Электроника Плюс №3 / 2017

№ 3 | август | 2017

ТУП «Альфачип Лимитед»

Тема номера:

РОБОТОТЕХНИКА

Поставка электронных компонентов, средств автоматизации, компонентов для светодиодного освещения 220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 факс: +375 17 366 78 15 www.alfa-chip.com www.alfacomponent.com УНП 192525135

E-mail: smt@riftek.com Тел.: +375 17 281 36 57

ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ISO 9001-2009

НОВАЯ СЕРИЯ ЦИФРОВЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ

220113, г. Минск, ул. Я. Коласа, 73 Тел.: +375 17 262 83 61, +375 17 262 57 50 E-mail: mnipi@mnipi.by www.mnipi.by УНП 100039847

новости • мониторинг • обзор рынка • для специалиста • выставки

Новая самая компактная система защиты от импульсных перенапряжений Защита шириной 3,5 мм для контрольно-измерительной техники TERMITRAB complete – это самые узкие в мире устройства защиты от импульсных перенапряжений для аналоговых и дискретных сигнальных цепей. Новая продуктовая линейка предлагает полную систему с возможностью выбора дополнительных функций, таких как индикация состояния и дистанционная сигнализация. Самые узкие устройства защиты имеют ширину всего 3,5 мм. Больше информации можно найти на сайте: phoenixcontact.net/webcode/#1389 Представительство ЗАО PHOENIX CONTACT (Литовская Республика) в Республике Беларусь Тел.: +375 (29) 601-11-44 www.phoenixcontact.by УНП 102375495

© PHOENIX CONTACT 2017

По вопросам приобретения продукции в Республике Беларусь обращайтесь: ЗАО «БЕЛНЕТЭКСПЕРТ» Тел.: +375 (17) 286-20-03 www.netexpert.by ЗАО «Профессиональные сетевые системы» Тел.: +375 (17) 500-94-00 www.pns.by

СОДЕРЖАНИЕ

ЭЛЕКТРОНИКА + ИЗДАЕТСЯ ПРИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКЕ ФАКУЛЬТЕТА РАДИОФИЗИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БЕЛОРУССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА НОВОСТИ НОВОСТИ ИЗ МИРА РОБОТОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ ...............................................................2

№3 август 2017

МОНИТОРИНГ ГЛОБАЛЬНЫЙ РЫНОК РОБОТОТЕХНИКИ .......................................................................................8 ОБЗОР РЫНКА РОБОТОТЕХНИКИ .................................................................................................12 РАЗНОВИДНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ ...........................................................................14 СТОИТ ЛИ ВИНИТЬ РОБОТЫ ЗА ПОТЕРЮ РАБОЧИХ МЕСТ? Артур Золотов ............................................................................................................................18 СИСТЕМЫ МАШИННОГО ЗРЕНИЯ Ольга Славинская .......................................................................................................................20 МЕДИЦИНСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА В НАШИ ДНИ Владимир Сомсиков ....................................................................................................................24 ДОСТИЖЕНИЕ ПЯТОГО УРОВНЯ АВТОНОМНОГО ВОЖДЕНИЯ Боб Дормон ................................................................................................................................32

Издание для специалистов, занимающихся разработкой и поставкой электроники, компонентов и другой продукции в различных отраслях промышленности. Издание знакомит специалистов с новыми достижениями и разработками в области электроники, микроэлектроники, электротехники, оптоэлектроники, энергетики, средств связи. Публикует научные статьи ученых. Размещает рекламу по теме номера. Учредитель: ООО «ВитПостер»

KUKA ROBOTER GMBH. НЕМЕЦКИЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ ......................34

Главный редактор Бокач Павел Викторович m6@tut.by +375(29) 338-60-31

ЧТО ГОТОВИТ INTEL ДЛЯ ОЛИМПИАДЫ.......................................................................................36

Редакционная коллегия:

ОБЗОР РЫНКА

КОМПАНИЯ MICROCHIP АНОНСИРОВАЛА СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ SAM D5X/E5X, ПОСТРОЕННЫХ НА БАЗЕ ЯДРА CORTEX-M4F ......................................................... 37 ВПК БЕЛАРУСИ БЕРЕТ КУРС НА СОЗДАНИЕ БОЕВЫХ РОБОТОВ Александр Алесин .......................................................................................................................38 СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ НОВИНКА IROBO-2000-43I4F-G3 С ПОДДЕРЖКОЙ ДО 12 ФРОНТАЛЬНЫХ СЛОТОВ РАСШИРЕНИЯ ............................................................................40 КОСМИЧЕСКАЯ ТРАНСПОРТНО-МАНИПУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА ..................................................41 ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА ОБЛАЧНАЯ РОБОТОТЕХНИКА: ТРЕНДЫ, ТЕХНОЛОГИИ, СВЯЗЬ ....................................................42 MUSTANG-200 – МОЩНЕЙШИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ...............................................52 НАУКА ОБЗОР МЕХАНИЗМОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ З.Р. Богус, М.Н. Нджомон, М.В. Шишкин, В.Г. Корниенко ............................................................54 ВЫСТАВКИ МЕТАЛЛООБРАБОТКА-2017 И ПРОМЫШЛЕННАЯ РОБОТОТЕХНИКА .............................................58 ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ – ДВИЖУЩАЯ СИЛА ЧЕТВЕРТОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ ..................................................................................................64 КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ......................................................................................................................62

СПИСОК РЕКЛАМОДАТЕЛЕЙ Автоматикацентр..................................63

Обложки, цветные вставки

Алнар...................................................62

Microchip ................................................ 1 вст.

Альфачип Лимитед........................ 37, 62

Альфачип Лимитед .................... 1 обл., 4 обл.

Альфалидер компонент.................... 62-63 БелПлата..............................................36 ГорнТрейд...........................................15

Рифтек СМТ............................................ 1 обл. Техоргснаб ............................................ 1 обл.

Минский часовой завод.........................19

Элтикон ................................................. 3 обл.

СветЛед решения.................................62

МНИПИ .................................................. 1 обл.

Чип электроникс..................................63

PHOENIX CONTACT ....................... 2 обл., 2 вст.

Председатель: Чернявский Александр Федорович академик НАН Беларуси, д.т.н. Секретарь: Садов Василий Сергеевич, к.т.н. sadov@bsu.by Члены редакционной коллегии: Беляев Борис Илларионович, д.ф.-м.н. Борздов Владимир Михайлович, д.ф.-м.н. Голенков Владимир Васильевич, д.т.н. Гончаров Виктор Константинович, д.ф.-м.н. Есман Александр Константинович, д.ф.-м.н. Ильин Виктор Николаевич, д.т.н. Кугейко Михаил Михайлович, д.ф.-м.н. Кучинский Петр Васильевич, д.ф.-м.н. Мулярчик Степан Григорьевич, д.т.н. Петровский Александр Александрович, д.т.н. Попечиц Владимир Иванович, д.ф.-м.н. Рудницкий Антон Сергеевич, д.ф.-м.н. Начальник отдела рекламы и раcпространения: Антоневич Светлана Геннадьевна тел.: +375 (29) 680-16-49 antonevich-s@mail.ru Подписано в печать 21.09.2017. Отпечатано в типографии ООО «Бизнесофсет». ЛП No 02330/70 от 17.06.2015. Пр. Независимости, 95/3-7, 220043, г. Минск. Тел./факс: (017) 280 13 80 E-mail: boprint@tut.by Бумага офсетная. Печать цифровая. Тираж 299 экз. Заказ 281. Издатель ООО «ВитПостер». Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/99 от 02.12.2013.

E-mail: artmanager3@mail.ru © ООО «ВитПостер», 2017 №3 | август |2017

1

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА +

НОВОСТИ ИЗ МИРА РОБОТОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ Тематика номера, который Вы держите в руках – робототехника и все, что с нею связано. Подборка новостей тоже отразила тематику журнала. В наше время все труднее найти отрасль промышленности или сферу жизни, где удалось обойтись без вездесущих роботов. Конечно, основная направленность нашего журнала – это промышленные роботы, тем более, что именно здесь наиболее полно раскрываются возможности этой современной техники.

БЕСПИЛОТНИК НАУЧИЛИ ОРИЕНТИРОВАТЬСЯ В ПРОСТРАНСТВЕ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ GPS Системы GPS являются одними из самых распространенных и точных источников получения координат и используются повсеместно, в том числе и в беспилотных летательных аппаратах. Но до сих пор есть области, где спутниковые навигационные системы не работают, например, лес, туннели, пещеры и так далее. Исследователи компании NVIDIA решили разработать свой вариант системы для навигации роботов, который не зависел бы от GPS. Разработка компании опирается на работу камер под управлением искусственного интеллекта для распознавания входящих данных и принятия решений. В ходе испытаний на одну из серийных моделей беспилотника были установлены две дополнительные камеры и модуль Jetson TX1, который и нес на себе функции искусственного интеллекта и глубокого машинного обучения.

Новая система позволит беспилотным аппаратам ориентироваться в сложном пространстве и прокладывать маршрут без посторонней помощи. Изначально беспилотники предполагалось использовать лишь в лесу, но практика показала, что они пригодны и в условиях города и в районах стихийных бедствий.

Нейронная сеть, которая управляет аппаратом, получила название TrailNet. Ее обучение проходило при помощи записей с камер GoPro, сделанных в лесной среде различного типа, начиная с лесов Северной Америки и заканчивая лесами на склонах Альп. hi-news.ru

«УМНЫЙ» ОГОРОД: РОБОТ-ДАЧНИК НА RASPBERRY PI ДОСТУПЕН ДЛЯ ПРЕДЗАКАЗА Любите ковыряться на грядках, поливать саженцы и полоть сорняки? Наверняка все просто обожают это занятие и не станут дальше читать, а жаль, ведь парни из openfarm сделали отличное устройство, позволяющее сделать жизнь владельца небольшого огородика чуть проще. Изобретение называется FarmBot и создано специально для того, чтобы помогать хозяину небольшого огородика ничего не делать. Конструкция устройства напоминает станок и отлично умеет ухаживать за растениями. Конечно же, без помощи ле2

№3 | август |2017

жащего на диване владельца никак не обойтись, поэтому Бота снабдили красочной прогаммкой для смартустройств, поэтому можно, держа свой планшетный компьютер в мозолистых руках, не вставая при этом из-за стола или с кровати, задать режим новому электронному труженику. Устройство может сеять, рыхлить, проверять уровень влажности, поливать и даже полоть – для всех этих дел у него есть соответствующий набор инструментов, которые не составит труда закрепить на рабочей раме. Бот умеет в полуавтоматическом ре-

жиме выполнять все необходимые функции, достаточно просто выбрать подходящую насадку Имея такого помощника, можно очень неплохо выращивать на грядке овощи и фрукты, забыв навсегда о покупной зелени. Всё, что нужно – иметь семена для посадки, воду и электроэнергию. Воду можно подвести из колодца, скважины или водопровода, а небольшая солнечная батарея с аккумулятором вполне сможет обеспечить FarmBot электричеством. Оформить предзаказ на FarmBot можно за 2900 долларов США. До-

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА + вольно дорого, да, но производитель заявляет, что устройство полностью окупается за пять сезонов. Работает садовый помощник с помощью Raspberry Pi, все приложения свободно распространяются. Немного расстраивает размер установки. Чтобы полностью автоматизировать с помощью FarmBot’ов простой участочек в шесть соток, потребуются десятки тысяч долларов. Впрочем, если устройства окажутся достаточно «умными», такими установками есть смысл оборудовать фермы – расходы по обслуживанию этих агрегатов наверняка будут меньше зарплаты квалифицированных работников. farmbot.io

МОЩНЫЙ КОМПЬЮТЕР ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ BAE Systems анонсировала одноплатный защищенный от радиации компьютер космического назначения. Устройство RAD5545 оснащено 4-ядерным 32/64-разрядным процессором QorlQ Power Architecture с тактовой частотой 466 МГц, производитель-

ностью 5,6 GIPS, кешем L2 512 КБ и 2 по 1 МБ на L3. Компьютер RAD5545 выполнен на базе материнской платы 6U-220, совместимой со стандартом ANSI/VITA 78.00 SpaceVPX. Система поддерживает до 16 ГБ оперативной памяти

DDR3 и до 1 ГБ флеш. Коммуникации представлены 16 портами SpaceWire (320 МГц) и 4 портами RapidIO с пропускной способностью 5 Гбод. Интерфейс дочерней платы включает 4 канала SpaceWire, 32-разрядный параллельный PIC и один общий порт RapidIO. Компьютер устойчив к дозе ионизирующего излучения до 100 Крад. При рабочей температуре до 95°C система потребляет 35 Вт мощности. Новая система превосходит предыдущую разработку RAD750. Производство сосредоточено в штате Вирджиния (США). Также доступна версия с 1-ядерным процессором (RAD5515). Сфера применения включает оборудование исследования погоды и планет, системы связи, видеонаблюдения и отслеживания, миссии национальной безопасности. dphotoworld.net

ОСЕНЬЮ ROBOTICS EXPO 2017 ПОКАЖЕТ БУДУЩЕЕ 25-26 ноября в Москве состоится Robotics Expo – крупнейшая робототехническая выставка в России. Robotics Expo 2017 объединит ведущих робототехников, разработчиков ПО и программистов, блокчейн-энтузиастов, IТ-евангелистов, производителей, ученых, инвесторов – всех, кто связан с технологиями и кому близка эта тема. Участники и спикеры расскажут о последних технотрендах и успешных кейсах, а посетители увидят лучшие мировые разработки. Посетители выставки Robotics Expo 2017 смогут «телепортироваться» в будущее: увидят андроидов, пообщаются с искусственным интеллектом, протестируют уникальные робогаджеты и попробуют совершенно новые виды развлечений! robogeek.ru №3 | август |2017

3

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА +

РОБОТЫ ВОЗВРАЩАЮТ CANON К ПРОИЗВОДСТВУ «MADE IN JAPAN» Долгие годы ярлычок «Сделано в Японии» служил гарантией высочайшего качества продукции. Глобализация заставила японских производителей создавать производства за рубежом, где относительно недорогая рабочая сила и льготная налоговая политика локальных властей позволяли получать достойную прибыль. Компания Canon в этом плане ничуть не отличалась от других. Дорогие зеркальные фотоаппараты она продолжала собирать на японских заводах, а производство аппаратов средней и младшей ценовой категории она организовала за рубежом. Но всё меняется, и в Canon пришли к решению вернуть в Японию сборку массовых цифровых фотоаппаратов. Руководство компании сообщило, что Canon построит в Японии новое предприятие по сборке беззеркальных и зеркальных цифровых камер. Это первое за более чем десять лет новое производство Canon на родине. Данный шаг стал возможным после разработки роботизированных линий по производству цифровых камер. Массово привлекать работников-людей в компании сочли нерентабельным. Подчеркнём, возврат производства в Японию стал возможным исключительно благодаря роботам и технологиям искусственного интеллекта, на что в Canon делают особый акцент. На действующем заводе компании в префектуре Оита роботизированные линии выполняют свыше 70 % работ по сборке фотокамер. Обкатанные на этом производстве решения будут вскоре реализованы на заводе

Canon EOS M100: беззеркальный фотоаппарат с 24-Мп сенсором Canon в префектуре Нагасаки и на других площадках. Новый завод, который компания начнёт строить в августе следующего года в префектуре Миядзаки, будет иметь ещё больший уровень автоматизации, приближающийся к 100 %. Вообще компания планирует к 2020 году полностью перейти на роботизированную сборку абсолютно всей продукции, а в настоящий момент, уточняют в Canon, на автоматических линиях собирается примерно 40 % моделей цифровых камер компании. В Японии компания выпускает около 65 % камер. Новый завод увеличит это число до 70 %. За пределами

страны будет выпускаться только 30 % продукции Canon, которая будет относиться к сегменту начального уровня.

Canon не первая, кто делает ставку на полностью автоматизированные линии. Не так давно, например, знаменитая своим брендом компания Adidas решила перевести пошив одежды из азиатских стран в США и Германию. Для этого она начала строить полностью автоматизированные заводы по пошиву спортивной одежды в США и Германии, чего не было очень давно. Регионам с доступной рабочей силой надо крепко задуматься об этой тенденции. asia.nikkei.com, 3dnews.ru

ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ С 15-ЛЕТНЕЙ ГАРАНТИЕЙ Новая линейка промышленных компьютеров, разработаных на базе процессора Intel Atom E3950, представлена Amplicon осенью 2017 года. Особенностью устройств является 15-летняя гарантия. Промышленные компьютеры Impact-R 1110F и Impact-E 150AL потребляют лишь 1416 Вт мощности, а процессор E3950 обеспечивает систему масштабируемостью. Легкие и надежные модули работают в температурном диапазо4

№3 | август |2017

не от 0 до 60 °С (опционально – в диапазоне -40-85 °С). Возможности ввода/вывода могут включать различные варианты, в том числе интерфейсы LAN, USB 3.0, DIO. Компания Amplicon более 40 лет занимается производством средств передачи данных, измерительных приборов, оказывает инжиниринговые услуги. datasheet.su

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА +

ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ В ОПАСНОСТИ! Эксперты компании Trend Micro насчитали 83 тысячи доступных через Интернет роботов, в 5 тысах случаев механизмы аутентификации отсутствовали. На крупных предприятиях насчитывается до нескольких тысяч промышленных роботов, многие из которых подключены к управляющим серверам по информационным сетям общего пользования, доступных из любой точки планеты. Грамотно организованная кибератака способна вывести их из строя и нарушить производственный процесс. Согласно последнему отчету компании Trend Micro, в мире насчитывается свыше 83 тыс. доступных через Сеть промышленных роботов, и в 5 тыс. из них отсутствуют механизмы аутентификации пользователей. Исследователи обнаружили в роботах 65 уязвимостей, в том числе позволяющие обойти механизмы аутентификации, модифицировать ключевые настройки и изменить режим работы устройства. Все вышеизложенное относится только к роботам, непосредственно доступным через интернет. Однако, как подчеркивают исследователи, злоумышленники также могут получить доступ к неподключенным к Сети устройствам, предварительно взломав

промышленные маршрутизаторы, зачастую используемые на высококлассных предприятиях. Последствия кибератак на промышленных роботов могут быть катастрофическими. Согласно отчету Trend Micro, в результате подобных атак в производимых продуктах могут возникать дефекты. Злоумышленники способны вмешиваться в производственный процесс и требовать от производителя выкуп за его восстановление, портить продукцию, причинять вред механизмам и их операторам, а также похищать хранящуюся в памяти роботов информацию (исходный код,

параметры продукции и другую интеллектуальную собственность). В подтверждение своих опасений исследователи осуществили показательную кибератаку на промышленного робота в лабораторных условиях. Эксперты продемонстрировали, как с помощью атаки можно незаметно изменить движение устройства. Программный код остается неизменным, а изменение движения невозможно уловить невооруженным взглядом. Тем не менее, малейшее отклонение в производственном процессе может привести к серьезным последствиям. securitylab.ru

МАРСОХОД CURIOSITY ОБРЕЛ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ Научная лаборатория NASA под названием Curiosity служит на благо земной науки уже пять лет. За это время марсоход проделал более 15 километров по поверхности Красной планеты. Перемещение было неспешным, иногда связь обрывалась и ученым приходилось ждать, когда Curiosity

снова выйдет на связь. Руководство NASA пошло на весьма необычный шаг: марсоход решили наделить искусственным интеллектом, чтобы он мог перемещаться по поверхности Марса самостоятельно, даже тогда, когда связь с Землей отсутствует. Инженеры NASA загрузили на Curiosity новую прошивку, делающую его более автономным в условиях чужой планеты. Система эта носит название AEGIS (Autonomous Exploration for Gathering Increased Science). Ученые долгое время исправляли многочисленные ошибки в коде, чтобы марсоход в итоге смог самостоятельно продолжать свое путешествие без постоянного контроля с поверхности Земли. Система AEGIS не способна осуществлять проведение серьезных исследовательских миссий и отвечает в основном за перемещение марсохода в

отсутствие связи с Землей. Остальные же манипуляции продолжают выполнять операторы с Земли. Вместе с искусственным интеллектом марсоход научился самостоятельно выбирать марсианские камни для изучения. Камеры марсохода сканируют окружение и подбирают наиболее подходящие горные породы чтобы испарить их лазером, а затем исследовать выделившийся из них газ. Систему автоматического перемещения марсохода тестировали на протяжении почти двух лет в ходе коротких отрезков пути, когда Curiosity давали полную свободу действий. Система оправдала ожидания и позволила сэкономить время и силы. Полученные данные будут использованы в программном обеспечении следующего марсианского ровера, который отправят на Красную планету в 2020 году. hi-news.ru №3 | август |2017

5

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА +

SONY РАЗРАБОТАЛА ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ОПТИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ РОБОТОВ

Японская компания Sony славится не только своими игровыми консолями и телевизорами, но и высококачественными оптическими сенсорами для видеокамер, фотоаппаратов и смартфонов. Но если новый фотоап-

парат компании способен отслеживать движущиеся объекты с частотой 20 кадров в секунду, то роботам этой скорости может оказаться недостаточно. Поэтому Sony анонсировала свой новый высокоскоростной оптический сенсор IMX382, способный отслеживать объекты с частотой 1000 кадров в секунду. Новинка преимущественно будет использоваться в робототехнике. Сенсор предназначен чтобы роботы, в том числе и промышленные, могли отслеживать особенно быстро движущиеся объекты. Например, без подобного сенсора не обойтись на конвейерных производствах. Се-

годня для того, чтобы камера зафиксировала объект на конвейере и выявила дефекты, поток приходится приостанавливать. С новым же сенсором производители смогут экономить уйму времени. Сенсор способен отслеживать одновременно до шести объектов, отделять конкретный объект от остальных, а также выявлять определённый паттерн из увиденного изображения. В будущем такие сенсоры будут устанавливать не только на производственные линии, но и на других роботов. В видео чуть выше вы можете видеть, как крошечный робот на большой скорости преследует убегающий от него мячик. Без высокоскоростного оптического сенсора настолько точное отслеживание объекта было бы неосуществимо. Представители Sony утверждают, что существующие на сегодняшний день сенсоры от других производителей с подобным качеством изображения не могут похвастать частотой кадров выше 30 fps. Первая партия сенсоров IMX382 будет доступна заказчикам в начале октября 2017 года. hi-news.ru

IBM ПРИСТУПАЕТ К СОЗДАНИЮ ПЕРВОГО В МИРЕ НЕЙРОМОРФНОГО СУПЕРКОМПЬЮТЕРА Компания IBM совместно с Научноисследовательской лабораторией ВВС США начали работу по постройке первой в мире нейроморфной вычислительной системы. Новая система будет представлять из себя искусственный интеллект, который будет работать по принципам реальной нейронной сети, подобно работе нейронной сети человеческого головного мозга. Система получила название True North Neurosynaptic System, а ее основой будут, согласно заявлениям представителей компании IBM, несколько вычислительных узлов, в каждом из которых установлено по 64 нейроморфных процессора IBM True North. При этом каждый из узлов состоит из 64 миллионов искусственных нейронов и 16 миллиардов искусственных синапсов.

