В ЛЭТИ открылась лаборатория по разработке систем для группового применения беспилотников

Сегодня во всем мире беспилотные аппараты являются важным инструментом для повышения эффективности труда в различных сферах от разведки до доставки почты. Однако для решения масштабных задач, среди которых контроль местности, доставка габаритных грузов, диагностика высотных сооружений инфраструктуры, требуется применение целой группы (роя) беспилотников.

Для успешного роевого использования роботов необходимо разработать новые алгоритмы искусственного интеллекта для их взаимодействия, а также продумать конструкции летательных, плавающих и колесных аппаратов. С этой целью в ноябре в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» открылась Лаборатория беспилотных комплексов. Заказчиками решений, создаваемых сотрудниками подразделения, выступают предприятия из реального сектора экономики.

«Мы открыли лабораторию по одной из самых актуальных сегодня тем – построению роевого интеллекта с целью создания технологий группового взаимодействия беспилотных аппаратов, их совместного функционирования для выполнения различных задач в том числе в воздухе, на земле и на воде. Сегодня такие системы используются для мониторинга и разведки, доставки различных грузов в труднодоступные районы».

В лаборатории предусмотрены три основные зоны. Первая – это зона для моделирования работы воздушного и наземного беспилотного транспорта, который выполняет различные задачи. Она представляет собой упрощенный макет дорог и перекрестков для отработки алгоритмов действия беспилотных автомобилей, а также общую зону тестирования беспилотных летательных аппаратов, подготовленную с учетом существующих требований безопасности. Для решения задач исследования наземных беспилотных аппаратов используется также полигон «Интеллектуальные мобильные системы», развернутый в отдельном помещении Института искусственного интеллекта, кибербезопасности и коммуникаций им. А.С. Попова.

Во второй зоне сотрудники займутся разработкой программного обеспечения для различных моделей беспилотных комплексов – это программные комплексы синтетического (компьютерного) зрения, интеллектуальные системы принятия решений для аппаратов с длительным сроком автономной работы, модули анализа состояния комплексов и их отдельных компонентов. Кроме того, во второй зоне будут создаваться новые методы управления, основанные на использовании импульсов мозговой деятельности, ученые также станут исследовать и оптимизировать алгоритмы для моделирования сценарного поведения аппаратов с помощью симуляторов, цифровых двойников, виртуальных технологий и проч. Важнейшая задача этих разработок – наладить эффективное взаимодействие человека и «умного» беспилотного аппарата или группы беспилотников. 

Третья зона – условно производственная, она будет использоваться для конструирования и прототипирования опытных образцов. Эта часть лаборатории оборудована 3D-принтером для печати деталей беспилотников, паяльными станциями, осциллографами и иным оборудованием, которое позволит сотрудникам лаборатории самостоятельно собирать действующие прототипы беспилотников и их компоненты.

Кроме того, в лаборатории будут проходить обучение студенты. Обучающиеся смогут изучить и применить на практике различные способы разработки беспилотных комплексов, а также методы их применения. Каждый студент сможет познакомиться со всеми стадиями создания и использования беспилотников – это позволит лучше понять данную сферу и стать конкурентоспособным специалистом. К выполнению работ в лаборатории привлекаются студенты разных направлений подготовки, в том числе и из других вузов. 

«Одна из важнейших задач лаборатории – практико-ориентированная подготовка специалистов, которые будут вовлечены в разработку в течение всего периода обучения. Студенты по мере развития их навыков привлекаются к решению более сложных задач, над которыми трудятся специалисты лаборатории в рамках выполнения проектов от заказчиков реального сектора экономики».

Коллектив лаборатории участвует в исследованиях по стратегическому проекту «Технологии сильного гибридного интеллекта для прикладной медицины» программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ», которая реализуется в рамках программы «Приоритет 2030». 

«Илья Игоревич Викснин работает над докторской диссертацией, и его исследования посвящены созданию программно-аппаратных средств автономных и управляемых оператором беспилотным мобильных систем, фундаментальным основам роевого интеллекта. Данные работы основаны на работах ученых кафедры, в частности, работах профессора В.И. Варшавского, который создал теорию коллективного поведения автоматов в 1973 году, теорию апериодических автоматов. Он занимался также проектированием сверхбольших электронных микросхем, проектированием встроенных устройств и специальных контроллеров, вопросами координации асинхронных дискретных событий, нейронными сетями и нечеткой логикой, построением надежных вычислительных устройств. Уверен, что данная лаборатория станет центром исследований в области беспилотных аппаратов в нашем университете».

Лаборатория взаимодействует с рядом ведущих индустриальных партнеров в области разработки и применения беспилотных комплексов, например, ГК «Беспилотные системы», ГК «Геоскан» и другими.