Мегапроекты

Подводные роботы

Освоить гидрокосмос помогут разработки политехников

Сегодня перед нашей страной стоит невероятно амбициозная задача – узнать тайны Мирового океана. Освоение гидрокосмоса — это настоящий технологический вызов, ответить на который стремятся и ученые политехнического в рамках мегапроекта «Телекоммуникационные системы мониторинга и управления для автономных подводных роботов». Его реализуют на базе Института кибернетики.

Разработки ученых ТПУ повысят эффективность исследований Мирового океана.

Гидрокосмос, покрывающий поверхности нашей планеты, сулит процветание будущему человечеству. Уже в ближайшее время мир столкнется с острой необходимостью все больше осваивать эти колоссальные энергетические и биологические ресурсы. Сделать это намного сложнее, чем исследовать космос. Проект Института кибернетики выводит на новый уровень инженерно-технические разработки университета, превосходит существующие устройства автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), робототехнические и телекоммуникационные системы.

Идея проекта

Повысить конкурентоспособность университета в области развития когнитивных систем и телекоммуникационных технологий и их использования для управления АНПА, что позволит повысить автономность, дальность и надежность аппаратов, а также перейти к управлению группировками АНПА.

Первый результаты

Проведен анализ совместимости информационных потоков, поступающих от гетерогенных систем наблюдения и контроля обстановки (радиоэлектронных, спутниковых, гидроакустических).
Исследована проблема повышения эффективности средств связи АНПА.
Разработаны математические модели сетей связи с протоколами множественного доступа, позволяющие кратно уменьшить время ожидания. Разработаны программные макеты для их имитационного моделирования.
Разработаны системотехнические решения по построению унифицированных наборов модулей, блоков и устройств систем связи с АНПА.
Разработан и создан образец вычислительного комплекса для управления бортовой коммуникационной аппаратурой АНПА.
Создан макетный образец скоростного гидроакустического модема для применения в составе средств подводной коммуникации.
Определены перспективы применения пьезоплёночного преобразователя в средствах телекоммуникаций АНПА.
Разработаны и созданы опытные образцы датчиков глубины погружения (10 000, 6000, 3000 м) с погрешностью не более 0,08 %.
Разработаны и созданы опытные образцы датчиков температуры для диапазона температур –50…+500 °С, с погрешностью не более 0,005 °С.
Созданы на основе нейроэволюционных алгоритмов программные средства восстановления зашумленных изображений подводных объектов.
Созданы на основе нейросетевых алгоритмов программные средства распознавания подводных объектов, превосходящие по эффективности на 10 % существующие аналоги.

Коммерциализация результатов

Проект обеспечивает вклад в мировой научный, технологический и промышленный прогресс в области разработки, построения и развития АНПА, робототехники и телекоммуникационных систем, а также в подготовку специалистов высокого уровня.

Разрабатываемые телекоммуникационные системы мониторинга и управления АНПА будут способствовать повышению эффективности исследований Мирового океана, осуществлять мониторинг экологической обстановки водной среды, в том числе на больших малоизученных глубинах. Перечисленные аспекты проекта способствуют развитию природоохранной деятельности и имеют большое экологическое значение.

Проект является целесообразным и с экономической точки зрения, так как реализация проекта способствует созданию новых высокотехнологических производств и расширению ресурсной базы за счет освоения минеральных ресурсов Мирового океана и, в особенности, арктического шельфа.

Успешная реализация проекта позволит ТПУ не просто занять достойное место на рынке разработки, проектирования и создания телекоммуникационных систем управления подводными аппаратами, но и нарастить собственные компетенции в сфере робототехники и высоких технологий.

Инновационные разработки по данному проекту позволят ТПУ установить сотрудничество в этой области с ведущими производителями и потребителями АНПА, а также с производителями и потребителями телекоммуникационных систем мониторинга и управления.

ТПУ располагает научным потенциалом для создания:

• пьезоплёночных преобразователей для средств телекоммуникаций;

• анализаторов химического и элементного составов глубоководной среды;

• средств передачи потоков информации от гетерогенных систем связи.

Направления проекта

Направление 1

Совершенствование аппаратного обеспечения информационно-измерительных комплексов АНПА.

Направление 2

Разработка эффективных алгоритмов, создание программного обеспечения для мониторинга подводной обстановки с помощью средств технического зрения.

Направление 3

Оптимизация управления режимами работы АНПА и групп АНПА.

Направление 4

Разработка телекоммуникационных средств для обеспечения передачи данных по гетерогенным каналам связи.

Задачи проекта

Задача 1

Разработка научно-обоснованных способов построения аппаратно-программных комплексов передачи данных с использованием гетерогенных каналов связи.

Задача 2

Разработка и создание универсального информационно-измерительного модуля для контроля давления, химического состава морской среды.

Задача 3

Разработка и создание программных средств интерпретации поступающей от средств технического зрения информации.