6

№3 | август |2017

Новая система искусственного интеллекта True North Neurosynaptic System будет крайне гибкой платформой. Она сможет как обрабатывать данные, поступающие из разных источников, так и производить параллельную обработку одного и того же потока исходных данных. Как утверж-

дают авторы, каждое ядро TrueNorth станет частью единой распределенной нейронной сети, которая будет работать на основе возникающих в системе событий. Получается, что каждый из чипов не будет нуждаться в генераторе тактовой частоты, в отличие от традиционных процессорных блоков. При этом когда один из процессоров выходит из строя, вся остальная нейронная сеть продолжает свою работу. Стоит сказать, что каждое ядро TrueNorth в режиме максимальной производительности потребляет всего 10 Ватт энергии. Система IBM TrueNorth Neurosynaptic System сможет эффективно заниматься в реальном времени преобразованием данных, таких как изображения, видео или аудио, получаемые из разных источников. hi-news.ru

НОВОСТИ

ЭЛЕКТРОНИКА +

ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ УЯЗВИМЫ ДЛЯ КИБЕРАТАК По словам исследователей Миланского политехнического университета, современные промышленные роботы плохо защищены от взломов, что делает их идеальной мишенью для хакеров. Специалисты доказали это на деле, найдя уязвимости в ABB IRB 140 – в одном из самых распространtнных сегодня производственных манипуляторов. Они за короткое время взломали программное обеспечение и заставили устройство выполнять совершенно другие функции.

Исследователи уверены, что если ABB IRB 140 поддался взлому так легко, то и многие другие роботы не устоят. И это серьезная проблема. Ведь хакер способен не просто изменить параметры их работы, но и сделать это совершенно незаметно для окружающих. Последствия такого развития событий могут быть катастрофическими, говорят специалисты. robot-ex.ru

РОБОТЫ ТЕЛЕПРИСУТСТВИЯ, КАК ЛУЧШИЙ СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРУГИХ МИРОВ Для комплексного освоения Луны и Марса предполагается отправлять экспедиции с людьми. Это будет намного сложнее и опаснее, чем посылать туда роботов, используемых обычно для разведки. Между тем, в научных кругах обсуждаются альтернативные подходы для формирования межпланетных экспедиций – своего рода компромисс между отправкой людей или одних роботов. Рассмотрим использование роботов телеприсутствия для космических исследований. Небольшая группа людей могла бы с орбиты планеты управлять работающими на поверхности роботами, что позволит выполнить расширенный объем исследований более безопасным и ме-

нее затратным способом. Дистанционно управляемые роботы в настоящее время используются для исследования всех уголков Солнечной системы. Они отправляют на Землю данные, а затем терпеливо ожидают следующие команды. При движении со скоростью света сигнал с Земли на Марс или Сатурн и обратно может идти достаточно долго. Это означает, что человек никак не может реально участвовать в процессе. Совсем другая ситуация с роботами телеприсутствия. Отправка человека в космос позволит уменьшить задержку сигналов (до приемлемых 0,5 секунды), например, на орбите Марса люди смогут управлять роботами на поверхности

в режиме телеприсутствия, близком к режиму реального времени, и при необходимости брать на себя управление. Европейское космическое агентство (ЕКА) опробовало такой вариант недавно с астронавтом на международной космической станции (МКС), напрямую управляющим роботом на Земле. NASA пытается реализовать этот сценарий в другом направлении, контролируя с земли находящегося на МКС робота Robonaut. Многочисленная армия роботов, состоящая из относительно простых, автономно блуждающих по поверхности планеты устройств, позволит исследовать интересующие участки под управлением в режиме телеприсутствия со стороны нескольких специалистов. В составе массива роботов могут быть представлены различные платформы, включая летающих, колесных и ползающих по скалам роботов, а также роботов с манипуляторами, бурильными, лазерными и другими инструментами. Если некоторые из этих роботов гдето застрянут или поломаются – это не страшно, их заменят другие. Специальные роботы смогут даже собрать образцы грунта, а затем отправить их на орбиту в маленькой ракете. С развитием автономных технологий и совершенствованием систем навигации человек сможет одновременно контролировать все больше и больше роботов, ступая на поверхность планеты лишь в случае необходимости. robogeek.ru №3 | август |2017

7

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

ГЛОБАЛЬНЫЙ РЫНОК РОБОТОТЕХНИКИ По данным нового исследования компании Boston Consulting Group (BCG), глобальный рынок робототехники растет намного быстрее, чем ожидалось, и к 2025 году он достигнет 87 миллиардов долларов. Рассмотрим основные направления и тенденции этого рынка. Ускоренный рост отрасли Обновив свою предыдущую оценку в $67 млрд, консалтинговая фирма недавно пересмотрела свой прогноз, в основном из-за роста потребительского спроса. В новой публикации «Пользуясь преимуществами робототехники», BCG прогнозирует увеличение объема потребительского сектора на $14 млрд. до $23 млрд., что на 156% превышает их предыдущую оценку. «Большая часть ускоренного роста будет поступать с потребительского рынка из-за таких приложений, как самоходные автомобили и устройства для дома», – объясняет Влад Лукич, партнер BCG и соавтор исследования. – «Прогнозируемый рост в коммерческом секторе объясняет остальную часть корректировки – увеличение на 34% до 22,8 млрд.». Многие факторы способствовали необходимости пересмотра оценок. Всего за год с 2014 по 2015 год, частные инвестиции в сферу робототехники утроились, согласно BCG. Подпитывая всплеск интереса, цены падают, быстро развиваются возможности, компоненты используются в гораздо более широком спектре отраслей и приложений, чем первоначально предполагалось многими наблюдателями.

8

№3 | август |2017

В 2016 году поле робототехники испытало резкий сдвиг в сторону приложений, ориентированных на потребителя, и резкое увеличение числа робототехнических компаний в потребительском пространстве. Сегодня роботы могут пылесосить и вымывать полы, чистить бассейны, учить детей, обеспечивать наблюдение и безопасность дома, а также выступать в качестве компаньонов и помощников по дому для близких. С 2012 года 40% новых робототехнических компаний появились в потребительском секторе, опережая рост в военном, коммерческом и промышленном секторах. Согласно анализу, на военный сектор приходится 26% новых робототехнических компаний, коммерческий сектор – 24%, а промышленный сектор – всего 10%. Элисон Сандер, руководитель Центра Sensing & Mining в BCG, и соавтор статьи, говорит, что все сектора будут ощущать последствия, когда потребители начнут покупать роботы. «По мере того, как люди становятся более восприимчивыми к роботам в своей повседневной жизни от роботов-пылесосов до роботов телеприсутствия в офисе, они начнут требовать больше таких продуктов. Это привлечет больше инвестиционного

ЭЛЕКТРОНИКА + капитала и будет способствовать дальнейшему развитию возможностей робототехники». Мел Вольфганг, старший партнер BCG и соавтор статьи, отмечает, что добавление робототехники в бизнес является стратегическим решением, а не только капиталовложением. Это требует переосмысления и кардинального изменения уровня укомплектования персоналом, ассортимента продукции, производственных площадок и других аспектов бизнес-модели. «Задача для перспективных компаний – выяснить, как использовать робототехнику, чтобы получить конкурентное преимущество. Это может означать выявление факторов, где гибридная смесь человека и машины обеспечивает максимальную отдачу, или это может быть связано с созданием совершенно новой бизнес-модели», – говорит Вольфганг. «Менеджменту необходимо действовать сейчас, чтобы разработать свои точки зрения, тестовые и экспериментальные роботизированные приложения и инвестировать в инфраструктуру, заложить, в том числе, основу для цифровой цепочки поставок на заводе».

От заводов к нашим домам Возрастающие потребности в автоматизации во всех сферах нашей жизни в основном обусловлены ростом робототехники. Повышенная стоимость рабочей силы повлияла на то, что организации перешли к автоматизации их рабочих процессов с использованием роботов. Увеличенное принятие роботов SME (предприятия малого и среднего бизнеса) трансформирует рынок. Ранее роботы использовались только в ограниченном порядке на производстве. Теперь же они внедрились в наши дома, офисы, больницы и другие службы. Регион APAC (Азиатско-Тихоокеанский регион) доминирует на этом рынке с ростом CAGR до 8,71%. Регион интегрирует основной доход рынка, имея наибольшее число компаний с автоматизированным оборудованием. Рост смарт-технологий, таких как смартфоны, подпитал рост данного рынка. Использование роботов выросло по всем секторам из-за увеличенной рабочей силы и невозможности качественного труда. Были существенные инвестиции в исследования и развитие от публичных и частных организаций в дальнейшее развитие новых технологий и приложений робототехники. Ряд международных организаций, таких как Standardized Procedures for the Advancement of Robotic Combat (SPARC) и Международная федерация робототехники (IFR) начали поддержку робототехники и дополнили свой рост. Основные игроки на рынке все больше и больше развивают дешевые, доступные, компактные и энергоэффективные решения для удовлетворения растущих потребностей клиентов. Принятие роботов в широком диапазоне отраслей промышленности, включая производство, здравоох-

МОНИТОРИНГ

ранение, оборону и безопасность, автомобильную промышленность, электронику и продукты питания и напитков ускорило рост рынка. Роботы доставляют лучшие качества продукции и услуги более эффективно, с меньшими потерями и без причинения физического ущерба для человека из-за их автономного характера. Они помогают снизить эксплуатационные расходы и одновременно увеличить объемы производства. Широкое использование робототехники будет стимулировать рост рынка в ближайшем будущем. Роботы используются в разнообразных приложениях, включая дистанционную хирургию, лечение, физическую и психическую терапию, разряжение бомб, обнаружение мин, спасение раненых солдат, космос, изготовление воздушных судов, производство электронного оборудования и домашняя сфера. Автомобильная отрасль генерирует основную долю доходов и составляла 39,04% от мирового дохода в 2013 году, с последующим сектором электроники, на долю которого приходится 20,24%. Промышленные роботы доминируют на рынке робототехники с процентной долей 66,10% в 2013 году. После них идут сервисные роботы. Эти устройства находят применение в здравоохранении, сельском хозяйстве, строительстве и инфраструктуре. В ближайшие годы сервисная робототехника и мобильные роботы увеличат их проникновение на рынке в быстром темпе. Тем не менее, высокие начальные цены, комплексные технологии, безопасность и этические вопросы, касающиеся использования роботов, могут ограничить рост этого рынка.

SME в основном является неосвоенным рынком. Благодаря высоким начальным инвестициям малые и средние предприятия не решаются к принятию робототехники. Ключевые игроки в настоящее время разрабатывают доступные, компактные, индивидуальные и энергоэффективные решения робототехники, направленные на повышение эффективности малого и среднего бизнеса. Профсоюзы протестовали против использования робототехники, которое вынесло потерю рабочих мест для роботов. Тем не менее, в соответствии с Международной федерацией робототехники, промышленность робототехники создаст больше рабочих №3 | август |2017

9

МОНИТОРИНГ мест, чем заменит. По проектам IFR, от 1,9 до 3,5 млн рабочих мест будет создано в 2021 году.

Основные выводы исследования • Глобальный рынок робототехники вырастет с постоянной скоростью в течение прогнозируемого периода в связи с увеличением спроса на автоматизацию и ростом затрат на рабочую силу.

• На автомобильный сектор приходится 39,04% рынка в 2013 году. Другие отрасли промышленности, включая здравоохранение, оборону, безопасность и аэрокосмическую отрасль будут расти быстрыми темпами в течение 2013-2020 годов.

• Высокий рост, как ожидается, в сервисной робототехнике и мобильных роботах из-за технологических достижений будет предусмотрен в различных отраслях промышленности. Существует жесткая конкуренция на глобальном рынке робототехники. Ключевые игроки на мировом рынке, включая ABB Group, Fanuc Corporation, iRobot, Kawasaki Heavy Industries и KUKA AG последовательно запускают новые продукты для повышения их предложений на рынке. Количество приобретений и сотрудничества, происходящих на рынке, позволяют этим поставщикам расширить свое географическое присутствие и проникнуть в страны с развивающейся экономикой.

Всемирное развитие сервисных роботов Ключевыми производителями робототехники на рынке остаются такие компании, как Adept Technology, Inc. (США), KUKA AG (Германия), iRobot Corporation (США), Kongsberg Maritime AS (Норвегия), DJI (Китай), Intuitive Surgical, Inc. (США). В этой быстро меняющейся среде компании расширяют свой масштаб операций за счет увеличения инвестиций в R&D и инновации. В сервисной робототехнике приветствуются инновации. Сервисная робототехника стала доступной по всему миру, установив новую тенденцию на рынке. Интернет вещей (IoT) также рассматривается как основной компонент в отношении робототехники, поэтому отрасли, использующие эту технологию, увеличили спрос на этих роботов. Данное исследование показывает, что технологические достижения, высокие требования к автоматизации и повышению безопасности людей являются основными движущими факторами рынка робототехнических услуг. Сервисные роботы имеют множество преимуществ, которые позволяют преодолевать такие проблемы, как нехватка квалифицированной рабочей силы, высокие затраты на оплату труда и другие расходы. Исследование указывает также на серьезное ограничение рынка робототехнических услуг, а именно 10

№3 | август |2017

ЭЛЕКТРОНИКА + высокая стоимость этих роботов. Но производители роботов прилагают усилия, чтобы снизить затраты на производство машин. Среди последних новостей отрасли стоит отметить сотрудничество компании Daimler AG со Starship Technologies в разработке сервисных роботов, которые могут быть использованы для доставки пиццы. Рынок услуг робототехники уже вырос на 15% CAGR (среднегодовой темп роста с учетом сложного процента), и ожидается, что к концу прогнозируемого периода он достигнет 20 млрд. долларов США. Снижение издержек, высокая эффективность процесса и способность предоставлять общую информацию и инициировать раннее развитие продукта являются основными движущими факторами этого рынка.

Сегментация рынка Рынок сервисной робототехники был сегментирован на основе типа и конечных пользователей. Просматривая сегменты конечного пользователя, было замечено, что индустрия здравоохранения доминирует на рынке сервисной робототехники. Автомобильная, оборонная и строительная отрасли также демонстрируют позитивный рост в сторону этого сектора. В оборонном секторе сервисная робототехника уменьшает участие человека, тем самым сокращая число жертв в военных операциях, что ведет к увеличению рынка сервисной робототехники к прогнозируемому периоду.

Ключевые игроки на рынке сервисной робототехники В данный момент основными игроками на рынке сервисной робототехники являются: GeckoSystems Intl. Corp. (США), Honda Motor Co. Ltd. (Япония), Adept Technology, Inc. (США), KUKA AG (Германия), iRobot Corporation (США), Kongsberg Maritime AS (Норвегия), DJI (Китай), Intuitive Surgical, Inc. (США), Parrot SA (Франция), Grumman Corporation (США), Fujitsu Frontech Limited (Япония), LG Electronics Inc. (Южная Корея), Samsung Electronics Co., Ltd. (Южная Корея) и другие. Целевая аудитория рынка • Технологические инвесторы • Производители и поставщики компонентов и оборудования для роботов • Производители и поставщики роботов • Проектировщики систем и производители оборудования • Производители продукции • Программисты • Аналитики и стратегические бизнес-планировщики

ЭЛЕКТРОНИКА +

МОНИТОРИНГ

• Конечные пользователи • Исследовательские лаборатории и научно-исследовательские институты • Системные интеграторы • Государственные организации • Исследовательские и консультационные фирмы Высокие темпы роста автоматизации по всему миру Недавно Robotic Industries Association выпустила отчет с показателями рекордного числа промышленных роботов в США. Но данная ситуация наблюдается по всему миру. Постоянное внедрение новой техники приведет к увеличению доходов от устройств промышленной автоматизации до 298 миллиардов долларов США к 2025 году, при этом 45 миллиардов долларов США будет получено только от робототехники. Количество установленных промышленных роботов, а также множество полевых устройств промышленной автоматизации достигнет чуть более 300 000 в 2017 году. «Контроллеры и роботизированные устройства от таких компаний, как Emerson, Honeywell и Siemens, используются для интеграции технологий, а также для регулирования, управления и осуществления промышленной автоматизации», – говорит Филип Солис, директор по исследованиям ABI Research. «Роботы таких компаний, как ABB, Fanuc Corporation, Kuka Robotics Corporation и Yaskawa Electric Corporation, составляют небольшую часть ежегодных поставок промышленной автоматизации, но при этом получают непропорционально большой доход из-за высокой их стоимости». Автомобильный сектор, который наиболее вкладывает средства в робототехнику и другие технологии автоматизации для производственных целей, будет и далее оставаться ведущим покупателем контрольно-полевых устройств. Другие классы производителей, такие как компании продуктов питания, а также непроизводственные отрасли, как складская логистика, также все больше внедряют технологий автоматизации. Китай продолжает лидировать по количеству закупаемых единиц робототехники. «Азиатско-Тихоокеанский регион, особенно китайские производители, будет нести ответственность за большой рост продвижения вперед», – заключает Солис. «Региональные производители также теперь полагаются на автоматизацию, чтобы попытаться компенсировать резкий рост заработной платы китайских рабочих и бороться с уменьшающимся числом работников соответствующих пенсионному возрасту. Замена рабочих мест является еще одним ключевым фактором роста, который, несомненно, приведет к повышению уровня автоматизации среди китайских производителей в ближайшие годы». По материалам robotics.ua №3 | август |2017

11

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

ОБЗОР РЫНКА РОБОТОТЕХНИКИ Инвестиции в робототехнику лучше для экономики, чем вложения в IT и строительство

Ученые обнадеживают: роботы не отберут у нас работу

Результаты исследования, проведенного британским Центром бизнес-исследований показали, что инвестиции в отрасль промышленной робототехники оказывают более положительный эффект на экономику, чем вклады в сферы IT и строительства. Однако такие результаты противоречат широко распространенному мнению о том, что роботизированные технологии отбирают работу у людей. На самом деле освобождая рабочих от выполнения некоторых задач, роботы создают хорошую возможность роста для компаний. «Промышленные роботы стали причиной примерно десятипроцентного экономического роста стран ОЭРС в последние два десятилетия», - утверждает специалист Дэвид Уайтэкер. «И это только по примерным оценкам». Чем больше количество роботизированных устройств, тем выше производительность труда. Люди при этом получают больше возможностей для исполнения сложных или творческих задач, с которыми роботы справиться не в силах. Америка – главный инвестор в область промышленной робототехники – ее вклад составил 732 млрд. долларов.

Последние достижения в области робототехники заставили людей опасаться, что в скором времени потребность в них как в рабочей силе исчезнет. Согласно одному из прогнозов в будущем удастся автоматизировать до 45% работы выполняемой на данный момент человеком.

В прошлом лидерство было за Японией. В то время как, каждый год США задействует все больше роботов, в Японии их количество уменьшилось более чем на 20% начиная с 1993 года. В позапрошлом году Америка вложила в промышленные технологии 86 млрд. долларов. Это примерно в 15 раз превышает средний показатель по странам ОЭРС. Согласно данным портала Robotics Tomorrow общая рыночная стоимость промышленных роботов оценивается в 32 миллиарда долларов, и эта цифра продолжает расти. Планируется, что к 2019 году во всем мире будет приблизительно 2.6 млн. роботов, которые будут трудиться на производстве. В следующие пять лет на заводы по всему миру поступит около 1.4 млн. промышленных роботов.

12

№3 | август |2017

С другой стороны, некоторые эксперты данной области утверждают, что разработка новых технологий направлена скорее на облегчение труда человека, а не на его замену. И решения автоматизации могут стать для нас отличными помощниками. Их активное внедрение происходит уже сейчас. Об этом свидетельствует появление беспилотных летательных аппаратов. Однако пока никто не осмелился лететь в большом самолете без летчика на борту. Следовательно, присутствие человека все же необходимо. Исследованием данной проблемы занимается Ресурсный центр по запуску сети на базе Орегонского университета. Периодически на проведение такого рода исследований выделяются гранты в рамках программы «Соединение международных исследовательских сетей». Специалист центра Джонатан Брюэр отмечает большой потенциал для взаимодействия роботов и людей в различных сферах. Представьте такую ситуацию. В будущем вы больше не увидите на улицах разбитые фонари. Если один из них будет разбит городским службам сразу же поступит соответствующий сигнал. Переполненные мусорные баки также останутся в прошлом. Роботизированные технологии позволят сэкономить время и использовать труд человека более эффективно. Ведь рабочим больше не придется тратить время к примеру, на простой обход территории. Как видите плюсы очевидны. И о том чтобы просто полностью заметить людей роботами не идет и речи. Конечная цель внедрения решений автоматизации заключается в том, чтобы оказать содействие местным ученым, инженерам и педагогам и обеспечить им возможность сотрудничества с зарубежными коллегами. Таким образом будет развиваться национальная и региональная инфраструктура сети Интернет. Ведь это один из наиболее удобных способов связи.

