Мобильные наземные робототехнические комплексы профессионального назначения

Мобильные наземные робототехнические комплексы профессионального назначения

Лопота Александр Витальевич
д.т.н., Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), директор-главный конструктор, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(812)552-13-25, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID:0000-0001-8095-9905

Спасский Борис Андреевич *
к.т.н., ЦНИИ РТК, начальник сектора, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(812)552-13-25, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0002-5210-5408

Материал поступил в редакцию 14 октября 2019 года.

Аннотация
В последние годы в мобильной робототехнике, как и в сервисной робототехнике в целом, прослеживается тенденция к повышению автономности мобильных робототехнических комплексов (МРТК). При этом речь идет даже о таких типах МРТК, которые традиционно управлялись исключительно в режиме телеуправления. Повышение уровня автономности МРТК вовсе не означает выполнение всей миссии без участия человека. В ближайшем будущем будут наиболее востребованы МРТК, повышающие ситуационную осведомленность оператора за счет оперативной обработки больших массивов данных, предлагающие различные варианты действий и рекомендующие наиболее рациональные действия, максимально адекватные текущей ситуации. Правда, окончательное решение остаётся пока за человеком, хотя машина сможет предотвратить его особо грубые и опасные ошибки. Еще одна важная тенденция в робототехнике – это всё более широкое применение модульного подхода к проектированию МРТК. Преимущества такого подхода очевидны. Это – в первую очередь, возможность создавать гибкие многофункциональные реконфигурируемые под конкретную задачу комплексы. Это – снижение сроков и стоимости разработки МРТК. И, следовательно, это – уход от узкоспециализированных комплексов, направленных на решение единственной задачи. Модульный подход к проектированию, помимо расширения функциональных возможностей и повышения гибкости использования техники, обеспечивает возможность её дальнейшей модернизации, интеграцию новых технологий, продлевает срок эксплуатации и позволяет осуществлять оперативный ремонт путем замены вышедших из строя блоков. Работоспособные, но устаревшие модули легко можно заменить современными аналогами с улучшенными эксплуатационными характеристиками. В предлагаемой публикации указанные выше тенденции рассматриваются на примерах наземных сервисных МРТК профессионального назначения – от инспекционных до военных.

Ключевые слова
Мобильный робот, мобильный робототехнический комплекс, МРТК, автономный робот, модульный подход к проектированию.

