В финале VII Фестиваля инновационных проектов "Sikorsky Challenge" была представлена и разработка кафедры динамики и прочности машин и сопротивления материалов "Универсальный мобильный многофункциональный роботизированный комплекс высокой проходимости, маневренности и живучести" (руководитель проекта - проф. И.В. Янчевский). Это мобильное многофункциональное шасси под сменное навесное оборудование. Колесно-шагающий двокотковий двигатель и шарнирно-сочлененное исполнение корпуса шасси обеспечивают высокую его проходимость на пересеченной местности и маневренность на стесненных территориях. На базе данного шасси спроектировано роботизированный комплекс, оснащенный шестидвижущим манипулятором, системами дистанционного управления и машинного зрения.
Задание. При современном развитии научно-технического прогресса роботы и роботизированные комплексы используются во многих отраслях, в частности в строительстве, геологической разведке, при ремонте инженерных сетей, при выполнении специальных задач, в частности тех, которые опасны для жизни или здоровья человека (ликвидация различных аварий , последствий чрезвычайных ситуаций, работа в опасных средах) и др. Также сложные роботизированные комплексы применяются в планетарных исследованиях. При проектировании таких комплексов учитываются повышенные требования к габаритам, проходимости, автономности функционирования (мобильности) и номенклатуре выполняемых задач. Поэтому научные исследования, связанные с совершенствованием существующих роботизированных комплексов или разработкой новых, актуальны и имеют очевидное прикладное значение. Развитие робототехнических систем приводит к необходимости разработки новых математических моделей и решению на их основе прикладных задач.
Исследование. Наиболее интенсивно разработка и исследование роботизированных комплексов проводится в США, Франции, Велико- британии, Японии, Израиле, Китае и России. На сегодня существуют многочисленные варианты структурных схем шасси. Современный уровень научно-технического прогресса обусловливает растущее на практике применения мобильных роботизированных комплексов повышенной проходимости. В Украине пока только формируется государственная программа роботизации. И разработанные к настоящему времени национальные роботизированные комплексы "Фантом", "Ласка", "Охотник" и другие не могут перекрыть весь спектр возложенных на такие комплексы задач.
В Механико-машиностроительном институте. С участием молодых ученых и студентов КПИ им. Игоря Сикорского был разработан отечественный роботизированный комплекс высокой проходимости на базе восьмиколесного шасси. Разработанная концепция для платформы роботизированного комплекса является новой и конкурентоспособной на мировом рынке (см. Рис.). Для нее были предложены эффективные методы решения ряда прикладных задач, в частности аналитического и численного моделирования динамики шасси при преодолении соизмеримых с его габаритами препятствий, определения нагрузок, действующих на детали шасси. Представлено также новый подход к проектированию деталей с учетом топологической их оптимизации под дальнейшее аддитивное производство. Разработана также параметризованная трехмерная модель и соответствующая программа расчета геометрических параметров шасси и расчета на прочность деталей компактного кривошипно-планетарного редуктора, который входит в состав привода шасси с активными колесными блоками. Также предложен новый метод определения координат местонахождения шасси с использованием системы технического зрения. На этом роботизированном комплексе могут быть апробированы многочисленные теоретические наработки специалистов в области управления сложными робототехнических систем, навигационными системами, системами машинного зрения, связи и др. При реализации проекта выполнен ряд численных экспериментов, апробированы новые методы автоматизированного проектирования деталей. Полученные результаты могут быть положены в основу новых научных исследований.
Привлечение молодых. К выполнению разработки активно привлекаются одаренные студенты второго-шестого курсов, которые решают отдельные реальные прикладные задачи, связанные с проектированием, исследованием и изготовлением шасси. Они приобрели определенный опыт работы в команде и продолжают совершенствовать свои разработки. Конечно, как проектирование, так и научная работа в целом строятся не только на достаточном уровне теоретических знаний, но и требуют наличия определенных качеств, таких как настойчивость, внимательность, заинтересованность в результате, и, главное, ответственность и энтузиазм, которые и обнаруживают привлеченные студенты .
Привлечение студентов и молодых ученых к разработке роботизированных комплексов необходимо ввиду стремительного развития научно-технического прогресса и государственной программы роботизации. Расходы на реализацию таких проектов значительно меньше, чем на закупку иностранных моделей, и является поддержкой для одаренной молодежи университета, что особенно важно при современных обстоятельствах в экономике страны.