ЭЛЕКТРОНИКА +

МОНИТОРИНГ

Бил Гейтс уверен, что за украденные рабочие места роботам придется заплатить Билл Гейтс, один из основателей Microsoft и филантроп, считает несправедливым тот факт, что роботы, которые замещают людей на рабочих местах, не платят налоги. «Конечно, должны быть налоги, которые относятся и к автоматизации. На сегодняшний день, для рабочего человека, который зарабатывает на фабрике, скажем, $50 тыс. в год, полученный доход рассматривается как объект налогообложения, что подразумевает возмещение подоходного налога, налога на соцобеспечение и некоторые другие виды выплат»,- прокомментировал Гейтс в интервью американскому изданию Quartz. «Если аналогичную работу приходится выполнять роботу, то и его труд необходимо облагать таким же налогом», сказал один из богатейших людей в мире. Гейтс считает, что налогом должны облагаться компании, которые используют роботов, как средство, по крайней мере, временно замедлить повсеместное распространение автоматизации и для финансирования других видов занятости. По мнению 61-летнего мецената поступления от налогообложения роботов необходимо направлять на финансирование социальных сфер экономики по уходу за престарелыми людьми или работе с детьми в школах. На текущий момент эти рабочие позиции остаются закрытыми для роботов, тем самым обуславливая необходимость участия человека в выполнении трудовых обязательств и следовании специфики такого рода профессий. Гейтс настаивает на строгом контроле реализации таких программ со стороны государства. Это не тот случай, где можно полагаться на бизнес в решении вопросов о создании новых рабочих мест, чтобы помочь людям с низкими доходами. «Вы, конечно, выиграете в финансовом плане, с точки зрения отсутствия необходимости предоставления обучения и повышении показателей качества, если автоматизируете труд работника, выполнявшего определенный перечень операций», - утверждает Гейтс, один из лидирующих игроков в области инновационных технологий. «Однако вы не сможете избежать уплаты подоходного налога, потому что, возмещая его, вы обеспечиваете социальные гарантии работникам ручного труда», - резюмировал он. Веб-портал сообщил о том, что сама идея не является полностью теоретической. Законодатели ЕС уже вносили предложение о расходовании поступлений от налогов на обучение людей, которые потеряли работу. Однако законопроекту не суждено было вступить в силу ввиду того, что 16 февраля 2017 года он был отклонен. «Следует стремиться к повышению уровня налога и даже торможению автоматизации», - прокомментировал Гейтс, настаивая на актуальности темы для ее дальнейшего обсуждения в обществе.

Говоря о налогообложении роботов, Гейтс отметил следующее: «Часть налога может поступать от доходов, которые получены с помощью человеческого труда, тем самым сохраняя его актуальность и эффективность. Другая часть поступлений может непосредственно выплачиваться в виде налога на роботов. Не думаю, что руководство компаний будет недовольно принятием такого решения».

Рынок робототехники растет быстрее, чем ожидалось Специалисты Boston Consulting Group провели очередное исследование индустрии робототехники и пришли к неожиданным выводам. В частности, аналитики опровергли свои ранние прогнозы, опубликованные несколько лет назад. Тогда они предсказывали, что рынок робототехники к 2025 году вырастет до 67 млрд долларов. Результаты нового исследования показывают, что эта цифра увеличится на 20 млрд. Такой скачок исследователи объясняют более стремительным, чем ожидалось, распространением потребительских роботов. Так, данный сегмент рынка к 2025 увеличится в два раза, составив 23 млрд долларов, а не 9 млрд, как предполагалось изначально. При этом спрос на военных и промышленных роботов останется на том же уровне. Также расширение рынка стимулирует падение цен на робототехнику. В целом, отмечают исследователи, роботы стали дешевле почти в два раза. Продукты, которые еще несколько лет назад считались эксклюзивом, теперь становятся мейнстримом.

Universal Robots пожинает плоды резкого роста спроса на рынке коллаборативной робототехники Рынок коллаборативной* робототехники растет феноменально быстрыми темпами. На данный момент его объем составляет 150 миллионов долларов в год. Ожи* Коллаборация, или Сотрудничество — совместная деятельность (процесс), в какой-либо сфере, двух и более человек или организаций для достижения общих целей, при которой происходит обмен знаниями, обучение и достижение согласия. (ru.wikipedia.org) №3 | август |2017

13

МОНИТОРИНГ

АВТОПРОМ США ЛИДИРУЕТ ПО КОЛИЧЕСТВУ РОБОТОВ В МИРЕ За последние шесть лет, как говорится в докладе Международной федерации робототехники (IFR), промышленность США установила около 135000 новых промышленных роботов. За этот же период число рабочих мест в автомобильном секторе увеличилось на 230000. Эта новость подтверждает выводы фирмы Metra MARTECH «Положительное влияние промышленных роботов по вопросам занятости», которое показывает рост использования роботов в течение следующих пяти лет, который приведет к созданию одного миллиона рабочих мест по всему миру. «Роботы, в дополнение к автомобильной промышленности, будут способствовать созданию рабочих мест в некоторых из наиболее важных отраслей нашего века: бытовая техника, продукты питания, солнечная и ветровая энергия, а также передовое производство батарей».

\

Быстрый рост использования роботов в Соединенных Штатах впечатляет по нескольким причинам»: • Крупнейший потребитель в отрасли автомобильной промышленности ускорил закупки роботов и в то же время создал больше рабочих мест в производственном процессе.

• Наблюдается сильный рост использования роботов в общей промышленности, так как роботы проникают дальше в такие отрасли, как науки о жизни, складирование и производство полупроводников и предметов электроники.

• Использование роботов растет среди малых и средних компаний, которые видят робототехнику в качестве ключевого фактора для повышения производительности и качества продукции, чтобы оставаться конкурентоспособными на мировом рынке. Согласно IFR производители автомобилей и поставщики комплектующих будут оставаться самыми активными пользователями роботов. Все больше компаний, специализирующихся на электрических или автономных транспортных средствах, будут нуждаться в современном и эффективном производстве. Электронная промышленность продолжает оставаться наиболее быстро растущей развивающейся отраслью для промышленных роботов в США. Большое количество заказов ожидается от металлургии и машиностроения, резиновой и пластмассовой, фармацевтической и косметической промышленности, а также производства продуктов питания. robotics.ua 14

№3 | август |2017

ЭЛЕКТРОНИКА + дается что всего за пять лет этот показатель вырастет до более чем 3 миллиардов. Звучит впечатляюще. В настоящее время на данном рынке лидирует известный производитель коллаборативной робототехники Universal Robots. На недавно прошедшей в Германии выставке Hannover Messe генеральный директор компании Хелмут Шмид дал интервью, в котором рассказал о планах производителя и перспективах рынка в целом. На данный момент ситуация такова: достаточно большое количество компаний заняли нишу производителей коллаборативной робототехники. Однако пока еще есть место для развития. «Думаю, нам удастся сохранить свое место на рынке не в ущерб другим компаниям»,- заявил Шмид.

Universal Robots уже продал более 10 000 роботов и переместился на 14 место в списке ведущих мировых производителей роботов. Большая часть компаний в мире, производит так называемые «традиционные» промышленные роботы. Они имеют большую полезную нагрузку, однако могут представлять опасность при работе рядом с человеком. Для устранения опасности нанесения травм вокруг них устанавливаются специальные защитные ограждения. На коллаборативные роботы приходится всего 10 процентов рынка робототехники. Однако данный сегмент постоянно растет. Маловероятно что такие робототехнические решения заменят традиционные роботы, поскольку коллаборативные роботы имеют меньший вес и меньшую полезную нагрузку.

«Вскоре, робототехника будет использоваться не только промышленными гигантами, такими как Volkswagen, BMW и Siemens, но и небольшими и средними компаниями. Их миллионы и все они нуждаются в автоматизации, – комментирует Шмид. «Коллаборативные роботы просты в использовании, стоят относительно недорого и инвестиции в них быстро окупаются». Глава Universal Robots также подчеркивает, что выпускаемые ими робототехнические решения просты в программировании. Пользователю не нужно обладать специальными навыками, чтобы настроить робот. На это уйдет всего 30 минут. Такое положение вещей определенно будет способствовать росту рынка коллаборативной робототехники. robotforum.ru, robot-ex.ru

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

РАЗНОВИДНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ Уже никого не удивишь наличием на производственных предприятиях промышленных роботов. Уровень роботизации в промышленности растет изо дня в день. С ростом уровня роботизации увеличивается и разнообразие самих роботов. Разработчики придумывают все новые и новые разновидности роботов, для того чтобы снизить стоимость владения, увеличить производительность под конкретную задачу и упростить наладку и запуск в работу робота. Чтобы начать разбираться в этом всем многообразии промышленной робототехники, давайте рассмотрим основные типы роботов и их функции. Шарнирные роботы Шарнирные роботы в работе напоминают движение человеческой руки, они состоят из вращательных кинематических пар и имеют от 4 до 6 управляемых осей. Такая конструкция позволяет шарнирным роботам выполнять пространственные перемещения со сложной траекторией. Примерами задач, с которыми на ура справятся шарнирные роботы являются: контурная сварка или фрезеровка, а также окрашивание сложных поверхностей, таких, как например автомобильный кузов.

товы роботы имеют только линейные перемещения, то разработчикам достаточно просто написать программу для перемещения манипуляторов в любую точку пространства, используя несложные тригонометрические функции.

Характеристики портальных роботов могут быть совершенно разнообразными и зависят от выбранных линейных сервоприводов и механической части.

Дельта-роботы Также их применяют для большинства задач pick & place. Однако существует мнение, что функционал шарнирных роботов для этих задач зачастую избыточен. Монтаж шарнирного робота чаще всего производится напольный, однако встречаются варианты монтажа на стену или потолок. Радиус действия шарнирных роботов может достигать до нескольких метров, а грузоподъёмность более 1 тонны.

Дельта-роботы – это один из видов параллельных роботов, отличительной особенностью которых является

Декартовы и портальные роботы Декартовы роботы имеют, как правило, три линейные оси управления. Каждая из этих осей находится под прямым углом к двум другим. Если одно из звеньев, которое совершает горизонтальное перемещение, имеет поддержку на обоих концах звена, то такой декартов робот называется портальным. Так как декар-

УНП 190491237

№3 | август |2017

15

МОНИТОРИНГ треугольная платформа с тремя шарнирными рычагами. Именно из-за треугольной платформы робот получил свое название, так как визуально она похожа на букву греческого алфавита «Δ – дельта». Особенностью является использование параллелограммов в конструкции манипулятора, что позволяет сохранять пространственную ориентацию исполнительного устройства робота.

ЭЛЕКТРОНИКА + в другие, при этом, не соединяя их. Важным является то, что благодаря своей конструкции, манипулятор может вытянуться, распрямив «локоть», а может свернуться, освободив занимаемое пространство. Это удобно при работе в ограниченном пространстве, и когда детали перемещаются из одного производственного модуля в другой. Мобильные роботы Мобильные роботы (роботы для транспортировки материалов, складирования, обслуживания станков) в настоящее время активно развиваются. Внедрение в них датчиков и средств навигации в сочетании с развитым алгоритмическим обеспечением обеспечивают их высокой скоростью и гибкостью применения.

Основным преимуществом дельта-роботов является их высочайшая скорость перемещения за счет минимальной инерции.

SCARA-роботы Роботы – манипуляторы типа SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) – это манипуляторы с селективной гибкостью. Конструктивно они жесткие в вертикальной плоскости, то есть вдоль оси Z, при этом в горизонтальной плоскости (по осям X и Y) обладают податливостью. Такие роботы часто выполняют сборочные операции. Роботы типа SCARA могут работать быстрее, чем декартовые роботы, и имеют небольшие габариты, но они могут быть более дорогостоящими.

Они могут быть интегрированы в другие системы, обладающие возможностью движения, и иметь свою автономную систему навигации. Например, автономные роботы способны тянуть за собой группу тележек и удерживать грузы. Они работают с разными типами пневматических тягово-сцепных соединителей. Оборудованы функциями безопасности, которые позволяют мобильному роботу автономно и безопасно перемещаться по территории производственных помещений.

Дроны

Применение SCARA роботов особенно выгодно для сборки узлов, где робот должен вкладывать одни детали 16

№3 | август |2017

Дроны – это летающие аппараты с дистанционным управлением (то есть на самом деле они не совсем роботы). В более широком смысле – это мобильные, автономные аппараты, запрограммированные на выполнение каких-либо задач. Они применяются для промышленных приложений, таких как проверка безопасности, в целях мониторинга и для научных исследований, в опасных зонах, на пересеченной местности. В настоящее время такие аппараты могут использоваться под водой и в воздухе. Внедрение в них возможности работать автономно позволит этим мобильным роботам самостоятельно формировать и по-

ЭЛЕКТРОНИКА + сылать отчеты или самим выбирать команды управления по мере необходимости.

МОНИТОРИНГ

КОЛЛАБОРАТИВНЫЕ РОБОТЫ НА ЗАВОДАХ AUDI Промышленными роботами на сборке автомобилей никого не удивишь. Но обычно эти мощные и быстрые устройства ограждены от людей. Но на заводе Audi, где собираются модели A4 и A5 можно увидеть совсем иную картину – робот работает в непосредственной близости от человека и не отделен от него забором.

Коллаборативные роботы Коллаборативные роботы оснащены датчиками, ограничивающими усилие и/или скорость звеньев, и, в зависимости от применения, могут работать в непосредственной близости от человека без установки защитного ограждения. Пока такие роботы были в основном шарнирного типа, но подобные датчики могут быть применены и к обычным роботам. Эта технология развивается быстрее, чем робот проходит сертификацию на соответствие стандартам безопасности. Некоторые из таких роботов могут быть «двурукими», чтобы лучше копировать манипуляционные способности человека и легче интегрироваться в существующий производственный процесс без необходимости его перестраивать.

Адаптивная точность коллаборативных роботов позволяет им эффективно работать в полуструктурированных средах, используя встроенную систему машинного зрения. ruaut.ru

На этом участке производства человек и робот под названием KLARA работают в тандеме и занимаются установкой полимерной углепластиковой крыши на модели Audi RSS. Человек укладывает крышу на вращающийся стол, подготавливая поле действий для робота. Получив от человека команду, робот наносит заданные порции клея в точности туда, где необходимо (длина полосы клея составляет 5 метров). Работник поднимает крышу и устанавливает ее на автомобиль. Такой подход обеспечивает качественное приклеивание крыши к автомобилю и оптимальное использование клея. Никаких перерасходов клея или не полностью смазанной поверхности в местах креплений.

Речь идет о коллаборативном роботе, работать рядом с которым безопасно. Если человек окажется на пути манипулятора, при соприкосновении он остановится, не причинив человеку вреда. Использование коллаборативного робота в тандеме с человеком позволяет минимизировать пространство, необходимое для производственной операции. audi.com №3 | август |2017

17

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

СТОИТ ЛИ ВИНИТЬ РОБОТЫ ЗА ПОТЕРЮ РАБОЧИХ МЕСТ? Роботизация становится все более популярной тенденцией. Множество компаний приобретают роботизированные технологии для своего производства, и, как правило, в результате увеличивают эффективность труда и уровень дохода. Не смотря на это роботы оказывают и негативное влияние, особенно на работников. АРТУР ЗОЛОТОВ Недавно экономисты пришли к выводу, что количество рабочих мест и зарплаты уменьшатся в той части США, где задействуется больше всего роботов. В марте 2017 года исследование Дарона Асемоглу из Массачусетского технологического института и Паскуаля Рестрепо из Бостонского университета помогло выявить коммутирующие зоны, где количество робо-технологий выросло больше, чем в других регионах. В западной части страны и особенно в штате Мичиган произошел бум робототехники в период с 1990 по 2007 годы. И это не удивительно, поскольку заводы автомобильной промышленности используют наибольшее количество роботов. Похожая ситуация сейчас наблюдается в Бомонте, штат Техас, где много роботов используются в пластиковой, химической и фармацевтической промышленностях (рисунок 1).

Однако позже снова стремительно «рванули» вверх (рисунок 3).

Рисунок 2

Рисунок 3 Рисунок 1 Такая ситуация, как правило, приводит к уменьшению количества рабочих мест. Конечно же, много факторов сказывается на занятости – конкуренция со стороны других стран, рост курса доллара, изменение производительности труда и так далее. Но даже если принять во внимание все этих факторы, главным выводом Асемоглу и Рестрепо стало то, что большое количество роботов в области способствует уменьшению количества рабочих и сокращению заработной платы. Особенно это касается предприятий, использующих автономные роботы, способные выполнять несколько видов задач (рисунок 2). После периода рецессии, наступившей в 20072009 годах произошли также некоторые интересные тенденции в плане занятости. Заказы на новые роботы значительно упали в период и после рецессии.

18

№3 | август |2017

Кстати говоря, автоматизация не ограничивается только роботами, сюда также входит и все роботизированное «оборудование» – мобильные решения, компьютерное программное обеспечение и множество дополнительных компонентов. Увеличение использования роботизированных технологий совпадает с повышением производительности труда и увеличением объемов производства во многих отраслях (рисунок 4). Однако от сектора к сектору ситуации разные. Например, в швейной промышленности с внедрением автоматизации уровень производства упал вместе с уровнем трудоустройства. В текстильной и бумажной промышленностях произошли значительные потери рабочих мест, хотя эти отрасли автоматизировались не интенсивно. Это говорит о том, что использование роботизированных решений не обязательно связано с потерей рабочих мест (рисунок 5).

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

Рисунок 5

«ЯНДЕКС» ЗАПУСТИЛ НОВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ РАНЖИРОВАНИЯ «КОРОЛЕВ» Интернет-гигант Яндекс открывает новые возможности искусственного интеллекта и глубокого обучения. Наряду с системой машинного обучения CatBoost, поисковик представил новый алгоритм ранжирования на основе искусственного интеллекта «Королев». Используя нейронные сети, алгоритм сопоставляет смысл запросов и веб-страниц, что позволяет ему более точно отвечать на сложные запросы. Это в значительно улучшает ранжирование. Алгоритм назван в честь конструктора Сергея Королева. Отличием от предыдущей версии является сравнение семантических векторов запросов поиска и целых веб-страниц, а не только их заголовков. С помощью накопленной поисковой статистики нейронная сеть обучается, генерируя похожие векторы и находя различия в семантически несвязанных запросах и заголовках вектора. Для обучения нового алгоритма используются и оценки миллионов пользователей, поэтому в развитии поиска учасвуют все пользователи Яндекса. Новый алгоритм сравнивает текст веб-страницы с запросом поиска, смотрит на другие запросы, которые оставляли люди, приходя на эту страницу. Это позволяет установить дополнительные смысловые связи. Если к запросу из нескольких слов использовать не слишком большой список релевантных документов, то среди них найдутся документы, релевантные одновременно всем словам. По факту это значит, что для всех слов формируется дополнительный индекс со списком страниц и их предварительной релевантностью запросу. yandex.ru

Экономисты сделали следующий вывод: роботы заменяют рабочих во многих отраслях. Некоторые неавтоматизированные сферы промышленности также теряют работников, но уже по другим причинам. Таким образом для рабочих роботы – это лишь часть проблемы в вопросе занятости. bloomberg.com

Срок изготовления от 2 дней до двух недель

12 дней

УНП 100230391

Рисунок 4

№3 | август |2017

19

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

СИСТЕМЫ МАШИННОГО ЗРЕНИЯ Основной массив информации о мире человек получает при помощи зрения, а затем обрабатывает информацию посредством аппарата анализа и интерпретации визуальных данных. Вопрос о технической реализации этого процесса актуален с прошлого века. Машинное зрение необходимо как ключевой компонент современных технологий и является одним из самых перспективных методов автоматизации в компьютерных технологиях и робототехнике. Системы машинного зрения подразумевают преобразование данных, поступающих с устройств захвата изображения, с выполнением дальнейших операций на основе этих данных. ОЛЬГА СЛАВИНСКАЯ В настоящее время машинное зрение наиболее востребовано в медицине, робототехнике, автомобильной промышленности, военной отрасли и биотехнологиях. Это связано с тем, что в этих отраслях уже есть четко сформулированные задачи для компьютерного зрения, решением которых занимаются ведущие исследовательские центры и компании. При этом возможное поле применения машинного зрения, по-настоящему, огромно – эти технологии могут быть использованы практически во всех сферах жизнедеятельности. За счет возрастания сложности решаемых научно-технических задач, автоматическая обработка и анализ визуальной информации становятся все более актуальными вопросами. Кроме того, можно сказать, что успех современного бизнеса основывается главным образом на качестве предлагаемой продукции. А для его обеспечения требуется визуальный контроль. Так появились цифровые и интеллектуальные камеры, а также программное обеспечение, обрабатывающее изображения для выполнения всех проверок. Необходимость в машинном зрении возникает в ситуациях, связанных с риском для жизни, и бывает обусловлена особенностями человека как живого организма, которому свойственно быстро утомляться, пропускать через себя ограниченный объем информации, а также обрабатывать данные с относительно низкой скоростью. Конечно, в идеале речь идет о создании универсальной самообучающейся системы, которая бы «росла» и «зрела» так же, как это происходит с человеком с момента его рождения. Руководствуясь столь высокими целями, разработчики в области компьютерного зрения сегодня решают непростые задачи. Можно сказать, что область компьютерного зрения имеет недолгую по меркам фундаментальных наук, но очень бурную историю зарождения и развития. История развития машинного зрения История компьютерного зрения как науки берет свой отсчет с 50-х годов XX века. Именно в этот период компьютеры начали становиться общедоступным средством обработки и анализа информации. Однако следует отметить, что первые системы оцифровки визуальной информации были весьма примитивными, а изображения – малоформатными. В истории развития машинного зрения можно выделить следующие важные годы: 1958 г – ученый Фрэнк Розенблатт из университета Корнеля создал компьютерную реализацию персептрона. Это устройство моделировало схему распознавания обра20

№3 | август |2017

зов человеческим мозгом. Аппаратный вариант Mark I Perceptron был построен в 1960 г. и предназначался для распознавания зрительных образов.

