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, научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН 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

  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    3737
  • 11/03/2020

    Новосибирская школьница изобрела робота для наблюдения за животными

    ​​Изобретение уже высоко оценили на престижном научно-инженерном конкурсе в Санкт-Петербурге. Над устройством для наблюдения за дикими животными девятиклассница Дарья Королева работала полгода. Робота можно назвать альтернативой фотоловушкам, которые неподвижны и предназначены в основном для нижних ярусов леса.
    460
  • 26/05/2017

    Статья новосибирского ученого о новом типе волоконных лазеров опубликована в журнале Nature Communications

    ​​Заведующий лабораторией волоконных лазеров НГУ, старший научный сотрудник ИАиЭ СО РАН Дмитрий Чуркин вместе с коллегами из Университета Астон Марией Сорокиной и Шурикантом Сугаванамом опубликовали работу, посвященную актуальной теме: исследованию спектральных корреляций в случайном волоконном лазере.
    2627
  • 19/09/2019

    НГУ и ИЯФ СО РАН представили на форуме «Технопром» инновационную методику лечения рака

    ​​C 18 сентября в рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» Новосибирский государственный университет и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера представят стенд, посвященный совместной работе центра бор-нейрозахватной терапии онкологических заболеваний.
    1003
  • 01/02/2016

    Резиденты Академпарка создадут комплекс для анализа телекоммуникационных данных

    ​Резиденты Новосибирского Академпарка "Экспасофт" и "Сигнатек" совместно с Новосибирским государственным университетом разрабатывают аналитический комплекс потоковых данных в телекоммуникационных сетях.
    2149
  • 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.
    978
  • 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.
    519
  • 06/04/2017

    Новосибирские инженеры создали платформу для корректировки траектории бурения скважин

    Проект программной платформы для комплексного геофизического сопровождения добычи полезных ископаемых Geoleum стал одним из резидентов новосибирского Технопарка (Академпарка) по итогам бизнес- ускорителя "А: СТАРТ".
    1642
  • 28/05/2019

    «Академический час для студентов»: лекция «Оптико-электронные измерительные и лазерные технологии для научного и промышленного применений»

    ​​ 29 мая в 14:10 в Сибирском государственном университете путей сообщения (ул. Дуси Ковальчук, 191, ауд. 224) состоится лекция доктора технических наук Юрия Васильевича Чугуя «Оптико-электронные измерительные и лазерные технологии для научного и промышленного применений» (КТИ НП СО РАН).
    1004
  • 30/03/2017

    Лекторий «От проблем фотоники к реальным технологиям!»

    Лаборатория экспериментальной физики НГУ совместно с Институтом лазерной физики СО РАН и Институтом автоматики и электрометрии СО РАН в рамках САЕ НГУ «Нелинейная фотоника и квантовые технологии» представляет лекторий по интереснейшему направлению, связанному с фотоникой и квантовыми технологиями: «От проблем фотоники к реальным технологиям!»В течение весеннего семестра молодые учёные, занимающиеся исследованиями в передовых направлениях науки и внедрением новейших достижений в технологическую сферу, прочтут цикл лекций.
    2186