау жұмыстарын жүзеге асыруға арналған. Сондай-ақ олар әртүрлі мақсаттағы ірі көлемді ғарыш аппараттарын (ҒА) құрастыру, монтаждау және іске қосу үшін плацдармға қызмет ете алады. Орбитадағы робототехникалық базалардың басты артықшылығы - адамсыз технологияларды қолдану. Олар тіршілікті қамтамасыз ету жүйелерін (атмосфераны тұтыну, тамақтану, су, қалдықтарды жою) және қауіпсіздік жүйелерін (адамдарды ғарыш кеңістігінің қолайсыз жағдайларынан қорғау) талап етпейді, бұл пайдалану құнының айтарлықтай төмендеуіне әкеп соғады. Орбиталық станцияда роботтарды басқару аса жауапты жағдайларда тікелей басқаруға ауыса отырып, супервизорлық режимде ұшуды басқару орталығынан жүзеге асырылатын болады. Мұндай тәсілді сезгіш құралдардың және телекоммуникациялық жабдықтаудың жоғары деңгейінде жүзеге асыра аламыз. Орбиталар бойынша аппараттардың шашыраңқылығы РҚЕ-лерді қолдану тиімділігін күрт төмендетеді. Бұл мәселе аппараттарды кооперациялау құралдарын стандарттау міндеттерін шешумен қатар орбитаның параметрлеріне қойылатын талаптарда функционалдық ерекшеленетін, атқаратын қызметтеріне байланысты айырмашылықтары бар ҒА-ның кластерлерін қалыптастыру идеологиясын дамытуды болжайды. Кластердің кәдімгі топтардан айырмашылығы бір ҒА-ның функционалдық мүмкіндіктерін айтарлықтай кеңейтетін жалпы платформаның болуында. Сервистік автоматты ҒА орбитаны түзеруге және бағдарлауға қуаттандыруға, жөндеу-қалпына келтіру жұмыстарын жүргізуге, ғарыштық қоқыспен соқтығысу қауіптін жоюға, жер серігінің орбитасын ғарыштық қоқыстан босатуға арналған [11]. Жерсеріктерінің топтарын құру жерді бақылауға және байланыс жасауға, өлшеуге және зерттеулер жасауға, ғарыш кеңістігінен жер бетінің үздіксіз мониторингін жүргізуге, сондай-ақ жерүсті байланыс пункттеріне ақпараттың үздіксіз жедел берілуін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Кластердің бірыңғай платформасының болуы робототехникалық қызмет көрсетудің жоғары тиімділігін, кластердің жалпы ресурстарын (энергетикалық, есептеуіш, коммуникациялық) қайта бөлу мүмкіндігін қамтамасыз етеді, сондай-ақ барлық ҒА үшін ортақ борттық қорғаныс кешенін құруға мүмкіндік береді. Күн жүйесінің объектілерін зерттеу және игеру бағдарламалары бірінші кезекте Айдың және Марстың бетінде ғаламшарлық базаларды құруды көздейді. Экономикалық пайымдаулар осындай базаларды робототехникалық құралдардың көмегімен (адамсыз технологияларды қолдану) құру және қызмет көрсету орынды деп көрсетеді. Олар ғаламшарлардың бетін толық масштабты зерттеу, геологиялық барлау және карталау жүргізу, пайдалы қазбаларды өндіру мен өңдеуді ұйымдастыру, материалдарды жерге жеткізуді ұйымдастыру және қоймаларда сақтау мүмкіндігі кезінде тірек нүктелер болып табылады. Экспедиция ұйымдары үшін базаның жанында тұрғын үй модулі болуы мүмкін. Лазерлік байланыс құралдарымен топтастыруға біріктірілген мобильді робототехникалық кешендермен қызмет көрсететін ай базасының нұсқаларының бірі суретте келтірілген (сурет 16). 