 |
Ученые Пермского Политеха разрабатывают мобильных роботов для эффективного сбора бытовых отходов с больших территорий
Ученые ПНИПУ разрабатывают проект для очистки больших и сложных зон с применением нескольких подвижных агентов. Идея заключается в распределении нагрузки между несколькими машинами, что обеспечит продуктивное исследование сложной местности и сбор мусора без лишней потери энергии.
Экологическое загрязнение – это одна из основных проблем современности. Сегодня для борьбы с ней ведутся активные разработки роботов, которые быстро и тщательно очищают территории от мусора. Уже успешно применяются автоматические пылесосы и устройства для уборки городских улиц. Однако большие и сложные зоны, вроде лесов и степей, нуждаются в более нестандартных и индивидуальных решениях. Ученые Пермского Политеха работают над проектом по созданию роботов для качественной очистки таких объектов. Идея заключается в распределении нагрузки между несколькими машинами. Это обеспечит эффективное исследование сложной местности и сбор мусора без лишней потери энергии.
Статья опубликована в сборнике «Инновационные технологии: теория, инструменты, практика», 2024 год. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
В большинстве случаев мусор оказывается в водоемах, лесах, на пляжах и городских улицах в результате активной деятельности человека. Оставленные на земле или неправильно выброшенные пластиковые отходы, бутылки, окурки, пакеты и многое другое наносят вред окружающей среде. В состав же добровольцев или рабочих людей, занимающихся сбором мусора в общественных местах, входит всего 1-2% населения. Учитывая масштабы бытовых отходов, разработка автоматических устройств – это эффективный и универсальный способ для стабильной и качественной уборки территорий.
Существующие аналоги роботов-мусорщиков представляют собой довольно крупные единицы, поглощающие отходы в свой внутренний бак. Их недостаток в том, что они двигаются по всей заданной территории и тратят энергию и время даже на те участки, которые находятся в чистом состоянии, то есть работают «вхолостую». Использование такого робота нецелесообразно, дорого и времязатратно.
Ученые Пермского Политеха работают над проектом для очистки больших и сложных зон с применением нескольких подвижных агентов – мобильных роботов, способных самостоятельно принимать решение о перемещениях. Благодаря возможности беспрепятственно исследовать местность, собирать данные и обмениваться ими между собой, дальнейший сбор мусора будет быстрее и продуктивней.
– Вместо создания универсального устройства эффективнее, если каждый из роботов будет выполнять часть общей задачи, чтобы распределить нагрузку между всеми машинами. Поэтому мы предложили такую модель: компактные роботы занимаются поиском, определяют местоположение мусора и строят карту местности. Другие, более крупные, – собирают отходы по сформированной карте. Это позволит не тратить энергию на лишние перемещения, а также снизить возможный ущерб при передвижении тяжелых роботов по территории, – объясняет Антон Посягин, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Политехники отмечают, что для реализации идеи требуется большая исследовательская база, один из важнейших пунктов в которой – поиск оптимального метода быстрого построения карты местности с помощью подвижных агентов. Именно для решения этой задачи они разработали прототип робота-разведчика. Это модель размером с крупную радиоуправляемую машинку, которая перемещается с помощью гусеничных колес для лучшей проходимости. Внутри встроены двигатели, система мониторинга с камерой для фиксации происходящего на маршруте, радиомодуль для управления и передачи данных между другими роботами, гироакслерометр, отвечающий за изменение направления и скорости движения.
При исследовании местности важно выбрать алгоритмы, которые оптимизируют временные затраты и повысят уровень производительности всей системы – то есть позволят роботам очищать наибольшую территорию с наименьшим расходом энергоресурсов и времени. Как наиболее подходящие ученые Пермского Политеха выделили алгоритмы «спираль» и «поиск центра местности», где устройства, не пересекаясь, проходят всю территорию от одного угла до центра, чтобы оценить степень загрязненности. Их работу сравнивали на специальном симуляторе с использованием одного, двух и трех подвижных агентов. Наилучшим оказалась «спираль», так как практически вдвое меньше затрачивается времени на выполнение задачи, а также значительно снижается количество выполненных шагов для обследования пространства.
Реализация предложенного учеными ПНИПУ проекта внесет большой вклад в борьбу с экологическими загрязнениями в лесах, степях и на других крупных территориях. Роботизация обеспечит быстрый и качественный сбор бытовых отходов.
Контактное лицо: ПНИПУ (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 03:57, 27.12.2024
Количество просмотров: 108
Страна: Россия
| Ученые Пермского Политеха предложили эффективную технологию получения люмобетона, ПНИПУ, 04:03, 27.12.2024, Россия |
109 |
| Люмобетон – декоративный материал, в который добавляют фотолюминесцентный пигмент. Днем он накапливает солнечную энергию, а ночью преобразует ее в свет. Ученые ПНИПУ выявили эффективный способ введения пигмента в состав бетона, который обеспечивает долговременное и интенсивное светоизлучение, а также сохраняет его стойкость без увеличения себестоимости выпускаемой продукции. |
|
| Ученые Пермского Политеха разработали схему автоматизации экологичного производства сажи, ПНИПУ, 03:20, 19.12.2024, Россия |
397 |
| Сажу используют в производстве резины, шин, печатных красок и лакокрасочных изделий. Но при ее изготовлении выделяется большое количество соединений, вредящих экологии. Этот процесс также необходимо автоматизировать для большей эффективности. Ученые Пермского Политеха разработали схему автоматизации безопасного для природы производства сажи. |
 |
| Исследование ученых Пермского Политеха улучшит долговечность 3D-изделий, ПНИПУ, 04:25, 18.12.2024, Россия |
27 |
| Аддитивные технологии широко используются в тяжелом машиностроении и позволяют создавать очень точные и сложные конструкции, что невозможно при традиционных методах. Однако неравномерные свойства этих материалов снижают срок их службы, поэтому изменения нужно отслеживать. Ученые ПНИПУ расширили экспериментальную базу программ жизненного цикла 3D-изделий, чтобы обеспечить их качество и долговечность. |
|
| Ученые Пермского Политеха улучшили модель беспламенного горения в двигателях, ПНИПУ, 03:43, 18.12.2024, Россия |
37 |
| Турбулентные завихрения, возникающие внутри авиадвигателя, перемешивают кислород с топливом, что увеличивает скорость реакции горения. Моделирование этих процессов может предсказать поведение материалов и улучшить работу двигателя. Ученые Пермского Политеха выяснили, какой показатель турбулентности корректно использовать для построения модели. |
 |
|
|
