هل تعلم أن هناك مثل هذا العلم - هندسة الميكاترونيكس؟ مزيج من الهندسة الميكانيكية، والهندسة الكهربائية، وهندسة الحاسوب وهندسة الإلكترونيات، يساعد في بناء أذرع روبوتية جاهزة للعمل في الصناعة ، بما في ذلك في الظروف التي يصعب على الشخص العمل فيها. على سبيل المثال ، في درجات الحرارة القصوى أو في بيئة عدوانية كيميائيا.
أكمل طلاب جامعة جنوب الأورال الحكومية ، تيمور باختيميروف وأندريه يوماتشيكوف ، سنتهم الثالثة مؤخرًا. في الصيف ، يكسبون أموالًا إضافية من خلال العمل بمجال تخصصهم - يصنعون منصات تدريب باستخدام الإلكترونيات والميكانيكا والهيدروليكا. ويمكن تهنئة الشباب على براءات الأولى للاختراع!
بتوجيه من المعلمين الشباب في قسم القيادة الكهربائية والميكاترونكس والميكانيكا الكهربائية ، أنشأ نيكيتا سافوستينكو ، إيفان خولوديلين و تيمور وأندري ، مع المؤلفين المشاركين ، مختبرًا افتراضيًا للتجميع الصناعي وفرز الأجزاء.
نقدم خط تجميع حيث تقوم الروبوتات بتجميع الروبوتات. تتحرك الأجزاء على طول الناقل. يقوم أحد الروبوتات بفرزها ، بينما يقوم الآخر بجمعها. حتى الآن ، يتعرف النموذج الذي بناه الطلاب على ثلاثة أنواع من التفاصيل - «الرأس» و «اليد» (المناور) و «الجذع». التفاصيل مطلية بأحد الألوان الثلاثة - الأحمر والأخضر والأزرق.
يرى الروبوت من خلال كاميرا العين أن الناقل قد أعطى الجزء التالي ، يدير رأسه باتجاهه ليثبت موضعه. كيف يمكن تحديد التفاصيل حتى يتعلم الكمبيوتر «رؤيتها»؟ سوف يلجأ المهندس إلى برامج SolidWorks and Blender ، حيث يمكنه في البداية بسهولة إنشاء كائنات ذات أشكال وأحجام معقدة ، وبعد ذالك يمكنه تطبيق نسيج عالي البولي على هذا الكائن.
ولجعل المختبر الافتراضي يبدو وكأنه مختبر حقيقي ، استخدم المؤلفون الشباب محرك الوحدة ، والذي يستخدم عادة لتطوير ألعاب الكمبيوتر. لذلك ، يمكن رؤية العملية بالفعل على الشاشة ، كما هو الحال في اللعبة!
أخيرًا ، الروبوت نفسه مع مناور: إن بنائه ليس رخيصًا. ابتكر الطلاب خوارزمية تعطي أوامر لوحدة تحكم الروبوت. لكن ليس من الضروري صنع الدائرة الصغيرة نفسها - تكفي حزمة برامج TIA Portal ، وهي محاكي متحكم دقيق. يتم إعطاء الأوامر له.
يصعب على روبوت الفرز العمل أكثر من روبوت الالتقاط. إنه لا يحتاج فقط إلى «رؤية» الجزء ، ولكن أيضًا للتعرف على شكله ، وبعد ذلك ، باستخدام المقابس القابلة للسحب ، يوجه المنتج بشكل أكبر على طول أحد المسارات الثلاثة. هنا ، بدلاً من منصة Unity للألعاب ، يأتي Mathlab للإنقاذ. يتوافق كل بكسل يتم استلامه من الكاميرا مع ستة أرقام - ثلاثة إحداثيات في الفضاء وثلاث مكثفة لمكونات اللون: الأحمر والأخضر والأزرق. يتم التعرف على الوجوه والخطوط المحيطية ، وتتخذ الخوارزمية قرارًا وتعطي أمرًا لوحدة التحكم ، في حين أن وحدة التحكم الافتراضية.
أثناء عمل النموذج مع أجزاء من شكل معين ، مع وجود خطأ بنسبة 15%: إذا ذهب الجزء بعيدًا على طول الناقل أو بدا غير قياسي ، فلن يلاحظه الروبوت.- يوضح أندري يوماتشيكوف: «من حيث المبدأ ، يمكن أن تكون التفاصيل بأي شكل. ولكن لهذا ، سيكون من الجيد ربط الذكاء الاصطناعي بنموذجنا». من يدري ، ربما سيتمكن الطلاب في المستقبل من تنفيذ ذلك أيضًا.
خلال رحلة إلى مصنع تشيليابينسك لدرفلة الأنابيب ، رأى الشباب روبوتات نقل مماثلة. وتعلم زملاؤهم في مصنع الزنك في تشيليابينسك التعرف على الحرارة الزائدة وتآكل الأقطاب الكهربية بظلال الألوان ، باستخدام شبكة عصبية. لذلك ، فإن الخوارزميات المشابهة لتلك التي يعمل بها طلاب الميكاترونيكس مطلوبة في المؤسسات الصناعية في جنوب الأورال اليوم.