16-сурет. Айдағы робототехникалық база Теңіз робот техникасы саласында дамудың неғұрлым перспективалы бағыттарына су асты робототехникалық базалар, пайдалы қазбаларды су асты өндіретін робототехникалық кешендер (ӨРК) және теңіз базасындағы робототехникалық құралдардың гетерогенді топтары жатады. Таяу болашақта су асты робототехникалық базалары әлемдік мұхиттың түбін және жер асты ресурстарын қоса алғанда, оның ресурстарын зерттеудің негізгі құралдары болады. Сондай-ақ олар су асты коммуникациясына (электрмен жабдықтау желілері, құбырлар, арқан жолдары, талшықты-оптикалық байланыс желілері) және пайдалы қазбаларды су асты өндіру кешендерінің су асты топтамасына қызмет көрсету және қамтамасыз ету орталықтары болады. 17-сурет. Пайдалы қазбаларды өндірудің суасты робототехникалық кешені Қажет болған жағдайда бұл базалар іздестіру-құтқару операцияларын жүргізу орталығына айналуы да мүмкін. Су асты базаларын құрудың негізгі артықшылығы - әлемдік мұхиттың түбін игеру, соның ішінде пакктік мұз аймағын кеңейту, өндірілген пайдалы қазбаларды кез келген өндіруші кешеннен жыл бойы үздіксіз және ырғақты жеткізуді қамтамасыз ету болып табылады. Сонымен қатар, адамсыз технологияларды пайдалану кезінде сыртқы және ішкі қысымды теңестіру қондырғының мықтылығы мен беріктігіне қойылатын талаптарды азайтуға мүмкіндік береді. Ерекше жауапты операцияларды жүргізу кезінде басқару талшықты-оптикалық байланыс желілері бойынша көшіру немесе супервизорлық режимде жүзеге асырылуы мүмкін. Пайдалы қазбаларды өндіруге арналған суасты робототехникалық кешендер іздестіру жұмыстарын жүргізуді, барланған кен орындарын пайдалануда ұңғымаларды бұрғылауды қамтамасыз етуі тиіс. Мұндай кешендердің мысалы 17-суретте көрсетілгін [3]. Пайдалы қазбаларды су астында өндірудің робототехникалық кешенінің құрамына өндірістік процестерді автоматтандыру тетіктері, робототехникалық қолдау, қызмет көрсету және жөндеу құралдары, соның ішінде мобильді қондырғылар да бар. Кешен жұмысын басқаруды жағалау командалық пунктінде орналасқан оператор талшықты-оптикалық байланыс желілері бойынша қашықтықтан жүзеге асыра алады. Теңізде орналасқан робототехникалық құралдардың гетерогенді топтары өз құрамына суасты және суүсті кемелері мен ұшқышсыз ұшу аппараттарын (ҰҰА) қамтуы мүмкін. Суасты робототехникалық құралдар құрамына автономды адамсыз суасты аппараттарының (ААСА) тасымалдаушылары да, ААСА-ның өздері де кіруі мүмкін [4, 39]. Суүсті кемелері ААСА жұмысын қамтамасыз ету үшін қызмет етеді. Сондай-ақ, ҰҰА мұхит беті мониторингін жасау үшін, сонымен қатар оптикалық желі байланыстарын қайта құрастыруды ұйымдастыру кезінде ретрансляторлар ретінде пайдаланылуы мүмкін. Гетерогенді топтарды пайдалану жекелеген құрылғылармен орындалатын міндеттермен салыстырғанда әрекет ету аймағы мен міндеттер класын кеңейтуге мүмкіндік береді. Адам қолымен істей алмайтын әрекеттерді ескеретін болсақ, онда робототехника саласының ең дамыған перспективалы бағыты деп жер бетіндегі робототарды айтуға болады. Олардың келесідей қолдану салаларын ерекше атап өткен жөн: * ауылшаруашылығына арналған ұшқышсыз кешендер; * төтенше жағдайларда жұмыс істеуге арналған робототехникалық құралдар (техногендік және табиғи апатты, химиялық және радиациялық зақымдану аудандары үшін); * инспекцияға және мониторинг жасауға арналған шағын робототехникалық құрылғылардың гетерогенді топтары; * көлік робототехникасы (робототехникалық платформалар тобын құру). Ауыл шаруашылығына арналған адамсыз технологияларды дамыту, яғни роботталған жылыжайлар мен мал шаруашылығы кешендерін, алқаптарды өңдеуші, егін жинаушы, егістіктер мен жануарлардың жай-күйін бақылаушы кешенді жүйелерімен