Робота для наблюдения за животными, обитающими в кронах деревьев, разработала ученица 9 класса СУНЦ НГУ Дарья Королёва. Свой проект она представила на Балтийском инженерно-техническом конкурсе в Санкт-Петербурге.

Существует много способов наблюдения за животными в естественных условиях (например, фотоловушки), Такие наблюдения помогают контролировать антропогенное влияние на среду их обитания. Однако большинство существующих способов наблюдения плохо подходят для работы на уровне крон деревьев. Для решения этой проблемы Дарья разработала автоматическое устройство, которое может цепляться за ветви деревьев специальными захватами (наподобие обезьяны) и перемещаться по ним, изгибаясь как гусеница.

— Такая идея возникла, когда я начала перебирать способы перемещения у роботов и сравнивать их с теми, которые придумала природа. Я обнаружила, что есть летающие, ходящие и ездящие роботы, а лазающих нет. И мне показалось, что для решения экологических проблем и изучения самих животных было бы правильно использовать принципы движения из мира природы, — рассказывает Дарья. 

Чтобы определять свое положение в пространстве и реагировать на движение, робот оснащен датчиком инерциальной навигации (гироскоп, акселерометр, магнитометр, определяющий углы наклона и угол по компасу, и барометр для вычисления высоты относительно земли) и датчиком движения (срабатывает на изменение теплового потока, дальность 7 м). Для получения изображения в носу робота установлена поворотная камера, а для управления всеми устройствами используется бортовой компьютер. Вся конструкция робота собрана из легких алюминиевых деталей.

Программное обеспечение для бортового компьютера сделано по принципу сервер-клиент. На компьютере робота после загрузки операционной системы запускается программа-сервер, которая взаимодействует с ПО планшета или ноутбука человека, ведущего наблюдение (клиента). Компьютер робота настроен для работы как wi–fi точка доступа. В качестве сервера написана программа на языке Python, которая принимает и обрабатывает запросы от веб-браузера и при подключении клиента передает ему html-страницу с элементами интерфейса наблюдения и управления.

Сейчас робот умеет зацепляться за горизонтальные ветки и передвигаться вдоль них, может транслировать видео с камеры для человека-исследователя и работать в автоматическом режиме. При срабатывании датчика движения или обнаружения изменения в кадрах с камеры запускается подпрограмма распознавания животных. С помощью технологии компьютерного зрения робот может распознавать обезьян и лесных котов по крупным изображениям и сохранять всю информацию в базе данных на бортовом компьютере, предоставлять доступ к этой информации человеку через веб-интерфейс.

Проект Дарьи Королёвой вошел в число финалистов XVI Балтийского научно-инженерного конкурса. На прошлой неделе Дарья и ее научный руководитель преподаватель Лаборатории инженерного конструирования СУНЦ НГУ Александр Сергеевич Мальцев представляют работу в Санкт-Петербурге. 

— В настоящее время основные проблемы, над которыми еще предстоит работать, — это перемещение по вертикальным ветвям и зацепление за широкий ствол дерева. Для решения этих проблем планируется попробовать новые устройства зацепления и, возможно, поменять конструкцию робота для уменьшения центра тяжести. Также в будущем планируется доработать систему распознавания животных, чтобы робот мог находить и узнавать их даже по небольшим силуэтам, — говорит Александр Сергеевич Мальцев.

В ближайших планах Дарьи и ее преподавателя — сделать 3D-модель крышки для защиты компьютера, датчиков и проводов от веток и погодных условий, распечатать ее на 3D-принтере, провести эксперименты с другими устройствами зацепления за дерево, подобрать и изготовить наиболее удачную их конструкцию. В дальнейшем Дарье также предстоит решить проблему быстрой разрядки аккумуляторов из-за постоянной работы мотора и компьютера. 

XVI Балтийский научно-инженерный конкурс — одно из самых крупных научных соревнований для школьников в России, организованное при партнерстве с ведущими вузами Санкт-Петербурга. Финал конкурса прошел с 3 по 6 февраля. В нем участвовал 371 проект из 56 регионов России.