Mark I Perceptron Однако рассмотрение задач машинного зрения носило скорее умозрительный характер, так как ни техники, ни математического обеспечения для решения таких сложных проблем еще не было. 1960-е гг – появились первые программные системы обработки изображений, стали развиваться прикладные исследования в области распознавания печатных символов. Однако все еще существовали ограничения в развитии данной области науки, такие как отсутствие дешевых оптических систем ввода данных, ограниченность и довольно узкая специализация вычислительных систем. К началу 60-х годов задачи компьютерного зрения в основном охватывали область космических исследований, требовавших обработки большого количества цифровой информации. 1970-е гг. – Лауренс Робертс, аспирант МТИ, выдвинул концепцию машинного построения трехмерных образов объектов на основе анализа их двумерных изображений. На данном этапе стал проводиться более глубокий анализ данных. Начали развиваться различные подходы к распознаванию объектов на изображении, например структурные, признаковые и текстурные. В 1979 году профессор Ганс-Хельмут Нагель из Гамбургского университета заложил основы теории анализа динамических сцен для распознавания движущихся объектов в видеопотоке. В конце 1980-х годов были созданы роботы, способные более-менее удовлетворительно оценивать окружающий мир и самостоятельно выполнять действия в естественной среде. 80-е и 90-е годы ознаменовались появлением нового поколения датчиков двухмерных цифровых информационных полей различной физической природы. Совершенствование же технологий производства этих датчиков позволило

ЭЛЕКТРОНИКА + существенным образом снизить их стоимость, а значит, значительно расширить область их применения. С начала 90-х годов в алгоритмическом аспекте последовательность действий по обработке изображения принято рассматривать в согласии с так называемой модульной парадигмой. Эта парадигма, предложенная Д. Марром, утверждает, что обработка изображений должна опираться на несколько последовательных уровней восходящей информационной линии: от неструктурированной формы к их символическому представлению (векторные и атрибутивные данные в структурированной форме, реляционные структуры и т. п.). В середине 90-х годов появились первые коммерческие системы автоматической навигации автомобилей. Немного позже в конце 20-ого века удалось разработать эффективные средства компьютерного анализа движений.

МОНИТОРИНГ Эксперты полагают, что эти технологии – самый простой способ научить аппараты автономным действиям в естественном мире. Так, с помощью машинного зрения роботы ориентируются в окружающей среде и помогают совершать видеоконференции. В промышленности машинное зрение – популярный метод автоматизации производства с применением современных роботов.

Области применения машинного зрения

В промышленности Применение промышленных роботов на производстве для перемещения предметов требует высокой точности позиционирования. В этом помогают продвинутые системы машинного зрения. С их помощью роботы способны проводить автоматический анализ предметов. Устройства захвата изображений, а также устройство анализа и обработки изображений в рабочей зоне манипулятора являются главными составляющими системы машинного зрения. Это не только ускоряет выполнение работ, но и исключает ошибки, обусловленные человеческим фактором. Наиболее часто технологии машинного зрения применяются в автомобильной, пищевой и легкой промышленности. Современные цифровые камеры выпускаются преимущественно в формате 3D и могут способствовать главному компьютеру выполнять одновременно несколько операций – например, измерять уровень жидкости в таре, считывать штрих-код и проверять на месте ли крышка. Довольно часто для организации машинного зрения требуются дополнительные устройства. В первую очередь это датчики, которые выполняют операции, недоступные основному устройству – камере. Это могут быть сенсоры движения, инфракрасные, фотоэлектрические датчики и т.д. Например, компания Clearpath Robotics использует в качестве основного элемента видения в своих роботах-транспортерах датчик 2D и 3D LIDAR. Вообще этот датчик имеет широкое распространение в автомобильной промышленности. С помощью него автономные автомобили могут «видеть» свой путь и избегать препятствий. Производители KUKA, Kawasaki, ABB, Epson используют технологии машинного зрения для точной и эффективной работы своих манипуляторов.

В современном мире машинное зрение используется практически во всех технологических процессах. Наиболее яркими примерами хорошо финансируемых научных центров по развитию машинного зрения могут служить Лаборатория Искусственного Интеллекта Массачусетсского Технологического Института (MIT Artificial Intelligence Laboratory), UC Berkeley Computer Vision Group, Vision and Autonomous Systems Center Университета Корнеги-Меллона, Stanford Vision Laboratory. Основными глобальными производителями систем машинного зрения являются компании Cognex, Sensopart, Visionics, Eyematic и другие. В России – SPIRIT, Лаборатория компьютерного зрения Института Информационных Технологий, Научно-технический центр «Модуль», «Проминформ» и ряд других организаций. Особенно востребованы системы машинного зрения в робототехнике.

Дома Важную роль машинное зрение играет в социальной и домашней робототехнике. Системами видения оснащены даже роботы-пылесосы, к примеру, последний пылесос от Samsung POWERbot VR9000H оснащен бортовой камерой и датчиками, которые сканируют пространство и позволяют роботу легко ориентироваться в помещении. А последний автоматизированный пылесос LG НОМ-BOT Turbo + имеет датчики камеры Triple Eye, которые отслеживают места, уже очищенные ранее. Камера расположена на передней части устройства и позволяет выполнять смарт-функцию под названием Home-Guard. У iRobot также появился новый роботизированный пылесос Roomba 980 с камерой, которая наклоняется вперед и вверх примерно на 45 градусов и технологией VSLAM для эффективного построения карты и логического следования по маршруту.

В 2003 году на рынок выпущены первые достаточно надежные корпоративные системы распознавания лиц. К настоящему моменту теория компьютерного зрения полностью сложилась как самостоятельный раздел кибернетики, опирающийся на солидную научную и практическую базу знаний. Ежегодно по данной тематике издаются сотни книг и монографий, проводятся десятки конференций и симпозиумов, выпускается различное программное и аппаратно-программное обеспечение.

№3 | август |2017

21

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА + и штрих-коды и отображающего видео на дисплеях в HD разрешении.

Отдельное достижение – это инновационная система OMOTE. Это технология машинного видения, которая способна в режиме реального времени определить форму лица, распознать все объекты на нем и проецировать точно подобранные изображения. Система может отсканировать предварительно лицо человека, затем наметить специальные точки для маркировки тех областей, на которые должны накладываться изображения. Поразительный эффект технологии достигается с помощью высокоточного проектора.

В сервисной отрасли Сервисные роботы также представляют собой огромное поле деятельности для машинного зрения. Возьмем для начала область охранных систем для идентификации личности, распознавания и отслеживания движущихся объектов. Яркий пример – робот-охранник Bob от G4S, который эффективно сканирует офисы с помощью 3D датчиков, создавая отображение всей окружающей среды. Еще один недавно выпущенный робот-охранник Knightscope K3 предоставляет комплексные решения безопасности как внутри помещений, так и на открытом воздухе, благодаря вращающемся радару на 360 градусов, камерам высокой четкости, тепловизору, системам распознавания номерных знаков, людей и лиц. Известный робот телеприсутствия VGo может перемещаться благодаря компьютерному зрению по зданиям, позволяя людям видеть все вокруг и общаться с людьми удаленно. Подобным образом действует и робот телеприсутствия с машинным зрением Beam от Suitable Technologies. Такие коммуникационные роботы, как Iuro, SociBot, Talking-Ally и новинка 2016 года Aido благодаря встроенным микрокамерам, искусственному интеллекту и датчикам могут распознавать предметы, различать лица людей, разговаривать и даже проявлять эмоции. В общепите Во многих ресторанах, отелях, торговых центрах и офисах уже давно используются продвинутые роботы для обслуживания клиентов. Машинное зрение в сочетании с ПО позволяет этим технологиям разговаривать с людьми и отвечать их просьбы. Наиболее яркий пример – гуманоид SoftBank Pepper, который активно распространяется по Японии и даже уже по Европе, работая в магазинах и торговых центрах в роли консультанта. Среди последних новинок в этой отрасли также стоит выделить робота Space Genius, предназначенного для работы в супермаркетах, сканирующего все продукты 22

№3 | август |2017

SoftBank Pepper В сельском хозяйстве Существенный спрос на компьютерное зрение наблюдается со стороны сельскохозяйственных организаций, где необходима автоматизация деятельности по визуальному контролю и сортировке продуктов. Здесь могут применяться роботы с машинным видением, такие как CASER, Ladybird, а также Ibex. Последний оснащен целым массивом камер и датчиков, чтобы ловко, маневренно и с большей автономией работать на полях. В беспилотниках Далее рассмотрим большую сферу беспилотных летательных аппаратов, которые оснащены технологиями машинного зрения для автономного и безопасного полета. Aeromapper Talon является беспилотником с лучшей оптикой в мире – 16 МП камерой с объективом Voigtlander. Наряду с этими технологиями дрон имеет систему контроля дальности диапазона и передачи данных на большие расстояния (20 км). Компания SNAP Vision также предлагает беспилотники с высокотехнологичными компонентами. Так, дрон StitchCAM оснащен запатентованным датчиком изображения V2, который захватывает данные с высоким разрешением. Коптер DJI Phantom 4 является первым потребительским БПЛА с автономной системой позиционирования, использующей оптические, ультразвуковые датчики и 4 микрокамеры. Машинное зрение играет большую роль для военных беспилотников, так как распознавание объектов с помощью компьютера необходимо для проведения миссий наблюдения и разведки. Такими технологиями оснащены военные беспилотники компаний Northrop Grumman, BAE Systems, Boeing и IAI. Возьмем к примеру БПЛА Northrop Grumman Bat, который оснащен высокоточными датчиками и камерами. Он может летать автономно, проводить разведку, наблюдение, рекогносцировку, определять самодельные взрывные устройства и работать сообща с пилотируемой авиацией. В медицине Отмечается рост интереса к системам машинного зрения и в сфере медицины. Эти технологии могут производить автоматический анализ медицинских

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА + изображений – рентген, томография, УЗИ. Обработка полученных при помощи компьютерного зрения изображений и видеоданных может применяться для более точной постановки диагнозов. Медицинские роботы, оснащенные системами компьютерного видения, уже доказали свою эффективность на практике. Хирургическая система da Vinci Xi имеет расширенные основные возможности, в том числе инструменты визуализации 3D-HD и интуитивного движения. Данная технология видения обеспечивает хирургу увеличенное изображение для точного позиционирования во время операции.

Vinci Xi По подобному принципу работают роботы-хирурги CT Sabre от Parallax Innovations и IGAR от CSII. Медицинский робот RP-VITA от iRobot используется врачами, чтобы периодически наблюдать за пациентами, перенесшими инсульт в удаленных больницах. Этот робот снабжен тридцатью датчиками, которые позволяют ему передвигаться по больничным коридорам, автоматически избегать столкновений с медицинским персоналом или другими препятствиями.

оперируемого органа. Специальная NIRF камера отслеживает эти маркировки в то время, как 3D-камеры записывают изображения всего операционного поля. Пока что аппарат применяется на животных, но возможно в будущем ожидать полноценные операции с его участием и на человеке. Планы на будущее Машинное видение имеет большие перспективы, чтобы превзойти человека в ближайшие десять лет. Уже сейчас роботы могут видеть сквозь стены и на километры вперед. Даже такое сложное задание, как расшифровка видеоинформации скоро будет по силам компьютерам. Умными роботами станут не только автомобили, но и роботы-поезда и роботы-самолеты. А еще роботы-хирурги, рука которых никогда не дрогнет и не сорвет скальпель, а их зоркий глаз вовремя заметит артерию. Будем надеяться, что люди смогут направить развитие машинного зрения в верное русло. В будущем идеальная система машинного зрения будет основываться полностью на цифровых технологиях с использованием интеллектуальных камер и бюджетного оборудования для обработки и распознавания изображений. Ключевым элементом здесь, конечно, будет программное обеспечение, которое способно гибко и быстро настраиваться на нужную область с динамическим расширением функциональных возможностей. Хирохиса Хирукава, исследователь из Национального института перспективных научных исследований и технологий, заявляет, что производство роботов в XXI веке может стать крупнейшей отраслью промышленности, подобно производству автомобилей в XX столетии. При этом уже к 2025-му, в крайнем случае, к 2050 году стоит ожидать массового распространения роботов, служащих для выполнения домашних работ. Руководитель проектного отдела компании Microscan Боб Таплетт также заявляет по этому поводу: «Можно утверждать, что в будущем системы машинного зрения превратятся в системы сбора данных. Устройства для считывания штрих-кодов уйдут в прошлое, и в значительной мере это будет обусловлено тем, что системы машинного зрения способны решать гораздо больше задач». Заключение

Робот-хирург STAR Из последних новинок – робот-хирург STAR, который является первым автономным инструментом для проведения сложных хирургических операций. Его зрительная система опирается на инфракрасные маркеры области

Разобравшись в машинном зрении, мы убедились, что многие высоты уже достигнуты, но многие еще впереди. Развитие машинного зрения может помочь роботам достичь небывалых результатов и развить огромную мощь, опережая человека. Хотя до этого еще далеко. Несовершенство машинного зрения обусловлено отчасти техническими причинами, однако идет бурное развитие информационных технологий и находится все больше решений этих технических проблем. Системы машинного зрения становятся все более актуальны, так как призваны решать наиболее значимые проблемы человечества, такие как безопасность, медицина, промышленные задачи. robotics.ua №3 | август |2017

УНП 601073396

23

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

МЕДИЦИНСКАЯ РОБОТОТЕХНИКА В НАШИ ДНИ Во всем мире медицинская робототехника активно развивается по трем направлениям: реабилитационная, сервисная и клиническая. Реабилитационные роботы предназначены для решения задач восстановления функций утраченных конечностей и жизнеобеспечения инвалидов, прикованных к постели (с нарушением зрения, опорно-двигательной системы и другими тяжелыми заболеваниями). Медицинские роботы сервисного назначения призваны решать транспортные задачи по перемещению пациентов, различных грузов, а также по уходу за больными, прикованными к постели. Клиническая робототехника обеспечивает полную или частичную автоматизацию процессов диагностики, терапевтического и хирургического лечения различных заболеваний. ВЛАДИМИР СОМСИКОВ Вторая половина ХХ века стала временем интенсивного развития всех областей науки, техники, электроники и роботостроения. Медицина стала одним из главных векторов внедрения роботов и искусственного интеллекта. Главной целью развития медицинской робототехники является высокая точность и качество обслуживания, повышение эффективности лечения, уменьшение рисков нанесения вреда здоровью человека. Поэтому в этой статье мы рассмотрим новые методы лечения, а также использование роботов и автоматизированных систем в различных областях медицины. Еще в середине 70-х годов в больнице городе Фэрфакс, США, штат Виржиния, появился первый медицинский мобильный робот ASM, который перевозил контейнеры с подносами для питания больных. В 1985 году впервые мир увидел роботизированную хирургическую систему PUMA 650, разработанную специально для нейрохирургии. Чуть позже хирурги получили новый манипулятор PROBOT, а в 1992 году появилась система RoboDoc, применявшаяся в ортопедии при протезировании суставов. Через год компания Computer Motion Inc. представила автоматическую руку Aesop для удержания и изменения положения видеокамеры при лапароскопических операциях. А в 1998 году этот же производитель создал более совершенную систему ZEUS. Обе эти системы не являлись полностью автономными, их задачей было ассистирование врачам при операции. В конце 90х годов компания-разработчик Intuitive Surgical Inc создала универсальную роботизированную хирургическую систему с дистанционным управлением – Da Vinci, которая с каждым годом совершенствуется и внедряется во многие медицинские центры мира до сих пор. Наибольшее практическое применение нашли хирургические роботы, используемые для выполнения роботоассистируемых операций в различных областях медицины. Применение робототехники при выполнении операций уменьшает зависимость результата оперативного вмешательства от человеческого фактора и способствует расширению технических возможностей при выполнении сложных операций. С использованием роботов заметно улучшаются эргономические показатели в работе хирурга, повышается точность и контролируемость воздействия. В случае минимально-инвазивной хирургии роботы увеличивают манипулятивность хирургического инструмента, позволяя увеличить доступный хирургу объем пространства внутри тела пациента.

24

№3 | август |2017

Важным преимуществом роботизированной хирургии является возможность конвертируемости традиционных операций в малоинвазивное вмешательство. Современным этапом развития малоинвазивной хирургии явилось внедрение в клиническую практику специализированных роботов, наиболее известным из которых является робот Da Vinci. Во многих странах ведутся работы по созданию специализированной хирургической робототехники (США, Германия, Япония, Южная Корея, Франция и др.). В России впервые идею возможности роботизации оперативного вмешательства применительно к кровеносным сосудам проф. Г.В. Саврасов и академик А.В. Покровский стали обсуждать в 80-е годы прошлого столетия. Это был период разработки и активного внедрения в клиническую практику технологий ультразвуковой ангиохирургии, предназначенных для внутрисосудистых воздействий. Достоинство внутрисосудистой реконструкции заключается, с одной стороны, в ее физиологичности, так как восстанавливается естественное русло кровеносной системы, а с другой стороны – в возможности минимальной травматизации благодаря тому, что восстановление проходимости сосуда осуществляется на значительном протяжении от места хирургического доступа. Однако удаление зоны воздействия от места ввода технического средства, а также отсутствие, как правило, прямой визуальной информации из зоны воздействия осложняют работу хирурга, ставя в прямую зависимость результаты оперативного вмешательства от индивидуальных качеств самого хирурга. Но особенно сильно влияние человеческого фактора проявляется в тех случаях, когда в качестве основного физического агента воздействия на кровеносный сосуд используется не мускульное усилие хирурга, а высокоэнергетический и быстродействующий источник, например, ультразвук. Для того чтобы существенно улучшить условия работы хирурга и при этом повысить эффективность и качество выполняемых им операций, необходимо принципиально изменить технику хирургических операций с использованием средств мехатроники и робототехники. Реально к созданию медицинских роботов авторы идеи смогли приступить лишь в 90-е годы прошлого столетия. В настоящее время в МГТУ им. Н.Э. Баумана проводятся работы по созданию медицинской робототехники различного назначения:

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА + • мобильных микроробототехнических систем, способных в автоматическом и полуавтоматическом режимах перемещаться по трубчатым органам, осуществляя диагностику и воздействие на патологические; • роботов-манипуляторов для выполнения широкого круга оперативных вмешательств в различных областях медицины. Классификация медицинских роботов В настоящее время роботы играют колоссальную роль в развитии современной медицины. Они способствуют точной работе при операциях, помогают провести диагностику и поставить правильный диагноз. Заменяют отсутствующие конечности и органы, восстанавливают и улучшают физические возможности человека, снижают время на госпитализацию, обеспечивают удобство, быстроту реагирования и комфорт, экономят финансовые затраты на обслуживание. Существует несколько видов медицинских роботов, отличающихся своими функциональными возможностями и конструкцией, а также сферой применения для различных областей медицины: • Роботы-хирурги и роботизированные хирургические системы – применяются для проведения сложных хирургических операций. Являются не автономными устройствами, а дистанционно управляемым инструментом, который обеспечивает врача точностью, повышенной сноровкой и управляемостью, дополнительной механической силой, уменьшает утомляемость хирурга, снижает риск заболевания хирургической бригады гепатитом, ВИЧ и другими заболеваниями.

• Роботы-симуляторы пациентов – предназначены для отработки навыков принятия решений и практических врачебных интервенций в лечении патологий. Такие устройства полностью воспроизводят физиологию человека, моделирует клинические сценарии, реагируют на введение препаратов, анализируют действия обучаемых и соответствующим образом реагируют на клинические воздействия.

• Экзоскелеты и роботизированные протезы – экзоскелеты способствуют повышению физической силы и помогают при восстановительном процессе опорнодвигательного аппарата. Роботизированные протезы – импланты, которые заменяют отсутствующие конечности, состоят из механико-электрических элементов, микроконтроллеров с искусственным интеллектом, а также способны управляться от нервных окончаний человека.

• Роботы для медицинских учреждений и роботы-помощники – являются альтернативой санитарам, медсестрам и медбратам, сиделкам, няням и другому медицинскому персоналу, способны обеспечивать уход и внимание пациенту, помогать в реабилитации, обеспечивать постоянную связь с лечащим врачом, транспортировать больного.

• Нанороботы – микророботы, действующие в организме человека на молекулярном уровне. Разрабатываются для диагностики и лечения раковых заболеваний, проведения исследований кровеносных сосудов и восстановления поврежденных клеток, могут

анализировать структуру ДНК, проводить ее корректировку, уничтожать бактерии и вирусы и т.д. Другие специализированные медицинские роботы – существует огромное количество роботов, помогающие в том или ином процессе лечения человека. Например, устройства, которые способны автоматически перемещаться, дезинфицировать и кварцевать больничные помещения, замерять пульс, брать кровь на анализ, производить и выдавать медикаменты и др. Рассмотрим подробнее каждый вид роботов на примерах современных автоматизированных устройств, разрабатываемых и внедренных во многих сферах медицины.