қамтылған агроботтарды жасау жолға қойылып келеді [43]. Қазіргі кезде жер көлемі үлкен және халықтың тығыздығының төмен өлкелер үшін агроөнеркәсіптік кешендерге арналған роботталған кешендер құрудың өзекті мәселелерін қолға алып келеді. Ауыр климаттық жағдайлар роботталған жылыжайлар мен мал шаруашылығы кешендерінің қажеттілігін арттырады. Робототехникалық құралдарды қолдану бүгінгі күні адам факторын және басқа да мәселелерді (оның ішінде жұмысшының демалуы мен тамақтану қажеттілігін) болдырмау есебінен ауыл шаруашылығы өнімінің өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Егер сіз адамның табиғи қажеттіліктеріне көптеген операцияларды және күнделікті эмоционалды компоненттерді қоссаңыз, қателіктің жоғары ықтималдығы түсінікті жағдайға айналады. Агроөнеркәсіптік кешенді роботтандыру прецизионды егіншілік технологияларының барлық артықшылықтарын пайдалануға мүмкіндік береді. Атом электр станциялары мен химиялық өндірістердегі штаттан тыс жағдайлар проблеманы шешу және салдарын жою үшін тартуға тура келетін адамдардың өмірі мен денсаулығына елеулі қауіп төндіруі мүмкін. Әлеуетті химиялық, бактериологиялық немесе радиациялық жұқтыру жағдайында барлау, мониторинг жүргізу және жөндеу-құтқару жұмыстарын жүргізу үшін робототехникалық кешендерді пайдалану қажет. Сондай-ақ, мұндай құралдар жарылғыш құрылғыларды ұнтақтау және залалсыздандыру үшін пайдаланылуы мүмкін. Адамдардың денсаулығы мен өміріне қауіп төндіретін төтенше жағдайларда жұмыс істейтін құралдарды роботтандыру техника дамуының баламасыз үрдісі болып табылады. 18-суретте ионизациялық сәулелену көздерін табу және орнын ауыстыру үшін РТК-05 радиациялық барлау роботының фотосуреті келтірілген. Шағын робототехникалық құрылғылардың гетерогенді топтары берілген аймаққа әртүрлі құрылғыларды жеткізу құралдарын (ҰҰА, жердегі қозғалғыш РТК және т.б.), ақпаратты жинау немесе жергілікті операциялар жүргізу құрылғыларын қоса алғанда, шағын стационарлық құрылғыларды, сондай-ақ әртүрлі мақсаттағы қозғалғыш шағын жүйелерді қамтуы мүмкін. Шағын робототехникалық құралдардың ықшамдылығы олардың сыйымдылығы немесе жүк көтергіштігі бойынша шектеулері бар техникалық құрылғылардың жабдықталуын айтарлықтай кеңейтуге мүмкіндік береді. Шағын робототехникалық құрылғыларды құрудың модульдік қағидаттары мен архитектурасының ашықтығы оларды қолдану функционалдылығының спектрін айтарлықтай кеңейтуге мүмкіндік береді. Жердегі тасымалдаушы робототехникасы үшін дамудың негізгі бағыттары: * ақпараттық желіні, сенсорлық құралдарды, қозғалыс қауіпсіздігі жүйесін және т. б. қалыптастыру және қолдау құралдарын қоса алғанда, робототехникалық кешендердің топтарын басқару және олардың жұмыс істеуін қамтамасыз ету құралдарын әзірлеу; * модульдік қағидатқа негізделіп құрылған әр түрлі мақсаттағы әмбебап платформалардың үйлесімді топтарын жасау (салмағы мен габариттері бойынша сипатталатын). 