Александр Сухоцкий, обучающийся в центре технического образования «Воробьевы горы», стал победителем международного конкурса научно-исследовательских работ «Ученые будущего».
Под руководством своего деда — старшего педагога дополнительного образования Владимира Сухоцкого — молодой человек представил проект «HandyBot — аппаратно-программный комплекс управления роботом-манипулятором с помощью естественных движений рук пользователя».
Идея создания этого инновационного устройства зародилась в лаборатории Московского дворца пионеров, когда Александр впервые попробовал управлять манипулятором. Часто такие агрегаты называют «руки-роботы», так как они имитируют движение человеческой руки. Освоить управление оборудованием непросто из-за сложного пульта и большого количества требующих запоминания команд. Это подтолкнуло юношу к мысли создать более понятный интерфейс управления.
— Нужен механизм, использовать который можно было бы без дополнительных устройств и датчиков, — объясняет Александр. — То есть камера считывает движения рук, передает эту информацию с помощью специально написанной мной программы на саму машину, и робот повторяет за тобой действия. Ты тянешься влево, и робот тянется влево.
В процессе работы Александр столкнулся с несколькими техническими сложностями. Одной из них стала задача определить трехмерное положение руки пользователя, используя всего одну камеру, хотя для создания 3D-изображения обычно применяют две.
— Получая двухмерное изображение, камера не может понять, насколько далеко находится рука, — рассказывает изобретатель.
Чтобы решить задачу, Сухоцкий изучил пропорции человеческого тела и выяснил, что соотношение длины разных его частей одинаковое практически у всех людей.
— Благодаря этому я смог рассчитать, как в двухмерном пространстве соотносятся расстояния, которые соответствуют пропорциям трехмерного пространства. Я нигде не видел, чтобы такой подход применяли ранее, — признается юноша.
По словам победителя, неоценимую помощь ему оказал его дедушка и наставник. Владимир Андреевич как научный руководитель направлял юного исследователя в технических аспектах разработки и поддерживал его морально.
— Дедушка помогал формулировать четкие задачи, — вспоминает Александр. — У меня периодически возникали новые идеи и решения, осуществить которые было бы труднее, да и от первоначального замысла они отвлекали. Поэтому меня необходимо было, скажем так, останавливать.
Перед суперфиналом конкурса Александр Сухоцкий доработал проект, добавив функцию голосового управления.
— Я думаю, у такого проекта очень широкий спектр применения, — утверждает Александр. — На современных фабриках и заводах используется много манипуляторов и есть необходимость быстро обучать операторов. А с помощью системы HandyBot можно сократить время на тренировку новых специалистов.
Проект может найти применение в телемедицине, с развитием которой растет число дистанционных операций.
— HandyBot даст хирургам возможность уверенно управлять инструментами, что поможет снизить уровень стресса во время операций и повысить их эффективность, — объясняет автор проекта.
Благодаря инновационному подходу и широкому кругу возможностей применения на практике разработку Александра Сухоцкого высоко оценило жюри. По результатам суперфинала Александр стал победителем в категории «Техника и инженерные науки», и теперь он может претендовать на участие в составе российской команды на конкурсе в Китае, а также в Международной конференции молодых ученых ICYS в Таиланде.
В ТЕМУ
Роботов-манипуляторов применяют даже в космосе. Их используют для выполнения операций по сборке, монтажу и перемещению грузов на космических кораблях и орбитальных станциях. Они помогают также проводить инспекцию внешней поверхности космических аппаратов. В мае 2021 года робот-манипулятор был установлен на многофункциональный лабораторный модуль «Наука» на российском сегменте МКС.