Роботы-хирурги и роботизированные хирургические системы Самым известным роботом-хирургом во всем мире является аппарат «Da Vinci». Устройство, произведенное компанией Intuitive Surgical, весит полтонны и состоит из двух блоков, один – блок управления, предназначен для оператора, а второй — четырехрукий автомат, который выполняет роль хирурга. Манипулятор с искусственными запястьями имеет семь степеней свободы, аналогично с рукой человека, и 3D визуализационную систему, которая выводит трехмерное изображение на монитор. Такая конструкция повышает точность движений хирурга, исключает тремор рук, неловкие движения, уменьшает длину разрезов и кровопотерю во время операции.

Рисунок 1 – Робот-хирург Da Vinci С помощью робота возможно провести огромное количество различных операций таких, как восстановление митрального клапана, реваскуляризация миокарда, абляция тканей сердца, установка эпикардиального электронного стимулятора сердца для бивентрикулярной ресинхронизации, операции на щитовидной железе, желудочное шунтирование, фундопликация по Nissen, гистерэктомия и миомэктомия, операции на позвоночнике, замена дисков, тимэктомия – операция по удалению вилочковой железы, лобэктомия легкого, операции в урологии, эзофагоэктомия, резекция опухоли средостения, радикальная простатэктомия, пиелопластика, удаление мочевого пузыря, перевязка и развязка маточных труб, радикальная нефрэктомия и резекция почки, реимплантация мочеточника и другие. В настоящее время развернулась борьба за рынок медицинских роботов и автоматизированных хирургических систем. Ученые и компании-производители №3 | август |2017

25

МОНИТОРИНГ медицинского оборудования стремятся внедрить свои устройства, поэтому с каждым годом появляется все больше роботизированных аппаратов.

Рисунок 2 – Робот хирург MiroSurge

ЭЛЕКТРОНИКА + Конкурентами «Da Vinci» стали новый робот-хирург MiroSurge, предназначенный для операций на сердце, роботизированная рука от компании UPM для точной вставки игл, катетеров и других хирургических инструментов в процедурах минимально инвазивной хирургии, хирургическая платформа под названием IGAR от компании CSII, роботизированная система-катетер Sensei X, производства Hansen Medical Inc для проведения сложных операций на сердце, система для трансплантации волос ARTAS от Restoration Robotics, хирургическая система Mazor Renaissance, которая помогает производить операции на позвоночнике и головном мозге, робот-хирург от ученых из SSSA Biorobotics Institute, а также робот-помощник для отслеживания хирургических инструментов от GE Global Research, находящийся в стадии разработки, и многие другие. Роботизированные хирургические системы служат ассистентами или помощниками для врачей и не являются полностью автономными устройствами.

Рисунок 3 – Робот хирург IGAR Рисунок 6 – Робот хирург Mazor Renaissance Роботы-симуляторы пациентов

Рисунок 4 – Робот катетер Sensei X

Рисунок 5 – Роботизированная система по трансплантации волос ARTAS 26

№3 | август |2017

Для отработки практических навыков будущих врачей существуют специальные роботы-манекены, которые воспроизводят функциональные особенности сердечно–сосудистой, дыхательной, выделительной систем, а также непроизвольно реагируют на различные действия обучающихся, например, при введении фармакологических препаратов. Самый популярный робот-симулятор пациента – HPS (Human Patient Simulator) от американской компании METI. К нему можно подключить прикроватный монитор и отслеживать показатели кровяного давления, минутного сердечного выброса, ЭКГ и температуры тела. Устройство способно потреблять кислород и выделять углекислый газ, как при настоящем дыхании. В режиме анестезии возможно поглощение или выделение закиси азота. Такая функция обеспечивает отработку навыков по искусственной вентиляции легких. Зрачки в глазах робота способны реагировать на свет, а подвижные веки закрываются или открываются в зависимости от того, находится ли пациент в сознании. На сонных, плечевых, бедренных, лучевых подколенных артериях прощупывается пульс, который меняется автоматически и зависит от артериального давления.

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА + Симулятор HPS имеет 30 профилей пациентов с различными физиологическими данными, имитируя здорового мужнину, беременную женщину, пожилого человека и т.д. В процессе обучения моделируется определенный клинический сценарий, в котором описывается место действия и состояние пациента, цели, необходимое оборудование и медикаменты. Робот имеет фармакологическую библиотеку, состоящую из 50 препаратов, включая газообразные анестетики и внутривенные препараты. Управление манекеном производится с помощью беспроводного компьютера, позволяя инструктору контролировать все аспекты процесса обучения непосредственно рядом со студентом. Следует отметить большую популярность манекенов-симуляторов рожениц, например, GD/F55. Он разработан для обучения медицинского персонала в отделениях акушерства и гинекологии, позволяет отработать практические навыки и умения в гинекологии, акушерстве, неонтологии, педиатрии, интенсивной терапии и сестринском уходе в родильном отделении. Робот Simroid имитирует пациента в кресле стоматолога, его ротовая полость в точности повторяет человеческую. Устройство способно симулировать звуки и стон, которые создает человек, если ему больно. Существуют роботы-тренажеры для обучения манипуляционной технике. Это, по сути, муляж человека с имитаторами вен и сосудов, выполненных из эластичных трубок. На таком устройстве студенты отрабатывают навыки венесекции, катетеризации, венепункции.

имеют возможность ходить. Ярким примером служат роботизированные ноги физика Амита Гоффера, которые управляются с помощью специальных костылей и могут автоматически определять, когда нужно сделать шаг, распознавать речевые сигналы «вперед», «сидеть», «стоять».

Рисунок 7 – Экзоскелет для ходьбы Walking Assist

Рисунок 8 – Экзоскелет NASA Х1

Экзоскелеты и роботизированные протезы Один из самых известных медицинских устройств является роботизированный костюм – экзоскелет. Он помогает людям с ограниченными физическими возможностями перемещать свои тела. В момент, когда человек пытается пошевелить руками или ногами, специальные датчики на коже считывают небольшие изменения в электрических сигналах организма, приводя в рабочее состояние механические элементы экзоскелета. Одними из популярных устройств стали Walking Assist Device (вспомогательное устройство для ходьбы) от японской компании Honda, реабилитационный экзоскелет HAL от компании Cyberdyne, широко применяемый в японских больницах, аппарат Parker Hannifin университета Вандербильта (Vanderbilt University), дающий возможность двигать суставами бедер и колен, мощный экзоскелет NASA Х1, разработанный для космонавтов и парализованных людей, экзоскелет Kickstart от Cadence Biomedical, работающий не от батареи, а использующий кинетическую энергию, генерируемую человеком при ходьбе, экзоскелеты eLEGS, Esko Rex, HULC от производителя Ekso Bionics, ReWalk от компании ARGO, Mindwalker от компании Space Applications Services, помогающие парализованным людям, а также уникальный мозг-машинный интерфейс (BMI) или просто экзоскелет для мозга MAHI-EXO II для восстановления двигательных функций методом считывания мозговых волн. Широкое применение экзоскелетов помогает многим людям во всем мире почувствовать себя полноценными. Даже полностью парализованные люди уже сегодня

Рисунок 9 – Экзоскелет от Амит Гоффера Но что же делать, когда конечности отсутствуют? Это касается в основном ветеранов войны, а также жертв случайных обстоятельств. В связи с этим такие компании, как компания Quantum International Corp (QUAN) и их экзопротезы и Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) совместно с Департаментом помощи ветеранам, Центром реабилитации и Службой развития США вкладывают огромные средства в исследование и разработку роботизированных протезов (бионических рук или ног), которые обладают искусственным интеллектом, способные чувствовать окружающую среду и распознавать намерения пользователя. Эти устройства с точностью имитируют поведение природных конеч№3 | август |2017

27

МОНИТОРИНГ ностей, а также управляются с помощью собственного мозга (микроэлектроды, имплантированные в мозг, или датчики считывают нейросигналы и передают их в виде электрических сигналов в микроконтроллер). Обладатель самой популярной бионической руки стоимостью в 15000 долларов США – британец Найджел Экланд, который ездит по миру и пропагандирует использование искусственных роботизированных протезов. Одним из важных научных разработок стали искусственные роботизированные лодыжки iWalk BiOM, разработанные профессором Массачусетского технологического института Хью Херром (Hugh Herr) и его группой биомехатроники в лаборатории MIT Media Lab. iWalk получает финансирование от американского Департамента по делам ветеранов и Министерства обороны, и поэтому многие инвалиды-ветераны, служившие в Ираке и Афганистане, уже получили свои бионические лодыжки.

ЭЛЕКТРОНИКА + медицинским персоналом, собирать разбросанные или упавшие вещи и т.д.

Рисунок 11 – Робот-помощник HSR от Toyota

Рисунок 10 – Роботизированные лодыжки iWalk BiOM Ученые со всего мира стремятся не только улучшить функциональные особенности роботизированных протезов, а придать им реалистичный вид. Американские исследователи во главе с Женан Бао (Zhenan Bao) из Стэнфордского университета (Stanford University) в Калифорнии, создали нанокожу для медицинских протезных устройств. Это полимерный материал обладает высокой гибкостью, прочностью, электропроводностью и чувствительностью к давлению (считывание сигналов по типу сенсорных панелей).

Рисунок 12 – Робот медбрат RP7 от InTouch Health

Роботы для медицинских учреждений и роботы-помощники Больница будущего – больница с минимальным человеческим персоналом. С каждым днем в медицинские учреждение все больше внедряются роботы-медсестры, роботы-медбратья и роботы телеприсутствия для контакта с лечащим врачом. Например, в Японии уже давно работают роботы-санитары от Panasonic, роботыпомощники Human Support Robot (HSR) от компании Toyota, ирландский робот-медбрат RP7 от разработчика InTouch Health, корейский робот KIRO-M5 и многие другие. Такие устройства представляют собой платформу на колесах и способны измерять пульс, температуру, контролировать время приема пищи и медикаментов, своевременно оповещать о проблемных ситуациях и необходимых действиях, поддерживать связь с живым 28

№3 | август |2017

Рисунок 13 – Робот телепристутсвия LifeBot 5 Зачастую, в условиях непрерывного медицинского обслуживания, врачи физически не могут уделить достаточно внимания пациентам, особенно если они находятся на большом расстоянии друг от друга. Разработчики роботизированной медицинской техники постарались и создали роботов-телеприсутствия (например, LifeBot 5, или RP-VITA от компании iRobot и InTouch Health). Автоматизированные системы позволяют передавать аудио

ЭЛЕКТРОНИКА + и видео сигнал через сети 4G, 3G, LTE, WiMAX, Wi-Fi, спутниковую или радиосвязь, измерять сердцебиение пациента, кровяное давление и температуру тела. Некоторые устройства могут выполнять электрокардиографию и УЗИ, имеют электронный стетоскоп и отоскоп, перемещаются в больничных коридорах и палатах, огибая препятствия. Такие медицинские помощники обеспечивают своевременный уход и обрабатывают клинические данные в режиме реального времени. Для безопасной транспортировки образцов, лекарств, оборудования и расходных материалов в больницах, лабораториях и аптеках с большим успехом используются роботы-курьеры. Помощники имеют современную навигационную систему и бортовые датчики, позволяющие с легкостью передвигаться в помещениях со сложной планировкой. К яркими представителям подобных устройств можно отнести американские RoboCouriers от компании Adept Technology и Aethon из Медицинскомго центра University of Maryland, японские Hospi-R от Panasonic и Terapio от компании Adtex.

Рисунок 14 – Робот курьер Aethon Отдельным направлением развития роботизированной медицинской техники является создание колясок-трансформеров, автоматизированных кроватей и специальных транспортных средств для инвалидов. Вспомним о таких разработках, как кресло с резиновыми гусеницами Unimo от японской компании Nano-Optonics, коляска-трансформер от группы ученых из Технологического института Чиба (Chiba Institute of Technology) под руководством доцента Шуро Накаджима (Shuro Nakajima), использующая ноги-колеса для преодоления лестниц или канав, робоколяска Tek Robotic Mobilisation Device от компании Action Trackchair. Компания Panasonic готова решить проблему переноса больного с кресла на кровать, требующую больших физических усилий медицинского персонала. Это устройство самостоятельно

МОНИТОРИНГ

РЫНОК МЕДИЦИНСКИХ РОБОТОВ К 2021 ГОДУ Маркетинговое исследование «Медицинские роботы. Глобальные прогнозы до 2021 года», представленное индийскими экспертами, изучает мировой рынок медицинских роботов с 2016 по 2021 год, который достигнет 12,8 млрд долларов США к прогнозируемому периоду. С 4,9 млрд долларов в 2016 году отрасль будет демонстрировать рост в среднем на 21,1%. В докладе анализируются и исследуются основные движущие силы рынка, ограничения, проблемы и возможности их решения. Мировой рынок медицинских роботов сегментирован на основе продукта, приложения и области. На основе продукта данный сектор подразделяется на инструменты и аксессуары, а также системы роботов. В 2016 году сегмент инструментов и аксессуаров достиг более высокого показателя CAGR (совокупный среднегодовой темп роста), достигнув $1 млрд. Системы медицинских роботов подразделяются на хирургические роботизированные инструменты, реабилитационных роботов, устройства неинвазивной радиохирургии, аптечных ботов и другие технологии. Сегмент хирургических роботов играл наибольшую долю на рынке в 2016 году и, как ожидается, будет продолжать держать за собой лидерство. Это может быть связано с тем, что все больше медиков прибегают к минимально инвазивной хирургии, так как это более эффективный и надежный способ проведения множества процедур, в том числе лапароскопии. Факторы, обуславливающие высокий рост этого сегмента, включают также растущий спрос на экзоскелеты, используемых в целях реабилитации после инсульта, все более широкое использование вспомогательных роботов, а также применение терапевтических роботов для аутизма. Медицинские роботы также сегментированы на приложения для лапароскопии, ортопедии, неврологии, гинекологии, урологии, кардиологии и наномедицины. В 2016 году сегмент лапароскопии составлял наибольшую долю в секторе. Увеличение количества роботизированных процедур лапароскопии было обусловлено разрешением FDA для их проведения. Но, кроме того, среди лидирующих приложений для роботов может оказаться неврология. Факторы для роста этого сегмента включают в себя рост распространенности неврологических расстройств, в сочетании с увеличением интереса к использованию роботов в неврологической хирургии и реабилитации. По информации robotics.ua, основными игроками на мировом рынке медицинских роботов являются компании Intuitive Surgical, Inc. (США), Stryker Corporation (США), Mazor Robotics Ltd. (Израиль), Hocoma AG (Швейцария), Hansen Medical Inc. (США), Accuray Incorporated (США ), Omnicell, Inc. (США), Ekso Bionics Holdings, Inc. (США), ARxIUM (США) и Kirby Lester LLC (США). robotics.ua №3 | август |2017

29

ЭЛЕКТРОНИКА + превращается из кровати в кресло и наоборот, когда это необходимо. Компания Murata Manufacturing Co объединилась с Kowa, что бы сделать инновационное медицинское транспортное средство Electric Walking Assist Car, представляющее собой автономный велосипед с маятниковой системой управления и гироскопом. Эта разработка в основном предназначена для престарелых и людей, которые имеют проблемы с ходьбой. Отдельно отметим серию японских роботов RoboHelper от Muscle Actuator Motor Company, которые являются незаменимыми помощниками медсестрам по уходу за лежачими пациентами. Аппараты способны поднять человека с кровати в сидячее положение или забрать физические отходы лежачего человека, исключая использование горшков и уток.

Нанороботы Нанороботы или наноботы – роботы размером с молекулу (менее 10 нм), способные двигаться, считывать и обрабатывать информацию, а также программироваться и выполнять определенные задачи. Это совершенно новое направление в развитии робототехники. Сферы использования таких устройств: ранняя диагностика рака и целенаправленная доставка лекарств в раковые клетки, биомедицинский инструментарий, хирургия, фармакокинетика, мониторинг больных диабетом, производство посредством молекулярной сборки нанороботами устройства из отдельных молекул по его чертежам, военное применение в качестве средств наблюдения и шпионажа, а также в качестве оружия, космические исследования и разработки и др.

норобот Spermbot – разработка ученого Oliver Schmidt и его коллег из Института интегративной нанонаук в Дрездене (Германия) для достаки спермы и лекарств, наноботы для замены белков в организме от ученых из Венского университета (University of Vienna) совместно с исследователями из Университета природных ресурсов и наук о жизни Вены (University of Natural Resources and Life Sciences Vienna).

Другие специализированные медицинские роботы Существует огромное количество специализированных роботов, выполняющих отдельные задачи, без которых невозможно представить себе эффективное и качественное лечение. Одними из таких устройств являются роботизированный кварцевый аппарат Xenex и робот-дезинфектор TRU-D SmartUVC от Philips Healthcare. Несомненно, такие аппараты просто незаменимые помощники в борьбе с внутрибольничными инфекциями и вирусами, которые служат одной из самых серьезных проблем в медицинских учреждениях.

Рисунок 16 – Роботизированный кварцевый аппарат Xenex

Рисунок 15 – Микророботы Cyberplasm На данный момент известны разработки медицинских микроскопических роботов для выявления и лечения рака от южнокорейских ученых, биороботы от ученых из университета штата Иллинойс, которые могут перемещаться в вязких жидкостях и биологических средах самостоятельно, прототип морской миноги – наноробот Cyberplasm, который будет передвигаться в организме человека, выявляя заболевания на ранней стадии, нанороботы инженера Адо Пуна, которые могут путешевствовать по кровеносной системе, доставлять лекарства, брать анализы и удалять сгустки крови, магнитный на30

№3 | август |2017

Рисунок 17 – Робот для забора крови

ЭЛЕКТРОНИКА + Сбор анализа крови – наиболее распространенная медицинская процедура. Качество при выполнении процедуры зависит от квалификации и физического состояния медицинского работника. Зачастую попытка взять кровь с первого раза заканчивается неудачей. Поэтому для решения этой проблемы был разработан робот, имеющий компьютерное зрение, с помощью которого он определяет местоположение вены и аккуратно направляет туда иглу. Самым популярным роботом для детей остается PARO – пушистая детская игрушка в виде гренландского тюленя. Терапевтический робот может шевелить головой и лапами, распознавать голос, интонацию, прикосновения, измерять температуру и освещенность в комнате. Его конкурентом является огромный обнимающийся плюшевый робот-медведь HugBot, который замеряет пульс и кровяное давление.

Рисунок 18 – Терапевтический робот PARO Отдельная ветка медицины, занимающаяся диагностикой, лечением болезней, травм и расстройств у животных – это ветеринария. Для обучения квалифицированных специалистов в этой области Колледж ветеринарной медицины в разработке роботов-домашних животных создает уникальных роботов-тренажеров в виде собак и кошек. Для приближения к точной модели поведения животного программное обеспечение разрабатывается отдельно в Центре перспективных вычислительных систем при Корнельском университете (САС). Ранние модели использовали человеческое программное обеспечение для моделирования, которые не обеспечивают наилучшее приближение к собаке или кошке. К сожалению, коммерческое программное обеспечение для моделирования человеческого поведения не было адаптировано, чтобы имитировать учащенное сердцебиение и дыхание мелких животных, не говоря уже об их уникальных реакциях на реанимацию. Под кодовым названием «Ursula» (the Universal Realistic Simulation of a Living Animal) новая программа будет имитировать физиологические реакции для различных видов и поддерживает недорогие готовые аппаратные компоненты. «Платформа включает в себя недорогой микроконтроллер, который может быть сопряжен с различными датчиками и исполнительными механизмами, графиче-

ское программное приложение для студентов и преподавателей, чтобы просматривать и взаимодействовать с моделированием, и протокол связи, чтобы связать все это вместе», – сказал консультант CAC Аарон Беркленд (Aaron Birkland). Беркленд работает над реализацией протокола низкого уровня обмена данными и сообщениями подсистемы на микроконтроллере, а также на автономных ПК. После завершения портативное программное обеспечение с открытым исходным кодом будет доступно для других учреждений, заинтересованных во внедрении моделирования обучения, и способствовать расширению платформы. Эффективность роботов в медицине Очевидно, что применение роботов в медицине носит ряд преимуществ перед традиционным лечением с участием человеческого фактора. Использование механических рук в хирургии предотвращает многие осложнения и ошибки при операциях, сокращают послеоперационный восстановительный период, уменьшают риск заражения и инфицирования больного и персонала, исключают большую потерю крови, снижают болевые ощущения, способствуют лучшему косметическому эффекту (небольшие рубцы и шрамы). Роботизированные медицинские помощники и реабилитационные роботы позволяют уделить пристальное внимание к пациенту во время лечения, контролировать процесс выздоровления, ограничить живой персонал от трудоемкой и неприятной работы, позволить больному чувствовать себя полноценным человеком. Инновационные методы лечения и оборудование с каждым днем приближают нас к более здоровой, безопасной и долгой жизни. С каждым годом мировой рынок медицинских роботов пополняется новыми устройствами и, несомненно, растет. По данным исследовательской компании Research and Markets, к 2020 году рынок только одних реабилитационных роботов, биопротезов и экзоскелетов вырастит до 1,8 млрд. долларов США. Главным бумом медицинских роботов ожидается после принятия единого стандарта ISO 13482, который станет сводом правил для элементов конструкции, материалов и программного обеспечения, применяемого в устройствах. Заключение Без сомнения можно сказать, что медицинские роботы – это будущее медицины. Применение автоматизированных систем значительно сокращает врачебные ошибки, уменьшает дефицит медицинского персонала. Наноробототехника помогает преодолеть тяжелые заболевания и предотвратить осложнения на ранней стадии, широко применять эффективные нанолекарства. В течении ближайших 10-15 лет медицина ступит на новый уровень с использованием роботизированного обслуживания. robotics.ua №3 | август |2017