Источники

Ученица СУНЦ НГУ создала робота, лазающего по деревьям
Специализированный учебно-научный центр НГУ, 12/02/2020
Робота-обезьяну создала школьница из Новосибирска
Ndn.info, 12/02/2020
Ученица СУНЦ НГУ создала робота, лазающего по деревьям
Академия новостей (academ.info), 12/02/2020
Девятиклассница из Новосибирска создала робота - гусеницу, который лазает по деревьям
Om1.ru, 13/02/2020
Девятиклассница из Новосибирска создала робота - гусеницу, который лазает по деревьям
Gorodskoyportal.ru/omsk, 13/02/2020
Девятиклассница из Новосибирска создала робота - гусеницу, который лазает по деревьям
Монависта (omsk.monavista.ru), 13/02/2020
Новосибирская школьница создала робота-древолаза
HOLME SPACE (holme.ru), 13/02/2020
Новосибирская школьница создала робота-древолаза
Новосибирские новости (nscn.ru), 13/02/2020
Новосибирская школьница создала робота-древолаза
Московский Комсомолец # Новосибирск (novos.mk.ru), 13/02/2020

Похожие новости

  • 27/07/2017

    В НГУ запустили международный проект с учеными Индии

    Лаборатория алгоритмики НГУ запустила международный научно-исследовательский проект по инженерии компонент электронных схем нового поколения, который был поддержан по итогам конкурса РФФИ-Индия. ​ Проект направлен на оптимизацию компонент портативных электронных устройств, использующих реконфигурируемые компьютерные архитектуры и сочетающих в себе быстродействие и гибкость программирования.
    1800
  • 12/08/2019

    Кристалл, созданный в Новосибирске, нашел применение в медицине

    ​Новосибирские ученые вырастили кристалл, который позволит диагностировать болезни на ранних стадиях, сообщили сотрудники Новосибирского госуниверситета 10 августа в интервью «Вести-Новосибирск». Растили кристаллы - открыли технологию, которая поможет спасать жизни.
    403
  • 20/09/2019

    Модель спутника Лаборатории Малых космических аппаратов НГУ была представлена на главной авиакосмической выставке России

    ​Международный авиационно-космический салон проходит в подмосковном городе Жуковский раз в два года. Выставка собирает главных представителей космической и авиационной отраслей со всего мира: ученых, инженеров, конструкторов, разработчиков, представителей бизнеса.
    523
  • 26/09/2019

    Международная группа с участием ученых НГУ опубликовала статью о новом методе управления лазером

    В НГУ проведены исследования волоконного лазера с оригинальным управляющим элементом, использующим композитный наноматериал нового поколения на основе углеродных нанотрубок и ионной жидкости. Результаты работы опубликованы в престижном журнале Nano Letters.
    423
  • 20/09/2017

    Эффективная утилизация и переработка отходов в пищевой индустрии

    ​Руководитель Исследовательского центра продовольственной безопасности НГУ Юлия Отмахова опубликовала результаты комплексного научного исследования, позволяющие оценить экономический эффект и экологические последствия смоделированных вариантов утилизации отходов пищевых производств в условиях масштабного роста объемов пищевого производства.
    1033
  • 06/04/2017

    Ученики СУНЦ НГУ сконструировали робота-спасателя, способного преодолевать дым и болота

    Двое десятиклассников из СУНЦ НГУ сконструировали 20-сантиметрового робота, который способен проходить в недоступные для человека места, видит в дыму и тумане и умеет передвигаться по бездорожью. Свою разработку школьники представят в рамках работы МНСК-2017.
    1294
  • 13/02/2019

    НГУ и GetAClass запустили совместную серию образовательных роликов о космических спутниках

    ​Идея создания серии роликов на эту тему родилась в процессе работы над проектом Федеральной целевой программы по созданию в университете собственной модульной спутниковой платформы. Проект предполагает не просто разработку модели спутника, а создание полноценной инфраструктуры для наземной экспериментальной отработки космического аппарата и дальнейшей работы с ним уже на орбите.
    678
  • 03/06/2019

    НГУ запустил новую магистерскую программу по приоритетным направлениям энергетики и энергосбережения

    ​Программа «Катализ в переработке углеродсодержащего сырья» направлена на подготовку специалистов в области глубокой переработки природных, в том числе возобновляемых ресурсов, способных работать по перспективным темам, сформулированным с участием ключевых промышленных компаний России.
    407
  • 23/12/2019

    Экономисты НГУ стали экспертами на федеральном проекте для школьников

    ​Студенты Новосибирского госуниверситета и преподаватели Экономического факультета стали экспертами на федеральном проекте для школьников «Кампус на Зеленой улице». В рамках профильной смены учащиеся школ и гимназий проходят недельные курсы по хард и софт скиллам, развивают идеи для стартапов, занимаются программированием и робототехникой, изучают 3D-моделирование и учатся формировать и презентовать свои проекты.
    187
  • 17/10/2019

    НГУ – 60 лет: все только начинается

    ​Новосибирскому государственному университету исполнилось 60 лет. Новосибирский государственный университет ориентирован на подготовку кадров для науки, образования и высокотехнологических отраслей промышленности, новейших междисциплинарных направлений науки.
    539