18-сурет. Радиациялық барлауға арналған робот Модульдік қағидаттар және құрастырудың жалпы сызбалары есептерге байланысты құрылғылардың массасы мен габариттерін оңай масштабтауға мүмкіндік береді. Интерфейстің әмбебаптығы бір жабдықты басқасына оңай ауыстыруға мүмкіндік береді. Көлік робототехникасында Арктика (Антарктика) жағдайында көлік қатынасының қауіпсіздігін қамтамасыз ету мәселесі ерекше маңызға ие. Ресей үшін арктикалық теңіздердің жағалауы мен шельфін қоса алғанда, шеткі солтүстік пен Арктиканы жедел игеру, елдің қорғаныс қабілеті мен экономикалық әлеуетін арттырудың маңызды шарттарының бірі болып табылады. Ең алдымен, ол тиісті инфрақұрылымды, тасымал пен байланысты құра отырып, өнеркәсіптің базалық салаларын (тау-кен, мұнай және газ) дамытуға ықпал етеді. Бұл аймақта РФ пайдалы қазбаларының 80% - ға дейінгі қоры шоғырланған, бұл әлемдік ресурстардың үштен бір бөлігін құрайды. Арктикалық жағалау қорғаныс қабілетілігі тұрғысынан алып қарағанда неғұрлым осал, шекараның ұзын және өте жауапты бөлігі болып табылады. Сонымен қатар, Арктика және Қиыр Шығыс Ресей үшін басқа мемлекеттер тарапынан бақылау назарынан бос әлемдік мұхитқа шығатын жалғыз қақпасы болып табылады. Ресей Федерациясының Арктикалық аймағының дамуына айтарлықтай кедергі келтіретін жағымсыз факторларға экстремалды климаттық жағдайлар, аумақтардың индустриалды-экономикалық дамуының фокустық сипаты, ірі өндірістік орталықтардан алыстау және экологиялық жүйелердің осалдығы жатады. Арктиканы игерудегі басты міндет бүкіл маусымдық жол қатынасы жоқ адамдардың өмір сүру аймақтары арасындағы тұрақты және қауіпсіз коммуникацияларды қамтамасыз ету болып табылады. Шеткі Солтүстікті игеру мәселесін шешудің бір жолы өнеркәсіптік жол талғамайтын және жүк таситын көліктер базасында ұшқышсыз көлік құралдарын (ҰКҚ) қолдану болып табылады. Автокөлікті роботтандыру оны техникалық көру мен басқарудың біріздендірілген жүйелерімен, сондай-ақ машиналардың әрбір түрі үшін мамандандырылған басқару құрылғыларының жетектерімен жарақтандыру есебінен қамтамасыз етіледі. Тасымалдаулардың сенімділігін арттыру үшін ҰКҚ (робототехникалық жүк және жолаушылар тасымалдау құралдарының) колонналарын қалыптастыру қолға алынуда. ҰКҚ тобының құрамына істен шыққан жүк көліктерін тасымалдауға арналған тартқыштан басқа, жолды барлау және төсеу үшін төмен қысымды жоғары өтімді автомобиль, алыс байланыс машинасы және бензин таситын көлік кіруі тиіс. Жолаушылар қолоносына барлық жолаушылар үшін төтенше жағдай туындаған кезде құтқару тобының келуіне жеткілікті болатын мерзімге автономды қызмет көрсетуді қамтамасыз ететін капсулалы фургондар кіруі тиіс. Бұдан басқа, оның құрамына роботталған гироплан типті жеңіл класты ұшу аппаратын тасымалдауға арналған аэровоз (немесе қарапайым басқарылатын гибридті үлгідегі ұшу аппараты) кіруі тиіс. Гиропланның негізгі мақсаты зардап шегушіні жақын жердегі базалық станцияға шұғыл кәсіби медициналық көмек көрсету қажет болған жағдайда тез жеткізу болып табылады. Ұшу аппаратын басқаруды роботтандыру борттық жабдықтың жоғары достық ниетте болуын және аппаратты біліктілігі жоқ персоналмен ұшу мүмкіндігін қамтамасыз етуі тиіс. Жолаушылар колоннасының (ҰКҚ тобының) роботталынуы алдыңғы және флагмандық машиналардың қозғалысын бақылауды (немесе қолмен басқаруды) қамтамасыз ететін екі-үш жүргізушілердің болуын білдіреді. Экипаж санының азаюы автономды тіршілікті қамтамасыз ететін фургон-капсулалар санына қойылатын талаптарды төмендетеді және тасымалданатын жолаушылар санын арттырады. Кез келген типтегі топтастыруда әрбір ҰКҚ-ның флагмандық машинамен байланысты жоғалтқан жағдайда қосылатын дербес қоректендіргіші бар жеке радиомаякпен жабдықталады. Біріздендірілген басқару жүйесі кез келген