31

МОНИТОРИНГ

ЭЛЕКТРОНИКА +

ДОСТИЖЕНИЕ ПЯТОГО УРОВНЯ АВТОНОМНОГО ВОЖДЕНИЯ Современных сетевых технологий недостаточно для реализации полностью автономного вождения – считает компания Intel. Международное сообщество автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE International) уже ввело классификацию классифицировало автономных автомобилей в зависимости от уровня их автономности. Рассмотрим основные положения этой шкалы и разберемся в технологических противоречиях. БОБ ДОРМОН, специалист по технологиям Intel В автомобилях нулевого уровня процесс вождения полностью контролируется водителем, а в автомобилях второго уровня (это большинство автомобилей на сегодняшний день) присутствует частичная автоматизация рулевого управления и процессов разгона и торможения. Водителям все еще необходимо обращать внимание на процесс вождения и вмешиваться при необходимости, поскольку система рассчитана на езду по автомагистрали и обеспечивает центрирование положения автомобиля на полосе и круиз-контроль. Автомобили третьего уровня тоже присутствуют на дорогах – этот уровень автоматизации называется «условная автоматизация»: датчики, закрепленные на кузове автомобиля, осуществляют мониторинг окружения и полностью управляют автомобилем, направляя запросы водителю. В автомобилях этого уровня вздремнуть не удастся. И даже в автомобилях четвертого уровня автоматизированы не все аспекты вождения. Как же можно создать автомобиль пятого уровня? Конечный пункт полной автоматизации. К счастью для автомобилистов, уже имеется план разработки, однако, Пракаш Картха, директор подразделения Market Development корпорации Intel, считает, что выпуск таких автомобилей возможен не ранее 2025 года. Корпорация Intel определила четыре основных компонента автономного вождения, необходимых для достижения цели: автомобильная вычислительная система, ЦОД, переход на сеть 5G и салон нового поколения, где будут размещены новые функции. «Разработка решений для автомобилестроения в Intel всегда означает комплексные решения. Одним из компонентов, несомненно, является беспроводное соединение, но не стоит забывать и о множестве компо-

32

№3 | август |2017

нентов ЦОД, информационно-развлекательных систем и сети», – рассказывает Картха. Для этой экосистемы также необходимо большое количество данных: согласно подсчетам, автономный автомобиль пятого уровня будет генерировать около 4 ТБ данных в день. Картха представляет себе автомобиль, оснащенный четырьмя камерами с разрешением 8K, четырьмя HD-камерами, одним лидаром с углом обзора 360 градусов и четырьмя лидарами с углом обзора 180 градусов, и рассчитывает, что скорость вывода всех необработанных данных датчиков (до процесса объединения данных датчиков) будет составлять 250 Гбит/с. «Произведите расчеты: совершенно очевидно, что количество данных увеличивается с огромной скоростью, и понимание этой тенденции лежит в основе нашей стратегии для решения всех проблем, связанных с данными, и использования всех преимуществ данных, – объясняет Картха. – Мы полагаем, что современных сетевых технологий недостаточно для реализации полностью автономного вождения». Это действительно так, поскольку этим компонентам необходима широкая полоса пропускания для ускорения процесса управления данными и сверхнадежные коммуникации с низким уровнем задержек. Поэтому надежды возлагаются на сеть 5G и ее увеличенную пропускную способность, которая не только обеспечит функционирование Интернета вещей, но и позволит вывести полностью автономные автомобили на дороги. Но все не ограничивается лишь передачей данных датчиков в облако и ожиданием ответа. Картха описывает автомобильную компьютерную систему как «второй двигатель автомобиля» и объясняет, что эта система будет функционировать как бортовой вычислительный кластер, который будет оперативно принимать решения, а также планировать маршрут и осуществлять мониторинг окружения, а также обрабатывать и объединять данные датчиков. «Мы полагаем, что для дальнейшего развития потребуются процессоры уровня ЦОД, которые при этом обеспечивают энергоэффективность (наша команда работает над этим). Процессоры необходимо дополнить FPGA (программируемыми логическими интегральными схемами) и ускорителями, чтобы использовать компьютерное зрение и другие подобные технологии», – рассказывает Картха. Одной из самых сложных задач станет масштабирование всех этих функций, поскольку мы собираемся осуществить переход с систем второго и третьего уровня

ЭЛЕКТРОНИКА + с производительностью 0,5–10 терафлопс к системам пятого уровня с производительностью 50–100 терафлопс. Но, как сказал Картха, «наша команда работает над этим». Автомобили, оснащенные процессорами Intel® Xeon® и дополненные функциями FPGA, которые ускоряют индивидуальную настройку, также входят в планы компании. Возвращаясь к облачным средам, следует отметить, что ЦОД управляет процессом обучения по модели, который формирует основу для системы оценки (или системы логических выводов) в автомобиле, то есть то, как машинное обучение и алгоритмы прогнозного анализа действуют в реальных условиях. ЦОД также управляет оконечными устройствами и выполняет анализ, однако необходимо принять во внимание некоторые ограничения. Картха объясняет это следующим образом: «Ожидается, что ЦОД сможет управлять определенным количеством автономных автомобилей, то есть парком автомобилей. Существует явная взаимосвязь между вычислительными задачами ЦОД и количеством автомобилей, которым вы можете управлять». Картха считает, что распределенная архитектура автомобилей, сети и облачных сред – это необходимое условие для распределения нагрузок автономного вождения. Вместо передачи данных от автомобиля к облаку и обратно, сеть сама будет обеспечивать необходимую связь для кооперативного вождения с использованием системы V2X (vehicle-to-everything), коммуникации между автомобилями (например, автоматический обгон), загрузки карт в реальном времени и обеспечения безопасности.

«Мы действительно рассматриваем 5G как ключевое звено, объединяющее все компоненты, – говорит Картха. – Intel хорошо понимает тот факт, что невозможно реализовать эту концепцию в одиночку. Это одна из причин, почему мы являемся частью консорциума компаний, образующих альянс 5G Automotive Alliance (5GAA), в состав которого входят BMW, Audi, Daimler, Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm и Intel. Мы считаем, что 5GAA ускорит развитие сотовой сети V2X (vehicle to everything)». Принимая во внимание это сотрудничество, появление полностью автономных автомобилей действительно можно ожидать к 2025 году. intel.ru

МОНИТОРИНГ

ЧИП ДЛЯ БЕСПИЛОТНЫХ «ШМЕЛЕЙ» Если понадобятся дроны размером со шмеля, то нужны и чипы для их контроля. Поэтому команда инженеров MIT работает над новым чипом, который может быть установлен в миниатюрном дроне, может захватывать изображения и перемещать устройство с минимальной мощностью. Большая часть сегодняшних технологических достижений связана с «революцией кремниевого чипа». Изобретение микрочипа, который имеет небольшие размеры, сделало возможными смартфоны, которые превосходят суперкомпьютеры прошлого.

В последние годы дроны становятся все меньше и меньше. Их ограничением является бортовое оборудование. Средний чип по-прежнему имеет относительно большие размеры, потребляя до 30 ватт электроэнергии. Команда из MIT работает над более способным чипом, который окажется намного меньше и будет потреблять меньше энергии. Вместо традиционного подхода к разработке и последующих алгоритмов команда создает алгоритмы для чипа и сам чип одновременно. Один из аспектов этого подхода заключался в анализе существующего алгоритма, ответственного за определение осознания беспилотником его положения в пространстве. Различные версии этого алгоритма были установлены в очень простой компьютерный чип, называемый «программируемая пользователем матрица (FPGA)». Он позволил разработчикам создавать наиболее эффективный прототип, способный сократить количество входов и требуемое количество мощности, сохраняя при этом приемлемый уровень точности. Команда смогла создать чип, который сохраняет мощность, устраняя внешние данные для хранения и обработки данных таким образом, чтобы он мог стереть любую сохраненную информацию в тот момент, когда она больше не нужна. В результате чип может обрабатывать 20 изображений в минуту, ориентирует беспилотный аппарат в пространстве, потребляя всего 2 Вт мощности и 2 мегабайта памяти. Сейчас команда работает над улучшенными алгоритмами и специализированной интегральной схемой, которая сможет в один прекрасный день получать энергопотребление до сотни милливатт. Инженеры надеются, что технология приведет к появлению «самого маленького интеллектуального дрона, который сможет летать сам по себе». Такой чип можно было бы использовать для создания беспилотных летательных аппаратов для поисково-спасательных миссий, а также для других применений. web.mit.edu №3 | август |2017

33

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

KUKA ROBOTER GMBH. НЕМЕЦКИЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ «KUKA» – товарный знак немецкого производителя промышленных роботов, без сомнения входящего в тройку мировых лидеров отрасли. Промышленные роботы для сварки, паллетирования, механической обработки и решения ряда других технологических задач, а также фирменные переферийные устройства, автоматизированные системы и комплексы компании широко применяются в автомобиле- и машиностроении, в химической и пищевой промышленности. Крупнейшими потребителями продукции КУКА в России являются автомобильные концерны ОАО «АвтоВАЗ», ОАО «ГАЗ», «КамАЗ». Значительное количество промышленных роботов КУКА эксплуатируется малыми компаниями и индивидуальными предпринимателями. История компании KUKA Robot Group – это история робототехники. Инновационная продукция является движущей силой для автоматизации уже более 35 лет. Страсть к новым идеям и разработкам сделала компанию KUKA одним из крупнейших игроков рынка и мировым лидером в области технологий роботостроения.

История создания фирмы КУКА 1898 г. – в Аугсбурге, Бавария была основана Компания «Keller und Knappich Augsburg». Первые буквы названия фирмы послужили основой известного и узна-

34

№3 | август |2017

ваемого бренда «KUKA». В те времена КУКА занималась производством оборудования для освещения улиц и домов на основе ацетилена.

1900 г. – компания выпускает оборудование для сварки в то время по технологии с примененим ацителена в дальнейшем для электро-дуговой сварки. Вплоть до начала Второй мировой войны КУКА активно развивается и увеличивает свои обороты выпуская сварочное оборудование.

1945 г. – после второй мировой войны компания КУКА производит оборудование для электросварки, в этот раз начиная свое развитие «с нуля».

1956 г. – «KUKA» строит первые автоматические сварочные системы для технологий, применяемых в производстве бытовой техники: холодильников и стиральных машин. Устойчиво возрастающий спрос на транспортные средства означает, что заводы должны быть более производительными и эффективными. В то время автомобилестоительная компания Volkswagen AG (Фольксваген) заключает договор с «KUKA» на поставку сварочной линии. КУКА использует этот шанс для развития технологий создания автоматических сварочных комплексов и систем.

1970 г. – происходит слияние компаний «KUKA» и «IWK».

1973 г. – компания «KUKA» создает свой первый промышленный робот с антропоморфной кинематикой.

1976 г. – фирма создает новую концепцию робота выраженную в модели IR 6/60. Новинка имеет прототип антропоморфной кинематики т.е. 6 управляемых осей, оснащен системой уравновешивания.

1995 г. – компания достигает значительных успехов на американском рынке. Это позволяет компании увеличить производство промышленных роботов. «KUKA» вкладывает немалые средства в территориальное расширение. Площадь производственных зданий достигает 4 000 м².

2007 г. – компания создает промышленного робота модели KUKA TITAN (КУКА Титан). Эта модель долго оставалась самой высокогрузоподъемной, превосходя по своим техническим характеристикам всех любых шестиосевых промышленных роботов. КУКА Титан способен поднимать груз массой 1000 килограммов и имеет радиус действия 3200 мм. Благодаря этому успеху компания попадает в книгу рекордов Гиннеса.

ЭЛЕКТРОНИКА + KUKA сегодня KUKA Roboter GmbH решает все возможные вопросы в области промышленной робототехники и автоматизации, выпускает четырех-осевые роботы паллетайзеры и антропоморфные шести-осевые промышленные роботы грузоподъемностью от 5 килограмм до 1 тонны и радиусом досягаемости до 3700 мм. Большинство автоконцернов мира применяет промышленных роботов фирмы КУКА на своих сборочных конвейерах. Немецкая компания занимает уверенное положение на рынке и стабильно развивается. Ни одно выставочное мероприятие не обходится без участия этой известной и уважаемой компании.

ОБЗОР РЫНКА промышленной робототехники. Впервые человек и робот могут бок о бок работать над задачами, требующими деликатного решения. Необходимость в защитных ограждениях отпадает, появляются новые области применения и открываются новые возможности для более экономичной и высокоэффективной эксплуатации.

KMR iiwa KMR iiwa – мобильная модификация LBR iiwa. KMR – сокращение от «KUKA Mobile Robotics», iiwa – от «intelligent industrial work assistant» (интеллектуальный промышленный ассистент). KMR iiwa сочетает в себе чувствительность роботов с преимуществами автономной системы навигации. Поэтому KMR iiwa идеально подходит для решений в области Industrie 4.0.

Слияние областей ИТ и механики В производственных процессах все больше используются цифровые технологии, а важные для производства компоненты подключаются в единую сеть. При этом важную роль играет Cloud. Интеллектуальное объединение в сеть обеспечивает развитие таких факторов как производительность, гибкость и эффективность. При этом роботы в исполнении, уже изготавливаемом компанией KUKA, будут играть ключевую роль.

KUKA предлагает широкий ассортимент промышленных роботов. У нас вы найдете подходящего робота для выполнения задачи любой сложности: • Шестиосевые роботы практически всех размеров с разной грузоподъемностью, радиусом действия и в разных вариантах.

• Роботы легкой конструкции для непосредственного взаимодействия человека и робота.

• Роботы, устойчивые к воздействию высоких температур и загрязнений, для работы в экстремальных условиях.

• Промышленные роботы в вариантах для чистых помещений и удовлетворяющих высоким гигиеническим стандартам.

• Компактные роботы в исполнении Waterproof для использования в обрабатывающих станках.

• Межпрессовые системы с большим радиусом действия для загрузки и выгрузки крупных деталей в прессовых линиях.

• Роботы-палетоукладчики для выполнения различных задач по манипулированию.

• Сварочные роботы, рассчитанные на точность и максимальную подвижность.

• Консольные роботы во всех исполнениях.

• Высокоточные роботы для максимальной точности.

LBR iiwa LBR – сокращение от немецкого «Leichtbauroboter» (робот легкой конструкции), iiwa – от английского «intelligent industrial workassistant» (интеллектуальный промышленный ассистент). LBR iiwa задает новый масштаб возможностям

Система управления роботом с использованием технологии Cloud Предприятия robomotion GmbH и SOTEC Software Entwicklungs GmbH хотят обеспечить доступ к Cloud более широкому кругу пользователей. Для этого было разработано приложение для роботов, которым можно управлять через смартфон. Эта технология применяется в новом роботе KUKA KR 3 AGILUS. kuka.com №3 | август |2017

35

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

ЧТО ГОТОВИТ INTEL ДЛЯ ОЛИМПИАДЫ Кому нужны фейерверки, когда у вас есть дроны? И зачем покупать билеты на спортивные мероприятия, когда у вас есть виртуальная реальность? С такими вопросами Intel подошла к подготовке к зимним Олимпийским играм 2018 года и летней Олимпиаде 2020. Компания заявила, что она присоединилась к партнерской программе Олимпийских игр в качестве основного спонсора до 2024 года. На пресс-конференции, состоявшейся в Нью-Йорке, не упоминалось никаких конкретных сумм сделки, но можно предположить, что речь идет о сотнях миллионов долларов.

Intel всегда проявляла особый интерес в отношении технологий, которые она планирует развернуть для Олимпиады, особенно в плане использования виртуальной реальности, связи 5G и искусственного интеллекта. Генеральный директор Intel Брайан Кржанич указал, что компания также работает с Олимпийским комитетом по разработке новых технологий обучения. Президент Международного олимпийского комитета Томас Бах позитивно настроен в привлечении молодых зрителей к играм. «Спорт должен идти туда, где люди, – сказал он, – Поскольку многие люди ведут цифровую жизнь, технология имеет огромный потенциал для их подключения к Олимпийским играм». Дроны, по словам Кржанича, будут играть две роли на Олимпиаде: для развлечения, в виде световых шоу и для прямой трансляции. Сверхлегкие развлекательные беспилотные летательные аппараты будут роиться в небе, выступая в качестве безопасной и «более творческой» замены традиционным фейерверкам. Эти аппараты настолько безопасны, что сотрудники Intel запустили сотню их за один раз и намеренно сталкивались с ними, чтобы проверить на себе их безопасность. Более тяжелые беспилотники, используемые для съемки спортсменов, будут использовать технологию предотвращения препятствий. Насчет VR Кржанич пообещал, что компания будет транслировать 16 мероприятий через технологию True VR, которая дебютировала в плей-офф NCAA в 2017 году. Intel также продемонстрирует свою 360-градусную технологию воспроизведения, которая воссоздает моменты в событиях с точки зрения конкретных игроков, впервые используемую в Суперкубке NFL 2017.

36

№3 | август |2017

Что касается 5G, вице-президент Intel Аша Кедди вместе с командой разработчиков 5G и олимпийским трехкратным золотым медалистом Керри Уолшем Дженнингсом нажал символическую кнопку для включения тестовой сети Intel 5G в Силиконовой долине и пообещал, что сеть будет покрывать все места зимних Олимпийских игр 2018 года. Искусственный интеллект, по мнению Кржанича, позволит более детально проанализировать и сравнить игровые выступления. Выходя за рамки нынешней восьмилетней спонсорской сделки компании, Кржанич сказал, что Intel ожидает использования новых технологий, в том числе больше ИИ, более глубокого виртуального опыта и новых ролей для беспилотных самолетов и автономных транспортных средств. В 2020 году Япония планирует провести наряду с Олимпиадой 2020 первые в мире Олимпийские игры роботов, доказав все возможности современного искусственного интеллекта. intel.ru

УНП 190533632

й е щ е в т е н р е нт

и й ы н н ышле

Пром

Ваш ключ в цифровой век

Последовательные серверы устройств и конвертеры протоколов Простая интеграция последовательных устройств в сеть промышленного Ethernet с помощью новых серверов устройств и шлюзов. Данные защищены с 256-битным AES шифрованием и паролем доступа. Компактные, устанавливаемые на DIN-рейку, модули требуют очень мало места в шкафу управления. Больше информации можно найти на сайте: phoenixcontact.net/webcode/#1584 Представительство ЗАО PHOENIX CONTACT (Литовская Республика) в Республике Беларусь Тел.: +375 (29) 601-11-44 www.phoenixcontact.by УНП 102375495

© PHOENIX CONTACT 2017

По вопросам приобретения продукции в Республике Беларусь обращайтесь: ЗАО «БЕЛНЕТЭКСПЕРТ» Тел.: +375 (17) 286-20-03 www.netexpert.by ЗАО «Профессиональные сетевые системы» Тел.: +375 (17) 500-94-00 www.pns.by

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

КОМПАНИЯ MICROCHIP АНОНСИРОВАЛА СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ SAM D5X/E5X, ПОСТРОЕННЫХ НА БАЗЕ ЯДРА CORTEX-M4F SAM D5X/E5X – ЭТО СЕМЕЙСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ, ПОСТРОЕННЫХ НА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОМ ЯДРЕ CORTEX-M4F. Микроконтроллеры SAM D5 и SAM E5 выпускаются в корпусах трех размеров – на 64, 100 и 128 выводов, а для каждого типа корпуса доступно несколько вариантов чипа, которые различаются только по размеру памяти. Такая структура серии позволяет: избежать изменений в аппаратной части устройства при увеличении размера программы – при необходимости достаточно поставить чип с бо́ льшим размером памяти на то же посадочное место, избежать глубокой переработки программы устройства при увеличении потребности в аппаратных ресурсах – при необходимости достаточно поставить аналогичный чип в бо́ льшем корпусе. Основные характеристики микроконтроллеров SAM D5x/E5x Вычислительные ресурсы • ядро Cortex-M4F 120 MHz • 4 kB Instruction Cache Память • до 1 MB Flash (два банка с поддержкой функции RWW) • до 256 KB SRAM (включая 32KB backup RAM) • до 64 KB памяти данных (эмуляция EEPROM) • до 32 каналов DMA Интерфейсы • 10/100 Mbps Ethernet MAC с поддержкой IEEE 1588 (PTP, TSU) и IEEE802.3AZ/AF/AS/PoE • до 2 CAN-FD • USB 2.0 Host/Device • QSPI • до 2 SDIO • до 8 универсальных последовательных интерфейсов SERCOM, поддерживающих USART, I2C, SPI, ISO7816 и LIN • I2S • 14-битная параллельная шина для подключения видео сенсора или АЦП Периферийные модули • 4 модуля конфигурируемой логики • до 8 модулей таймера с функцией генерации ШИМ • до 5 расширенных модулей таймера с функцией генерации ШИМ • часы реального времени • модуль обработки событий периферии (до 32 каналов) • контроллер сенсорной клавиатуры (до 256 кнопок) • модуль определения положения датчика (поддержка квадратурных и инкрементных датчиков, а также датчиков Холла) • модуль измерения частоты

Безопасность • криптографический модуль с поддержкой AES256, SHA1/244/256, ECC 1k, RSA, DSA • аппаратный генератор случайных чисел • до 5 линий сигнализации вскрытия Аналоговые периферийные модули • 2 модуля АЦП 12-bit 1 Msps до 32 каналов • 2 модуля ЦАП 12-bit 1 Msps • 4 аналоговых компаратора Таким образом, ATSAME54N19A-AUT – это микроконтроллер с вычислительным ядром Cortex-M4F 120 MHz, встроенной Flash-памятью объемом 512 kB и SRAM объемом 192 kB, оснащенный интерфейсом Ethernet и двумя CAN интерфейсами. Контроллер выполнен в корпусе TQFP 100 выводов и имеет диапазон рабочих температур от -40 до 85 °С. Средства для разработки и отладки • Отладочная плата ATSAME54-XPRO • Платы-расширения Xplained Pro • Внутрисхемный отладчик ATMEL-ICE • Интегрированная среда разработки Atmel Studio (IDE) • Веб-утилита Atmel Start • Библиотека программных компонентов ASF Atmel Известный производитель микроконтроллеров американская корпорация Atmel был поглощена в прошлом году американской компанией Microchip Technology. Сделка на 3,56 миллиарда долларов началась еще в январе 2016 года при посредничестве JPMorgan Chase и Qatalyst Partners. Чипы Atmel применяются в самых различных сферах: от автомобилей до 3D сканирования. microchip.com

ТУП «АЛЬФАЧИП ЛИМИТЕД» Официальный представитель мировых производителей

220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 www.alfa-chip.com www.alfacomponent.com УНП 192525135

№3 | август |2017

37

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

ВПК БЕЛАРУСИ БЕРЕТ КУРС НА СОЗДАНИЕ БОЕВЫХ РОБОТОВ Беларусь превращается в солидного производителя боевой робототехники. Покупателям уже доступны системы АДУНОК и «Богомол». К оружию белорусского производства сегодня проявляет интерес большое количество потенциальных зарубежных покупателей. Иностранцев «интересует всё, что основано на IT-технологиях, на программном обеспечении. Беспилотная авиация и роботы пользуются неимоверным спросом». АЛЕКСАНДР АЛЕСИН Об этом на недавно прошедшей в Минске выставке вооружения и военной техники Milex-2017 заявил тогда еще глава Государственного военно-промышленного комитета Беларуси Сергей Гурулев. В качестве примера роботизированной боевой системы, уже востребованной на внешнем рынке, Гурулев назвал автоматический дистанционно управляемый наблюдательно-огневой комплекс АДУНОК (создан КБ «Дисплей», Витебск) – его закупки начала Индонезия.