https://doi.org/10.31776/RTCJ.8101 

Индекс УДК 
001.8:621.865.8:007.5

Библиографическое описание 
Лопота А.В. Мобильные наземные робототехнические комплексы профессионального назначения / А.В. Лопота, Б.А. Спасский // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 8. - №1. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2020. – С. 5-17. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Спасский Б.А. Совместное управление роботами, автономное и от человека-оператора // Робототехника и техническая кибернетика. – 2017. – № 1 (14). – С. 69-76. – Текст: непосредственный.
  2. Спасский Б.А. Обзор современных интерфейсных систем операторов мобильных наземных роботов // Робототехника и техническая кибернетика. – 2016. – № 4 (13). – С. 21-31. – Текст: непосредственный.
  3. World Robotics 2019. – Frankfurt: VDMA Verlag GmbH. – 2018. – 345 p. – Text: unmediated.
  4. Warehousing and Logistics Robots. Mobile Robot Platforms, Shuttle Automated Storage and Retrieval Systems, Industrial Robotic Manipulators, and Gantry Robots: Global Market Analysis and Forecasts // Tractica: [site]. – URL: https://www.tractica.com/research/warehousing-and-logistics-robots/ (дата обращения: 10.09.2019). – Text: electronic.
  5. Camilla Feledy. A State of the Art Map of the AGVS Technology and a Guideline for How and Where to Use It / Camilla Feledy, Mark Schiller Luttenberger // Lund University faculty of Engineering. – 2017. – URL: http://lup.lub.lu.se/luur/download?func=downloadFile&recordOId=8911830&fileOId=8911832 (дата обращения: 10.09.2019). – Text: electronic.
  6. Robots as the Key of Logistics in Tomorrow’s Manufacturing // FACE: [site]. – URL: https://face-aluminium.com/robots-as-the-key-of-logistics-in-tomorrows-manufacturing/ (дата обращения: 16.09.2019. – Text: electronic.
  7. Carlos Antonio Acosta Calderon. Development of a Hospital mobile platform for Logistics Tasks / Carlos Antonio Acosta Calderon, Elara Rajesh MOHAN, Buck Sin NG // Digital Communications and Networks. – Vol. 1, Is. 2, April 2015. – Pp. 102-111. – URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.dcan.2015.03.001 (дата обращения: 16.09.2019). – Text: electronic.
  8. Karol Niechwiadowicz. Robot Based Logistics System for Hospitals – Survey / Karol Niechwiadowicz, Zahoor Khan // ResearchGate: [site]. – URL: https://www.researchgate.net/publication/255575768_Robot_Based_
    Logistics_System_for_Hospitals_-_Survey (дата обращения: 17.09.2019). – Text: electronic.
  9. Niels F. Garmann-Johnsen. Service Robotics in Healthcare: A Perspective for Information Systems Researchers? / Niels F. Garmann-Johnsen, Tobias Mettler, Michaela Sprenger // Thirty Fifth International Conference on Information Systems, Auckland 2014. – URL: https://www.researchgate.net/profile/Tobias_Mettler/publication/267763443_Service_Robotics_in_Healthcare_A_Perspective_for_Information_Systems_Researchers/links/545a0a2f0cf2bccc4912fca5/Service-Robotics-in-Healthcare-A-Perspective-for-Information-Systems-Researchers.pdf (дата обращения: 02.10.2019). – Text: electronic.
  10. Domingo Gonza´lez. An optimization design proposal of automated guided vehicles for mixed type transportation in hospital environments / Domingo Gonza´lez, Luis Romero, Marı´a del Mar Espinosa, Manuel Domı´nguez // PLOS ONE: [site]. – Vol.12(5); May 31, 2017. – URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0177944 (дата обращения: 04.10.2019). – Text: electronic.
  11. Agricultural Robot Revenue to Reach $74.1 Billion Worldwide by 2024 // Tractica: [site]. – December 22, 2016. – URL: https://www.tractica.com/newsroom/press-releases/agricultural-robot-revenue-to-reach-74-1-billion-worldwide-by-2024/ (дата обращения: 04.10.2019). – Text: electronic.
  12. World Robotics 2018. – Frankfurt: VDMA Verlag GmbH. – 2018. – 339 p. – Text: unmediated.
  13. A review of ground-based robotic systems for the characterization of nuclear environments / Ioannis Tsitsimpelisa [et al] // Progress in Nuclear Energy. – Vol. 111 (2019). – Pp.109-124. – Text: unmediated.
  14. Robots For Indoor Intervention Eros – Eole // Group Intra: [site]. – URL: https://www.groupe-intra.com/eng/pages/robots-for-indoor-intervention (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  15. LMF Light Manipulator Vehicle // Kerntechnische Hilfsdienst GmbH: [site]. – URL: https://khgmbh.de/remote-handling/lmf-light-manipulator-vehicle (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  16. RESCUER. Development of a Modular CBRN Robot for Intervention, Sampling, and Situation Awareness / Roberto Guzman [et al] // Journal of Field Robotics. – Valencia, Spain. – Pp. 1-15 (2015). – URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/rob.21588 (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  17. RICA. A Tracked Robot for Sampling and Radiological Characterization in the Nuclear Field / Christian Ducros [et al] // Journal of Field Robotics. – Valencia, Spain. – Pp. 1-17 (2016). – URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/rob.21650 (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  18. Murphy R.R. Disaster Robotics / Robin R. Murphy, Satoshi Tadokoro, Alexander Kleiner // Springer Handbook of Robotics. – Springer. – Pp. 1577-1604. – 2016. – Text: unmediated.
  19. Extreme Environments Robotics. Robotics for Emergency Response, Disaster Relief and Resilience // UK-RAS. – 2017. – URL: https://www.ukras.org/wp-content/uploads/2018/10/UK_RAS_wp_extreme_print_final.pdf (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  20. MIMROex Mobile maintenance and inspection robot for process plants. Product sheet // Fraunhofer Ipa: [site]. – URL: https://www.ipa.fraunhofer.de/content/dam/ipa/en/documents/Expertises/Roboter--und-Assistenzsysteme/
    Product_sheet_MIMROex_Mobile_maintenance_and_inspection_robot_for_process_plants.pdf (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  21. Umar Ali. Robot revolution: five robotics developments in offshore oil and gas // Offshore-technology: [site]. – 4 JUNE 2019. – URL: https://www.offshore-technology.com/features/robotics-oil-gas/ (дата обращения: 30.09.2019). – Text: electronic.