көлікті колонна флагман ретінде немесе автономды режимде пайдалануға мүмкіндік береді. Мұндай тәсіл әр түрлі жүру режимдерін ұйымдастыруға мүмкіндік береді, кильватерлік құрылыммен қатар тізбекті құру жүзеге асырылады. Іздестіру-құтқару операцияларынан басқа кездері тізбек, ғарыш та, аэротүсірілім де жолдың жекелеген учаскелерінің практикалық өткізгіштігі туралы жауап бермеген жағдайда, маршрутты төсеу кезінде пайдаланылуы мүмкін. Арктикадағы роботталған көлік жүйесі базалық станциялар желісін, шынжыр табанды доңғалақ түріндегі жерүсті ҰКҚ модельдік қатарын, сондай-ақ түрлі кластағы ұшқышсыз ұшу аппараттарын (ҰҰА) қамтитын кең дамыған инфрақұрылым болуы тиіс. Әуе ұшқышсыз жүйелері мониторинг, барлау және іздеу функцияларымен қатар алыстан байланысты ұйымдастыру үшін ретрансляторлар ретінде пайдаланылуы тиіс. Олар жергілікті навигация жүйесін қалыптастыру үшін пайдаланылуы мүмкін. Таратқыштың жұмысы 5 км биіктікте болған кезінде оның сигналын қабылдау қашықтығы тура көріну аймағында 250 км-ден асады, осылайша көрсетілген диаметр шеңберінің шекарасында үш ҰҰА оның ішінде метр дәлдігімен қабылдағыштар-дың географиялық байланысын оңай қамтамасыз етеді. Сондай-ақ вагенбург стиліндегі роботталған жолаушылар колоннасы үшін (автокөліктерді айналдыра орналастыру) жорық лагерін қалыптастыру тәртібін және оны қалыптастыру үшін техникалық құралдарды әзірлеуді қарастырудың мәні бар. Мұндай лагерь ішкі кеңістікті ерекше күрделі ауа райы мен жабайы жануарлардан қорғауды қамтамасыз етеді. Қорғаныс жоспарының міндеттерін шешу үшін ол уақытша блоктарды, оның ішінде робото-техникалық типтегі блоктарды қалыптастыруға мүмкіндік береді. Көлік құралының Қиыр Солтүстік жағдайында қозғалысы кезінде елеулі қиын мәселелер пайда болады. Жолсыз жерлерде басқару жүйесіне, жергілікті жердің конфигурациясы басқарушы бағдарламаның жадында орналасқанда автострадқа қарағандағы айырмашылығы, оған ақпаратты нақты уақыт режимінде жинауына тура келеді. Ең үлкен қиындық жергілікті жер туралы және бірінші кезекте төселетін беттің жай-күйі туралы ақпараттың шектеулілігі салдарынан қозғалыс маршрутын төсеу болып табылады. Штаттық режимде ҰКҚ үшін қозғалыс бағытын әзірлеу үш кезеңде жүргізілуі тиіс. Бірінші кезеңде маршрутты төсеу базалық станцияның стационарлық есептеу орталығы жағдайында ғарыштан түсірілген суреттер және топографиялық карталар бойынша жүзеге асырылады. Екінші кезеңде толық карто-графиктеу және жергілікті жердің үшөлшемді моделін құру жүргізіледі. Модель ұшқышсыз ұшу аппаратында орнатылған камерамен мультиракурстық аэрофото түсіру нәтижелерінің негізінде қалыптасады, бұл қолайлы ауа райы жағдайында жүзеге асырылады. Екінші кезеңнің нәтижесі тануға арналған визуалды бағдарлардың бейнелерінің жиынтықтарына координаттар бойынша байланыстырылған үш өлшемді бағыт картасы болып табылады. Үшінші кезеңде ҰКҚ орнатылған дачиктердан алынған деректерді өңдеу, жоспарланған бағыттан ауытқуларды есептеу жүргізіледі. Маршрутты жергілікті түзету орын ауыстыру қауіпсіздігін қамтамасыз ету тұрғысынан жүргізіледі (мәселен, кедергілерді және ықтимал қауіпті аймақтарды айналып өту). Инерциальді емес, жергілікті және глоациялық жүйелерден алынатын навигациялық ақпаратты түзету бұрын белгіленген визуалды бағдарларға байланыстыру есебінен жүзеге асырылады. Ұсынылып отырған