АДУНОК, одна из первых успешных белорусских разработок в данной области, может устанавливаться на стационарных, подвижных сухопутных и морских объектах. В зависимости от выполняемой задачи на комплекс может устанавливаться несколько видов вооружений: танковый пулемет Калашникова (ПКТ) калибром 7,62 мм, пулемет НСВТ или «Корд» калибром 12,7 мм, автоматический гранатомет АГ-17А калибром 30 мм (версия АДУНОК-В предусматривает одновременную установку НСВТ и АГ-17А). Для увеличения огневой мощи на АДУНОК может устанавливаться реактивная система, состоящая из двух реактивных гранат – противотанковой РПГ-26 с кумулятивной боевой частью и штурмовой РШГ-2 с термобарической боевой частью. Подтверждением того, что АДУНОК – не единичный случай и Беларусь превращается в солидного производителя боевой робототехники, стал самоходный роботизированный противотанковый ракетный комплекс 38

№3 | август |2017

(СРПТК) «Богомол». Его на Milex-2017 представила белорусская компания «Белспецвнештехника – Новые технологии».

Согласно информации разработчика, «Богомол» предназначен для круглосуточного поражения в автоматизированном режиме укрепленных наземных целей, танков, бронированных машин и зависших вертолетов. Комплекс выполнен на базе самоходного дистанционного управляемого гусеничного мини-шасси, способного передвигаться по пересеченной местности. Масса

ЭЛЕКТРОНИКА + комплекса с полной боевой загрузкой и полными баками составляет 1850 кг.

CРПТК состоит из самоходной роботизированной боевой машины (БМ) и автоматизированного рабочего места оператора, управляющего работой БМ по беспроводному каналу связи на удалении до 300 м. Во время движения оператор использует камеры в передней части машины с углом обзора в 140 градусов. В случае ведения действий в условиях городской застройки возможна установка камер с круговым обзором. БМ защищена комбинированной броней из стали и кевлара, способной выдерживать обстрел из оружия калибра 7,62 мм на дистанции от 300 м. Шасси оснащается гибридной силовой установкой. В качестве силового агрегата используется дизельный двигатель, соединенный с электрогенератором. Привод ведущих колес осуществляется от электромоторов, получающих энергию от аккумуляторов. Таким образом, на боевой позиции «Богомол» может перемещаться, используя только электропривод. Что, помимо всего прочего, позволяет уменьшить демаскирующий шум и снизить заметность комплекса в инфракрасном диапазоне. По данным изготовителя, машина способна самостоятельно пройти до 100 км и автономно работать в течение суток. На пересеченной местности скорость ее передвижения может превышать 5 км/ч. Для транспортировки на большие расстояния используется специальная прицепная платформа, буксируемая даже легковым автомобилем. Для обнаружения, сопровождения и поражения целей боевая машина комплекса «Богомол» оснащена оптико-электронной системой, которая аналогична применяемой на зенитно-ракетном комплексе «Оса», c теплопеленгатором и лазерным дальномером. С ее помощью оператор может в любое время суток обнаружить человека на расстоянии до 2 км. Наземный объект размерами 2х2 м засекается на дистанции 5 км. Дальность обнаружения воздушных целей в несколько раз больше – 15-20 км в зависимости от рельефа местности. Бортовая аппаратура СРПТК в автоматизированном режиме следит за местностью, определяет тип целей, берет их на сопровождение и передает эти данные оператору, который отдает команду на открытие стрельбы. После подрыва ракеты СРПТК осуществляет автоматизированное перемещение на новую огневую позицию. В случае если сигнал оператора будет заглушен средствами радиоэлектронного противодействия противника, «Богомол» покидает боевую позицию и возвращается в заданную заранее точку отхода. Разработчиком заявлена возможность оснащения СРПТК аппаратными средствами управления противотанковыми ракетами по радиоканалу, проводам или лазерному лучу. Дальность стрельбы и бронепробиваемость зависят от типа используемой ракеты.

ОБЗОР РЫНКА По желанию заказчика комплекс может оснащаться несколькими типами управляемых по проводам противотанковых ракетных комплексов еще советской разработки: 9К111 «Фагот» (для версии 9К111М дальность стрельбы составляет 75-2500 м, бронепробиваемость – 460-500 мм), 9К115 «Метис» (40-1000 м, бронепробиваемость – 500-550 мм), 9К111-1 «Конкурс» (75-4000 м, бронепробиваемость – 600 мм). Также возможно применение белорусско-украинского ПТРК «Шершень» с лазерным управлением (дальность стрельбы – 100-5500 м, бронепробиваемость – 600 мм). Во всех случаях на каждой боевой машине размещается по 4 ракеты.

Имея совместимость с несколькими ракетными комплексами, «Богомол» приобретает повышенные шансы заинтересовать зарубежных заказчиков. На представленной модели обкатываются различные технические решения, заявил главный конструктор комплекса Андрей Анисимов, «но если белорусские вооруженные силы будут заинтересованы в подобных роботах, нет никаких проблем поставить их на вооружение». Думается, серьезных технических проблем для налаживания серийного производства СРПТК «Богомол» в интересах белорусской армии действительно нет. Вопрос – в финансировании выпуска этого суперсовременного оружия. А вот тут могут возникнуть препятствия. Весь оборонный бюджет нашего государства на текущий год примерно равен стоимости одного комплекса зенитноракетной системы С-400, который Россия намеревается продать Турции. А ведь кроме оружия наша армия нуждается еще в продовольственном и вещевом довольствии и еще много-много в чем не менее важном. naviny.by, adunok.by, bsvt.by №3 | август |2017

39

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ НОВИНКА IROBO-2000-43I4F-G3 С ПОДДЕРЖКОЙ ДО 12 ФРОНТАЛЬНЫХ СЛОТОВ РАСШИРЕНИЯ Специалисты компании IPC2U запускают в массовое производство новую модель промышленного компьютера с фронтальными слотами расширения. Новинка разработана на процессорной плате формата PICMG 1.3 и получила название iROBO-2000-43i4F-G3. Основной особенностью данной модели является нестандартная реализация слотов расширения, которые поддерживают установку до 12 периферийных плат с интерфейсами PCI и PCI-Express. Благодаря тому, что все элементы управления и слоты расширения реализованы на передней панели, обслуживание и доступ к ним осуществляется максимально легко и оперативно.

В остальном, модель iROBO-2000-43i4F-G3 – это стандартный промышленный компьютер высотой 4U с выгодным соотношением цены и функциональных возможностей, предназначенный для специализированного применения. Новинка разработана на базе промышленной процессорной платы формата PICMG 1.3 c поддержкой системной логики Intel Q170. В базовой конфигурации компьютеров установлен бюджетный двухъядерный процессор Intel Pentium G4400 с тактовой частотой 3.3 ГГц. Для решения более сложных задач опционально предлагаются конфигурации с процессорами Core-i3/i5/i7. В базовой конфигурации компьютеры комплектуются 4Гб оперативной памяти DDR4 с частотой 2133MHz, а максимальный поддерживаемый объем оперативной памяти составляет 32Гб. Индустриальный компьютер выполнен в прочном металлическом корпусе высотой 4U для монтажа в 19” стойку и имеет надежную защиту от ЭМИ и внешних воздействий. Длительный срок службы новинки обеспечивается благодаря тому, что в основе лежит промышленная процессорная плата PICMG 1.3 с наработкой на отказ более 170 000 часов и индустриальный блок питания способный работать более 167 000 часов. Благодаря поддержке до 12 слотов расширения, новинке доступны широчайшие возможности по расширению функционала системы. По умолчанию набор слотов состоит из 8xPCI, 1xPCI-Express x16, 3xPCIExpress x1, но данный набор может быть изменен по требованию заказчика.

40

№3 | август |2017

Технические характеристики • Прочный металлический корпус с защитой от ЭМИ • Поддержка процессоров Intel Core-i3/i5/i7 6-го поколения (Skylake) • Поддержка до 32Gb DDR4 2133MHz • Накопитель от 1000Gb HDD SATA3 (до 3-х) • Поддержка твердотельных накопителей 2.5” SATA3 • Поддержка RAID 1/0/5/10 • Silm-DVD-RW привод • Фронтальные слоты расширения: 8xPCI, 1xPCIExpress x16, 3xPCI-Express x1 • Порты ввода-вывода: 2xGb LAN, 1xCOM (до 6-ти), 2xUSB 3.0, 4xUSB 2.0, DVI-I • Промышленный блок питания 400Вт ATX

В дополнение к озвученным выше преимуществам, новинка обладает длительным сроком жизни и гарантированно будет доступна к заказу не менее 5 лет. Данный факт является особенно важным критерием при подборе оборудования для долгосрочных проектов. Благодаря богатому функционалу и широким возможностям по расширению, промышленный компьютер iROBO-2000-43i4F-G3 может успешно применяться в различных отраслях промышленности и производства в качестве: • Системы сбора и обработки данных • Системы хранения информации • АРМ оператора • ЭВМ для специализированного ПО Гарантийный срок 2 года с возможностью расширения до 3-х лет. Разработка и сборка промышленных компьютеров iROBO-2000-43i4F-G3 осуществляются на производстве компании IPC2U в Москве. ipc2u.ru

ОБЗОР РЫНКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

КОСМИЧЕСКАЯ ТРАНСПОРТНОМАНИПУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА Предназначена для выполнения технологических операций на внешней поверхности космических аппаратов и поддержки экипажа при внекорабельной деятельности. Космическая транспортно-манипуляционная система (КТМС) при работе на внешней поверхности космического аппарата должна обеспечивать выполнение следующих операций: • передвижение по такелажным элементам (точкам фиксации) космического аппарата; • перемещение, монтаж и демонтаж полезного груза (научной аппаратуры и служебного оборудования); • стыковка и расстыковка электросоединителей; • визуальная инспекция внешней поверхности космического аппарата с помощью телекамер; • инспекция внешней поверхности космического аппарата с помощью сменного инструмента (измерение температуры наружных элементов, измерение уровня радиации и т.д.); • выполнение технологических операций с помощью сменного инструмента (разрезание ЭВТИ, перекусывание и извлечение контровочной проволоки и тросиков, взятие проб-мазков с поверхности и т.д.); • поддержка операций внекорабельной деятельности космонавтов: • подсветка рабочей области; • перенос полезного груза и инструментов в рабочую зону оператора; • обеспечение фиксации и ориентирования технологического оборудования на время выполнения операции.

Основные технические характеристики Количество шарниров, шт. Напряжение питания, В Максимальная потребляемая мощность в режиме движения, Вт Максимальная потребляемая мощность при выполнении технологических операций, Вт Потребляемая мощность в режиме хранения, Вт

15 23–29 140 600 100 автономное; подзаряд от бортовой сети

Электропитание Емкость автономного источника питания, Вт·ч (А·ч) Длительность автономной работы, ч Габариты в транспортном положении, мм Максимально допустимое расстояние между точками фиксации на космическом аппарате, м Максимальная дальность выполнения операций: инспекционных / манипуляционных, м Масса, кг

4000 (150) 6 500 х 500 х 1200 1,5 3 / 1,6 180

rtc.ru №3 | август |2017

41

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА +

ОБЛАЧНАЯ РОБОТОТЕХНИКА: ТРЕНДЫ, ТЕХНОЛОГИИ, СВЯЗЬ GTI совместно с Huawei Wireless X Labs, China Mobile, SoftBank, CloudMinds и Skymind представила официальный документ по технологии 5G и облачной робототехнике «5G&Cloud Robotics White Paper». В нем описаны концепции, технологии, рыночные тренды, цепочка формирования стоимости и бизнес-модели облачной робототехники, а также представлен подробный анализ того, как технология 5G будет способствовать коммерческому успеху. Представляем русскоязычную версию документа. Перевод: АЛЕКСЕЙ БОЙКО Облачные роботы управляются «мозгом» в облаке. Расположенный в дата-центре мозг использует ИИ и другие современные программные технологии для решения задач, которые при традиционном подходе решаются локальным встроенным контроллером. По сравнению с традиционными роботами, облачные роботы будут формировать новые цепочки создания ценности, новые технологии, новый опыт и новые бизнес-модели. В данном документе рассматриваются эти аспекты.

1. Введение Облачная робототехника – это сравнительно недавно придуманная концепция. Первые работы на эту тему стали появляться в 2010 году, когда начался проект RoboEarth Еврокомиссии [1]. Целью этого проекта было формирование «интернета для роботов». RoboEarth и, позднее, в таких проектах, как Rapyuta [2] и Robohow [3] были сформулированы базовые концепции и технологии, которые все еще оказывают влияние на разработки в области облачной робототехники. Есть три базовых преимущества облачных роботов, по-отношению к классическим автономным роботам: Разделение информации. Множество облачных роботов может управляться из одного центра, при этом данный центр может аккумулировать визуальные, вербальные и другую данные об окружающей среде, поступающие от всех подключенных роботов. Полезную информацию, выделенную из этих данных можно использовать для всех роботов, подключенных к данному центру управления. Как и в случае с другими облачными сервисами, информация, собранная и обработанная каждым из роботов, всегда остается «свежей» и надежно заархивированной. В выигрыше и разработчики – любое их решение является переиспользуемым для всех подключенных к облаку роботов. Разгрузка вычислительных мощностей. Некоторые задачи, с которыми сталкивается робот, требуют больших вычислительных мощностей, чем те, что может обеспечить местный контроллер (экономически разумным образом). Разгрузка в облако задач, требующих существенной обработки, таких как распознавание 42

№3 | август |2017

голоса и изображения, синтез голоса, картографирование окружающей среды, планирование движений, снижает требования к бортовому «железу», а также к энергопотреблению роботов, что позволяет делать их легче, меньше и дешевле. Коллаборативность. Облачные роботы могут работать совместно. Используя облако, как общую среду, два робота могут работать совместно, например, чтобы перенести объект, который слишком тяжел для одного. Группа простых рабочих роботов могут выполнять работы с использованием одной локальной карты, которую создаст для них робот-лидер, оснащенный необходимыми для картографирования сравнительно дорогими сенсорами.

Рисунок 1 – Массовый сбор данных за счет использования массива из 14 роботов. Роботы делятся опытом друг с другом за счет использования алгоритма машинного обучения.

Распределенная версия AlphaGo использует 40 поисковых потоков, 1202 процессоров CPU и 176 графических процессоров (GPU) (10). Ни один современный робот не может обладать такой вычислительной мощностью на борту. Облачный робот может применять такую вычислительную мощность для решения стоящих перед ним задач.

ЭЛЕКТРОНИКА + 2. Приложения для облачных роботов Использование облачных ресурсов умощняет роботов и дает им новые возможности в самых различных областях: Интеллектуальная обработка визуальной информации: классификация изображений, обнаружение целей, сегментация изображений, создание описаний изображений, распознавание объектов. Обработка естественного языка: понимание семантики на основе глубокого обучения, точное понимание намерений пользователя, анализ вариантов намерений, анализ эмоций. При этом облачный робот может опираться на мощные базы знаний. Распознавание лиц: алгоритм распознавания лиц основанный на глубоком обучении позволяет, например, точно детектировать лица на видео в реальном времени. Лица распознаются также в тех случаях, если они видны только под углом, частично размыты или наполовину закрыты другими объектами. Расширения относительно текущих приложений: навигация по картам местности за пределами помещения; позиционирование и навигация в помещении; опознание типовых продуктов; идентификация универсальных предметов; понимание окружающей среды; чтение текста; голосовые уведомления. Приложения, которые появляются для облачных роботов, самые разные – некоторые уже появляются, другие на ранней стадии формирования.

Логистика Amazon, Jingdong, S.F. Express и другие компании внедрили логистические роботизированные системы. Колесные управляемые платформы (Automated Guided Vehicle) – это основной тип логистических роботов (хотя логистические компани также стараются использовать летающие беспилотники). За счет подключения AGV к облаку можно добиться унификации распределения задач между ними, что превращает склад с несколькими AGV в единую систему с максимальной эффективностью. Кроме того, AGV можно оборудовать системами машинного зрения и передавать видео в облачные системы, чтобы распознавать различные ситуации, которые могут возникать на дороге. Такой подход позволяет использовать AGV не только в пределах управляемой территории, но и за ее пределами, например, в общественных местах для доставки пакетов или питания. Безопасность и системы наблюдения В общественных местах, облачные роботы могут проводить контроль безопасности в режиме 24/7, что позволяет заменить ими персонал, занимающийся вопросами безопасности. Облачный робот будет собирать видео и цифровые снимки, а также пересылать их в облако общественной безопасности для идентификации в реальном времени подозрительных людей или ситуаций.

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА Такие роботы уже используются, например, в аэропорте Шеньженя в Китае.

Персональная поддержка и забота Обеспечение персональной поддержки и заботы пожилым людям – это «следующий большой тренд» в робототехнике. Мощность облака делает таких роботов похожими на людей. Они могут проводить мониторинг здоровья в реальном времени, помогать людям передвигаться и выполнять работу по дому. В качестве примера такого робота, можно вспомнить робота Romeo компании Softbank. Гиды В общественных местах, таких, как предприятия, банки и больницы, роботы, такие, например, как Pepper, Softbank используются для сопровождения посетителей. Они также применяются для оказания услуг помощи в розничной торговле, включая таки компании, как Nestle, Yamada Electric и Mizuho Bank. Облачные роботы могут пользоваться объемными базами знаний в облаке и коммуницировать с использованием естественного языка; они даже могут распознавать выражения лица человека с использованием облачного ИИ, чтобы улучшить пользовательский опыт. Образование, развлечения и компаньоны В прошедшие годы, приложения машинного зрения и ИИ были использованы для разработки различных роботов, предназначенных для использования в области образования и в развлечениях. Примеры включают Jibo, Asus Zenbo и Softbank Nao. Эти роботы обладают гуманоидным интерфейсом и могут работать с естественным языком. Они могут загружать контент из облака, чтобы обеспечивать образовательные и развлекательные услуги.

Рисунок 2 – Облачные смарт-устройства и роботы с поддержкой коммуникаций с человеком 3. Рыночные тренды Роботов можно разделить на промышленных роботов и сервисных роботов, в зависимости от их основного назначения. Сервисных роботов, в свою очередь можно делить на профессиональных сервисных роботов и персональных домашних сервисных роботов. Профес№3 | август |2017

43

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА сиональные сервисные роботы могут использоваться в медицине, конструировании, подводном инжиниринге, логистике, системах защиты и безопасности. Персональные домашние сервисные роботы используются для домашней работы, служат компаньонами и персональными ассистентами, а также используются в других областях. Такие роботы уже используются в аэропорту Шеньженя в Китае. Исследование рынка, проведенное компанией Tractica, общий рынок роботов вырастет с $34.1 млрд в 2016 году до $226.2 млрд в 2021 году, что соответствует среднегодовому росту (CAGR) в 46% в деньгах. Наибольший вклад в рост рынка обеспечат не-промышленные роботы [9]. Один из основных драйверов этого рынка – рост стареющего населения. Все меньше людей рабочего возраста занимаются заботой о пожилых. Согласно прогнозам ООН, к 2050 году возраст 21% всего населения планеты превысит 60 лет, а общее число таких людей – 2 млрд. Роботам предстоит сыграть свою роль в заботе об этих людях. Кроме того, промышленная автоматизация будет продолжатся высокими темпами, в рамках таких инициатив, как «Промышленность 4.0» в Германии и «Сделано в Китае 2025». Развитие технологий включает ИИ, IoT и беспроводную связь, повышая способности роботов. Уже сейчас они способны идентифицировать окружающее пространство, калибровать свое местоположение, планировать траектории движения и использовать натуральные интерфейсы для взаимодействия с людьми. Наблюдается рост возможностей роботов, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве, логистике и образовании. Быстрый рост использования беспилотников также свидетельствует рост возможностей робототехники.