  22. David Portugal. Deploying field robots for humanitarian demining: challenges, requirements and research trends / David Portugal, Lino Marques, Manuel Armada // Mobile Service Robotics. – Pp. 649-656 (2014), 2014. – https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/9789814623353_0075 (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  23. Michael J. Del Signore. Cooperative Robotics – Bringing Autonomy to Explosive Ordnance Disposal Robots / Michael J. Del Signore, Andrew Czop, Kurt Hacker // Unmanned Systems Technology X. – Vol. 6962, (2008). – URL: https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/6962/69621J/Cooperative-robotics-bringing-autonomy-to-explosive-ordnance-disposal-robots/10.1117/12.782078.short (дата обращения: 11.09.2019). – Text: electronic.
  24. Bomb disposal robots – evolution and revolution // Army-technology: [site]. – 12 March 2014. – URL: https://www.army-technology.com/features/featurebomb-disposal-robots-evolution-and-revolution/ (дата обращения: 01.10.2019). – Text: electronic.
  25. Michele Windsor. Powering tomorrow’s bomb disposal robots // The engineer: [site]. – 9th August 2018, URL: https://www.theengineer.co.uk/powering-tomorrows-bomb-disposal-robots/ (дата обращения: 01.10.2019). – Text: electronic.
  26. Bomb disposal robots: the new frontier // Army-technology [site]. – 2 January 2019. – URL: https://www.army-technology.com/features/bomb-disposal-robots-the-new-frontier/ (дата обращения: 01.10.2019). – Text: electronic.
  27. Gerrard Cowan. Lending a Hand // Unmanned Vehicles. – April/May 2019, vol. 24. – № 2. – Pp. 30-34. – Text: unmediated.
  28. Tan, C. F. Fire Fighting Mobile Robot: State of the Art and Recent Development / Tan, C. F.; Liew, S. M // Australian Journal of Basic and Applied Sciences. – 2013, 7(10). – Pp. 220-230. – Text: unmediated.
  29. An Autonomous Firefighting Robot / Ahmed Hassanein [et al] // International Conference on Advanced Robotics (ICAR) Istanbul, Turkey, 27-31 July 2015. – Text: unmediated.
  30. Abdul Montaqim. Dok-Ing discusses autonomous firefighting truck with Indonesian authorities // Robotics and Automation News: [site]. – April 25, 2016. – URL: http://roboticsandautomationnews.com/2016/04/25/dok-ing-discusses-autonomous-firefighting-truck-with-indonesian-authorities/4174/ (дата обращения: 09.10.2019). – Text: electronic.
  31. TC800-FF Technical assistance and fire-fighting robot // TecDron Robotic Systems: [site]. – URL: https://www.robotpompier.com/en/ (дата обращения: 20.08.2019). – Text: electronic.
  32. Ali, M. Development of a Network-based Autonomous Firefighting Robot / Ali, M., Shamishev, S. and Aitmaganbayev, A. // Proceedings of the 15th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO 2018). – Vol. 2, pp. 525-533. – Text: unmediated.
  33. Paul Ridden. Autonomous Firefighting Robot System includes Water Cannon and HoseExtension robots // New Atlas: [site]. – March 26th, 2019. – URL: https://newatlas.com/mitsubishi-heavy-industries-firefighting-robot-system/59023/ (дата обращения: 05.06.2019). – Text: electronic.
  34. Kayla Matthews. 6 industries where demand for robotics developers will grow by 2025 // The Robot Report: [site]. – June 4, 2019. – URL: https://www.therobotreport.com/6-industries-demand-robotics-developers-grow-2025/ (дата обращения: 20.08.2019). – Text: electronic.
  35. Unmanned Systems Integrated Roadmap 2013-2038 // US Department of Defense: [site]. – URL: www.defense.gov/pubs/DOD-USRM-2013.pdf (дата обращения: 21.08.2019). – Text: electronic.
  36. Unmanned Systems Integrated Roadmap 2017-2042 // US Department of Defense: [site]. – URL: https://www.defensedaily.com/wp-content/uploads/post_attachment/206477.pdf (дата обращения: 02.10.2019). – Text: electronic.
  37. Климов Р.С. Тенденции развития наземных робототехнических систем военного назначения / Р.С. Климов, А.В. Лопота, Б.А. Спасский // Робототехника и техническая кибернетика. – 2015. – № 3 (8). – С. 3-10. – Текст: непосредственный.
  38. By Capt. Autonomous transportation: Combat power in the 21st century / By Capt. Matthew P. Henry // U.S. Army: [site]. – November 1, 2018. – URL: https://www.army.mil/article/213078/autonomous_transportation_combat_
    power_in_the_21st_century (дата обращения: 22.08.2019). – Text: electronic.
  39. Army focuses on autonomous system development / By David McNally // U.S. Army: [site]. – November 10, 2014. – URL: https://www.army.mil/article/137718/army_focuses_on_autonomous_system_development (дата обращения: 22.08.2019). – Text: electronic.
  40. Leading Army researcher: Future of autonomous vehicles // U.S. Army: [site]. – December 16, 2014. – URL: https://www.army.mil/article/139889/leading_army_researcher_future_of_autonomous_vehicles (дата обращения: 22.08.2019). – Text: electronic.
  41. Joe Lacdan. Army must update logistics operations as part of modernization efforts, lieutenant general says / Joe Lacdan // U.S. Army: [site]. – November 7, 2018. – URL: https://www.army.mil/article/213450/army_must_update_logistics_operations_as_part_of_modernization_efforts_lieutenant_general_says (дата обращения: 22.08.2019). – Text: electronic.
  42. U.S. Ground Forces Robotics and Autonomous Systems (RAS) and Artificial Intelligence (AI): Considerations for Congress. – November 20, 2018. – URL: https://fas.org/sgp/crs/weapons/R45392.pdf (дата обращения: 22.08.2019). – Text: electronic.
  43. Ежегодные инвестиции в робототехнику достигли мирового рекорда // ВЕСТИ: [сайт]. – 18.09.2019. – URL: https://www.vestifinance.ru/articles/125222 (дата обращения: 19.09.2019). – Текст: электронный.

Полный текст статьи (pdf)

Адрес редакции:  Россия, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., 21   Тел.: +7(812) 552-13-25 e-mail: zheleznyakov@rtc.ru 
 
 
vk2    tg2