тәсілдің артықшылығы техникалық көру технологияларын және БТС барлық түрлері үшін біріздендірілген басқару жүйесін дәйекті пысықтау мүмкіндігі болып табылады, бұл экономикалық рентабельділіктің жоғары деңгейін болжайды. Арктиканың жансыз және салыстырмалы жазықтық кеңдігі, сондай-ақ пайдаланылатын көлік платформаларының жоғары өту мүмкіндігі жобаның жылдам іске асырылуын қамтамасыз ететін автономды жүргізу проблемасын шешуді айтарлықтай жеңілдетеді. Тағы бір артықшылығы-амфибиялық құралдарды қоса алғанда, жоғары өтімді БТС-да АЖЖ орналастыру есебінен гетерогенді робототехникалық кешендерді қалыптастыру мүмкіндігі болып табылады. Бұл Арктиканы тиімді игеру үшін қажетті міндеттерді шешуге мүмкіндік береді, мысалы, жүкті немесе жолаушыларды жеткізу. Қиын шешілетін мәселелердің бірі ауыр арктикалық жағдайларда климатты зерттеу болып табылады. Суық, қар және дауылды жел көптеген БЛА үшін елеулі кедергі жасайды, бірақ парадокс зерттеушілер бүгінгі күні қар мен мұзды зерттеуге арналған құрал ретінде оларды жиі таңдайды. Ұшу аппараттарының көмегімен жер мен судағы мұз жамылғысының қалыңдығын дәл өлшеуге, температураны, ағыстың жылдамдығы мен бағытын, сондай-ақ ластану деңгейін анықтауға болады. Жануарлар дүниесін авиа-мониторинг арқылы зерттеу кезінде популяциялардағы дарақтардың санын есептеуге болады, мысалы, морждар мен ақ аюлар, сондай-ақ құс колонияларын қадағалауға болады. Фотографиялар бойынша автоматты түрде санауды жүргізетін бағдарламаларды жасауға болады, ғалымдар тіпті оларды көре алмайды. Төмен немесе орташа биіктіктерде қозғалатын ұшқышсыз ұшу аппараттары курьерлер ретінде пайдалы болуы мүмкін. Олар дәрі-дәрмектерді шалғай елді мекендерге әкеле алады, талдаулар мен олардың нәтижелерін жеткізіп, теңіз апаттарының құрбандарын бірінші кезекте қажетті заттармен қамтамасыз ете алады. Төмен биіктіктен аэрофотототүсірілімдер кезінде жер мен су бетін, соның ішінде экономикалық мақсаттарда зерттеу үшін тамаша құрал болып табылады. Олардың көмегімен беттің толық бедері бар жоспар деңгейіне дейін дәл карталарды жасауға болады. Сондай-ақ олар геологиялық деректерді жинауға, мұнай құбырларындағы серпілістерді іздеуге, кемелер мен мұнай платформаларына айсбергтер туралы сигналдарды жіберуге, балдырлардың таралу қаупі туралы балық фермаларын ескертуге мүмкіндік береді. Арктикалық көлік жүйесінің роботизация мүмкіндіктерін талдауды қорытындылай келе, Арктиканы игеру тұжырымдамасы қорғаныс қабілетін арттыру міндеттерін шешуге қатысты кем дегенде келесі бағыттарды қамтуы тиіс: * техникалық көру құралдарына сүйеніп Арктика жағдайлары үшін сенсорлық жүйе технологияларын дамыту және бейне бейнелеуді интерпретациялау әдістері; * ұшқышсыз робототехникалық құралдар базасында жергілікті навигацияның кедергіге төзімді жүйелерін қалыптастыру тәсілдерін қоса алғанда, Арктика жағдайында навигация технологияларын дамыту; * ұшқышсыз құтқару және теңіз және жер үсті арктикалық орналасу Көлік құралдарын дамыту; * аз қоныстанған арктикалық аумақтар мен акваторияларды мониторингілеу үшін робототехникалық және роботтандырылған әуе, жер үсті және теңізге орналастыру құралдарын дамыту; * Арктика жағдайында алыс байланысты ұйымдастыру үшін ретрансляцияның робототехникалық құралдарын дамыту. жүктеу/скачать 7,86 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|