Облачные роботы вскоре станут привычными Облачный ИИ и подключенность задают вектор развитию рынку робототехники. на несколько ближайших лет. Такие технологии уже начали изменять способ, каким взаимодействуют люди: технологические гиганты разрабатывают системы на базе искинов, которые используются все шире. В качестве примеров можно вспомнить Google Cloud Speech API, Amazon Alexa, Baidu Duer, IBM Watson, Apple Siri и Microsoft Cortana. Согласно оценкам Huawei, к 2025 году использование мобильной подключенности и искинов приведет к росту проникновения роботов в семьях вплоть до 12%; интеллектуальные роботы изменят лицо промышленности примерно так же, как менялся автопром в XX веке. Согласно прогнозам GTI, к 2020 году подключенные роботы составят порядка 90% всех роботов, а также около 20 млн новых подключений, которые потребуются ежегодно для поддержки их работы. Рабочая группа облачной робототехники GTI провела детальное исследование рынка робототехники. Согласно прогнозу, к 2020 году доля подключенных роботов 44

№3 | август |2017

ЭЛЕКТРОНИКА + в мире достигнет 90%. Рисунки ниже демонстрируют прогнозы продаж подключенных роботов.

Рисунок 3 – Продажи подключенных роботов в 20162020 годы, в млн (подключенные, всего). Источник: данные рабочей группы облачной робототехники GTI

Рисунок 4 – Подключенные логистические роботизированные системы (в тыс.). Источник: Рабочая группа Облачная робототехника GTI

Рисунок 5 – Подключенные домашние роботы (млн). Источник: Рабочая группа Облачная робототехника GTI В настоящее время не так уж велика востребованность роботизированных услуг, особенно медицинских. Люди со скепсисом относятся к тому, что роботы могут достичь уровней навыков человека-врача. Однако в бли-

ЭЛЕКТРОНИКА +

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

жайшие несколько лет, по мере того, как возможности роботов существенно вырастут, восприятие людьми роботизированных медицинских услуг заметно улучшится.

Рисунок 9 – Желательность применения роботизированной хирургии. Источник: PwC. Согласно исследованию, представленному инициативой Открытая Робоэтика (Open Roboethics Initiative) основные ожидания от домашних сервисных роботов – это их возможность выполнять работы по дому, которые облегчат жизнь. Кроме того, достаточно выражены ожидания от роботов содействия в образовании, инспекции и безопасности.

Рисунок 6 – Подключенные развлекательные роботы (млн). Источник: Рабочая группа Облачная робототехника GTI

Рисунок 10 – Причины для приобретения домашнего роботов. Источник: Открытая Робоэтика.

4. Цепочка формирования ценности облачной робототехники

Рисунок 7 – Подключенные ассистивные роботы для заботы о пожилых и ограниченно подвижных, в тыс. Источник: Рабочая группа Облачная робототехника GTI В ближайшие несколько лет домашние роботы и роботы для рекреации будут составлять основную долю подключенных роботов. По мере роста возможностей роботов, будет расти востребованность сервисных роботов у частных лиц и семей.

Цепочка формирования ценности облачной роботехники показана на рисунке 11. Роботизированная платформа представляет из себя робота, который выполняет приложения; эти приложения используют интеллектуальные сервисы провайдера ИИ, что позволяет использовать мобильную сеть для осознания «опыта» смарт-пользования конечным потребителям.

Рисунок 11 – Цепочка формирования ценностей облачной роботехники. Источник: Рабочая группа облачной робототехники GTI. 4.1. Роботизированная платформа – технологии на базе которых реализуется облачная робототехника

Рисунок 8 – Желательность использования ИИ и роботов в здравоохранении. Источник: PwC.

Определение робота может отличаться по контексту, но самое общее определение таково: «Механическая №3 | август |2017

45

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА система, состоящая из трех элементов: контроллер, сенсор и эффектор/актуатор». Контроллер. По мере того, как роботы становятся все более сложными, а требования к ним становятся все более «продвинутыми», контроллерная часть также развивается и сегодня роботы часто управляется операционной системой или мощным связующим слоем ПО, как, например, ROS, OpenRTM-aist, связующим ПО, совместимым с требованиям Object Management Group (OMG) Robotic Technology Component (RTC) Specification (4), NAOqi (OS, используемая в Pepper, компании Softbank). В облачной робототехнике, контроллер формируется, как координация облачной и локальной систем. Сенсоры. Для создания роботов используют различные типы сенсоров, соответствующих реализуемым функциональностям. Наиболее важные типы сенсоров это: Камеры и микрофоны: для восприятия окружающей среды требуются камеры и микрофоны. Например, в роботе Softbank Pepper (5) задействована камера 3D и две камеры HD (рисунок 12) и четыре направленных микрофонов, чтобы детектировать, откуда исходят звуки, и определять позицию пользователя.

ЭЛЕКТРОНИКА + Таблица 1 – Описания сенсоров изображения и требования. Источник: рабочая группа в области облачной робототехники GTI Сенсоры / технологии для определения местоположения Модуль измерения инерции (IMU) Оптические и «квантовые» сенсоры Сенсоры прикосновения GPS Данные сотовой сети Bluetoth-маяк УЗ-система

Функции Ориентация и вращение Ориентация и вращение Выявление контактов Определение местоположения за пределами помещений Определение местоположения внутри и вне помещений Определение местоположения внутри помещений Определение объектов

Рисунок 13 – Процесс SLAM визуализирован с помощью RVIZ, специального инструмента для использования с ROS, а также пример получаемой в результате карты. Источник: Softbank Гироскопы, акселерометры, магнетометры и другие сенсоры. Эти сенсоры позволяют роботу ориентироваться, знать свое местоположение и вектор движения (таблица 2).

Рисунок 12 – Набор микрофонов и верхняя камера в роботе Pepper 3D-камеры используются для обеспечения определения позиции робота и картографирования (часто этот процесс обозначают аббревиатурой SLAM – одновременное позиционирование и картографирование). Также используются и другие сенсоры для 3D-позиционирования, от недорогих сенсоров приближения, сонаров и фотоэлектрических сенсоров до более точных, но дорогостоящих технологий, таких, как LiDAR (лазерный дальномер), что позволяет строить 3D-картину окружающей среды с высоким разрешением и широким охватом. Беспроводные сети должны обладать достаточной пропускной способностью и низкими задержками, чтобы пересылать данные от сенсоров к контроллеру. По мере роста точности сенсоров, требуется все большая пропускная способность сети.

46

№3 | август |2017

Эффекторы / актуаторы Большинство актуаторов, используемых в робототехники – это электрические устройства, хотя также применяются гидравлические и пневматические актуаторы. Каждый тип актуаторов обладает своими преимуществами и недочетами (таблица 3). Новые разработки в области мобильности Роботизированные платформы требуют усовершенствования. Нужны роботы, способные дольше работать без подзарядки, более мобильные, которые способны проходить большее расстояние, которые могут иметь возможность воспринимать окружающую среду, одновременно выполнять локализацию и картографирование (SLAM). Одна из задач, которые требуется решить – это обеспечение высокой мобильности, особенно на пересеченной местности, или в условиях лестниц и дверей, например, при использовании ходящих (шагающих)

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА +

Таблица 2 – Сенсоры / технологии для определения местонахождения и их функции 3D-камера

Задача Стерео триангуляция / структурированный свет

Сонар Измерение с использованием звуковых волн Фотоэлектронный сенсор Анализ фотоэлектрического сигнала LiDAR Измерение отраженного лазерного сигнала

Точность Точный Примерный Примерный Точный

Диапазон Скорость передачи данных Средний 2,5 Мбит/с 1280*960 @ 16 кс бинокулярный Узкий Менее 1 кбит/с Узкий Менее 1 кбит/с Широкий 0,1 Мбит/с 4000 образцов @ 10 Гц

Таблица 3 – Сравнение приципов действия роботизированных актуаторов для роботов; Источник: Softbank Электрические Принцип работы Электрические, электромагнитные силы Форм-фактор Преимущества Недостатки

Гидравлические Пневматические Изменение давления в жидкостях Сжатый газ используется для пи(масло, вода) тания системы Двигатели (постоянного тока, прямого Цилиндр, жидкость в роли мотора Цилиндр, пневматические искуспривода) и управляющие сети ственные мышцы, РАМ Легко сохранять и распределять элек- Высокая скорость движения и мощ- Чище, нежели гидравлика, легкая троэнергию, высокая гибкость управле- ные усилия установка, небольшой вес ния; низкая стоимость Моменты силы ниже, чем при использо- Требует использования насоса, Требует использования компресвании гидравлики и пневматики жидкость может вызвать загрязне- сора, обеспечивает меньшие усиние, сложно управлять движениями лия и низкие скорости, нежели с высокой точностью гидравлика

роботов с двумя и четырьмя конечностями. Такие системы требуют постоянного поддержания баланса, что требует высокого потребления энергии, а также соответствия требованиям безопасности. Требования безопасности, предъявляемые к роботам, могут варьироваться в зависимости от страны и местных условий: одно из возможных решений – это относиться к роботам, как к пешеходам, или мобильным скутерам. Могут требоваться установление ограничений по скорости движения роботов и по дистанционному их мониторингу (возможно не столь жесткие, как в случае с автономными устройствами). Стандарты безопасности, которые уже применяют к роботам, включают ISO13482; другие релевантные стандарты – это те, которые применяются домашним электроприборам и радиопередающему оборудованию.

Более практичными, нежели шагающие роботы, являются роботы на колесных платформах, оборудованные 3D-камерами и системами определения дальности, как описано выше. Другое направление – это «носимые роботы», такие как гарнитура Meta, CloudMind, которые обеспечивают сложное визуальное распознавание, SLAM и индикация направления с использованием вибрации.

4.2 Поддержка мобильной сети

Обзор 5G 5G – это очередное поколение мобильной сотовой связи. Как ожидается, строительство таких сетей начнется с конца этого десятилетия и получит массовое распространение в двадцатые годы. Ключевая особенность 5G – это пиковые скорости выше 10 Гбит/c,

Рисунок 14 – Облачная архитектура 5G для поддержки различных приложений. Источник: Huawei X Labs. №3 | август |2017

47

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА +

Таблица 3 – Анализ требований к сетевому подключению робота; Источник: Huawei X Labs Полоса

1с

Надежность, % работоспособности 99,9%

Управление в режиме реального времени DL: 10 кбит/с Обработка видео и голоса UL 3,3 Мбит/с 1080 р/Н.264/30 к/с

20 мс 20 мс

99,999% 99,9%

Загрузка ПО и услуг

100 мс

99,9%

Мониторинг и отчет о статусе

Канал вверх: 1 кбит/с

DL: 10 Мбит/с

1 млн подключений на квадратный километр и задержка распространения сигналов менее 1 мс. Три основных сценария развития 5G: eMBB (улучшенное широковещание); mMTC (множественная связь машина-машина) и URLLC (ультранадежная связь с малыми задержками). Для реализации этих трех сценариев был разработан концепт слайсинга сети. Как ожидается, это улучшит работу сетей связи. Этот концепт состоит из создания различных вариантов реализации сетевых технологий, подходящих для различных приложений с различными требованиями. Такие, например, как парадигма динамичной и гибкой сети связи, что реализуется на базе облачной сетевой инфраструктуры, программно формируемых сетей (SDN) и виртуализации сетевых функций (NFV).

5G будет отвечать сетевым требованиям облачной робототехники В облачной робототехнике требуется четыре типа базового подключения: • мониторинг и сообщения о статусе – робот загружает данные о своем статусе в облачный «мозг" • управление в реальном времени – критичные для выполнения задачи управляющие сигналы, которые сообщают роботу, что ему делать • процессинг видео и голоса – с использованием мощных облачных ресурсов, чтобы помочь роботу понимать окружающую среду и взаимодействовать с пользователями • загрузка ПО и сервисных данных – апдейты ПО робота, загрузка пользовательского контента или образовательных материалов. В таблице 3 показаны требования к типам таких подключений. На рисунке 15 показаны требования к сети полностью облачных версий различных существующих роботов. Существующие сети не в полной мере отвечают спецификациям ряда приложений для роботов, а вот в сетях 5G с их широкой полосой пропускания, низкой задержкой и высокой надежностью, можно ожидать надежную поддержку различных робототехнических приложений. Слайсинг в сети 5G и мобильные облачные вычисления хорошо подходят для приложений облачной робототехники. Сетевой слайсинг, характеристики которого могут значительно отличаться, может соответствовать требованиям, предъявляемым облачной робототехникой, удовлетворять требованиям к потребляемой 48

№3 | август |2017

Задержки

Общий итог Высокая плотность соединений Низкая задержка Большая пропускная способность в UL и низкие задержки Большая пропускная способность в DL

мощности на стороне робота, а также обеспечивать приемлемый роуминг. С использованием слайсинга, сети 5G также отвечают требованиям к ширине полосы пропускания, задержки и безопасности.

Рисунок 15 – Сетевые требования для приложений облачных роботов; источник: Huawei X Labs.

Рисунок 16 – Внедрение облачной поддержки функционала облачных роботов, исходя из требований по задержке. Облачные вычисления (MEC – mobile edge computing) обеспечивают необходимые ресурсы для сетевых и других вычислений и объемов памяти, расположенных там, где это удобно, чтобы отвечать требованиям приложений облачной роботехники. Чем ближе к пользователю расположены сетевые ресурсы, тем сильнее снижается задержка в сети. Решение MEC может реализовываться на сервере MEC, который служит гейтом или на базовой станции сети сотовой связи, обеспечивая локальный кэш для контента, оптимизацию использования сети беспроводной связи, перенаправление местного контента и наращивания возможностей сети. Безопасность также возрастает, поскольку больший объем данных обрабаты-

ЭЛЕКТРОНИКА + вается в непосредственной близости от пользователя и не попадает в ядро сети. Для облачной робототехники, чем ближе к пользователю можно развернуть ресурсы ИИ, тем ниже задержка. Программное управление виртуализированными ресурсами сети обеспечит возможность достижения оптимального баланса между использованием централизованных облачных ресурсов и использованием более локальных «краевых» ресурсов, в зависимости от требований к задержкам.

4.3 Обеспечение ИИ – доставка облачного ИИ и Машинное обучение

ИИ, машинное обучение и глубокое обучение Добавляя мощь облачных вычислений к робототехнике, получают возможность применения технологий ИИ, машинного обучения (ML) и глубокого обучения (DL) для реализации целого ряда новых приложений, существенно расширяющих возможности роботов, их интеллектуальный уровень. Это будет оказывать воздействие на несколько отраслей, от обеспечения безопасности до производства. Определения ИИ, ML и DL отличаются формулировками, но в этом документе мы будем рассматривать следующие: ИИ – это компьютерная система, способная справляться с задачами, которые обычно требуют использования умственных способностей человека (включая визуальное распознавание, распознавание речи, принятие решений и перевод).

ML – Машинное обучение, это использование алгоритмов и методов, таких как деревья решений, нейросети и решения на основе примеров для улучшения функционирования за счет тренировок.

DL – Глубокое обучение относится к использованию многослойных искусственных нейронных сетей, которые можно тренировать на большом объеме примеров, получая в результате высокий уровень правильных решений. Эти концепты позволяют роботам иметь возможность обучения решению той или иной задачи и совершенствоваться в ее решении, а не просто выполнять действия, предписанные программным кодом управляющей системы. Алгоритмы машинного обучения различного типа помогают компьютерам интерпретировать данные и принимать решения, основанные на данных. Их можно тренировать пониманию того, какие из принимаемых ими решений были верными или неверными, с тем, чтобы решения со временем улучшались. Используя машинное или глубокое обучение, робот может стать более способным к выполнению задачи, или сможет освоить решение новой задачи за счет улучшенного понимания условий внешней среды и контекста задачи. Эти подходы к тому же позволяют сократить необходимость (и стоимость) программирования робота для решения каждой новой задачи. Это, в свою очередь открывает перспективы для соз-

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА дания более гибких промышленных роботов, которые способны справиться с изменениями в конфигурации промышленного производства и все более укорачивающимися производственными циклами. Они способны оптимизировать процессы, в которых они задействованы. При использовании вне условий производства, ИИ и ML позволяют интерпретировать изображения и речь в информацию, на которую робот способен адекватно реагировать. Доступ к вычислительным мощностям, которые требуются для ML и DL, существенно улучшается за счет использования высокоскоростных сетей связи и использования облачных ресурсов. Ключевые зоны, где могут применяться эти технологии в облачной робототехнике – это интеллектуальная видеообработка в задачах распознавания местности и автономной навигации, распознавании лиц, а также в обработке естественной речи. Это требует вычислительных мощностей, превышающих те, что могут быть установлены локально, на роботе. Доступ к вычислительным мощностям, которые требуются для машинного и глубокого обучения существенно улучшается за счет использования высокоскоростных сетей и использования облачных ресурсов.

Рисунок 17 – Динамика показателя «Ошибки распознавания класса объекта», %, по данным ILSVRC (ImageNet Large Scale Visual Recognition Shallenge). Источник: ImageNet Благодаря существенному росту вычислительных мощностей и постоянному улучшению алгоритмов, технологии ИИ быстро прогрессируют. В качестве примера, можно рассматривать динамику снижения доли ошибочных распознаваний класса объектов в рамках ежегодных соревнований ImageNet. Ошибки при распознавании снизились уже до уровня менее 3%. Стоит отметить, что качество распознавания все еще не достигло уровня в 100%, что желательно для таких приложений, как автономные автомобили. В рамках соревнований ImageNet2015, NVIDIA и IBM представили участникам облачное GPU (на базе NVIDIA K80), демонстрируя осуществимость облачного ИИ. №3 | август |2017

49

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

Рисунок 18 – Классификация объекта От стека технологий BigData к стеку технологий ИИ Глубокое обучение появилось, как лучший способ проведения анализа изображений, в приложениях, таких, как анализ рентгеновских снимков, а также в приложениях, требующих минимальной задержки при обработке изображений, например, для удаления видеостримов, нарушающих правила размещения площадки. Самые большие ИТ-компании, такие как Baidu, Google и Facebook создали специализированную инфраструктуру для обработки пользовательских сценариев с использованием ИИ, но многие компании не располагают собственной экспертизой или ресурсами, необходимыми для использования новых технологий. Требуется новая back-end инфраструктура, и ее можно построить, с использованием новых чипов, таких, как GPU (процессоров графики). Проблема в том, что такие технологии требуют больших процессорных мощностей, процесс запуска таких технологий в практическое использование не является простым, и директор по информации должен быть знакомым с этими новыми трендами. В настоящее время IT-инфраструктура компаний разработана с упором на использование отказоустойчивых, бюджетных хранилищ, которые позволяют легко наращивать ресурсные кластеры и смягчать отказы оборудования. Реализация ИИ требует хорошего понимания ПО для BigData с тем, чтобы знать, как распределять вычислительную нагрузку с тем, чтобы извлекать преимущества, обеспечиваемые новыми акселераторами. Стеки BigData должны быть модифицированы до превращения в стеки ИИ, которые позволят предприятиям извлекать больше ценности из данных, собираемых сенсорами роботов.

ЭЛЕКТРОНИКА + • Внедрение облачного ИИ требует: очень больших объемов хранения информации и вычислительных мощностей, а также инвестиций в развитие ПО, API, а также библиотек с открытым кодом. Железо требует перехода с CPU на GPU или даже на специальные процессоры под ИИ.

• Роботы требуют больших облачных хранилищ для сохранения данных. Есть больший, чем ранее спрос на безопасность, анонимность и распределенную емкость.

• Сотни миллионов подключенных сенсоров потребуются для сбора обучающий ИИ данных Низкая задержка распространения сигнала критична для пользовательского опыта при взаимодействии с роботами. Задержки распространения сигнала в нейронной сети человека составляют около 100 мс и если робот способен реагировать в пределах такого времени, то в общении с ним люди не ощущают задержек. Чтобы достичь такого времени реакции, требуется чтобы захват видео, кодирование, передача по сети, облачное декодирование и визуальные эффекты ИИ выполняются по принципу «чем быстрее, тем лучше». В прошлом задержка машинного зрения составляла более 200 мс; по мере наращивания вычислительных мощностей, в ближайшие год-два, ожидается сокращение задержки до 80-100 мс.

Прогноз размера рынка ИИ Согласно оценкам Tractica, рынок ИИ будет расти с $643,65 млн в 2016 году до $36.8 млрд в 2025 году; глядя на эти цифры становится понятно, почему такие технологические гиганты как Google внедряют такие стратегии, как «AI first» (ИИ прежде всего). Благодаря переходу к сетям 5G, как ожидается, полная задержка реакции не превысит 20 мс или будет меньшей, что позволит достигнуть отклика роботов при человеко-машинном взаимодействии, ощущаемого, как «мгновенный».

5. Бизнес-модели облачной робототехники

Роль телеком-операторов в облачной робототехнике Телеком-операторы могут обеспечивать роботов широкой полосой пропускания, высокой надежностью и низким уровнем задержек в сети, что отвечает потребностям облачной робототехники (таблица 4). Операторы в будущем смогут делать еще больше, например, открывать сетевые возможности роботам, предоставляя услуги защиты данных, поступающих от роботов и управлением ими, а также обеспечивая центры BigData для систем ИИ: операторы могут обеспечить комплексные услуги и достичь долговременного роста доходов.

6. Выводы

Рисунок 19 – Стек ИИ. Источник: рабочая группа облачной робототехники GTI 50

№3 | август |2017

Рынок робототехники стоит на пороге существенных изменений. Кроме традицонных промышленных робо-

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА + Таблица 4 – Бизнес-модели участников рынка облачной робототехники. Источник: рабочая группа облачной робототехники GTI Роль Продажа ПО для роботов Продажа компонентов для роботов Продажа платформ для создания роботов

Продажа роботов на условиях RaaS

Продажа подключений для роботов Продажа роботизированного производства Продажа ИИ для роботов

Поддержка и обслуживание роботовпродавцов

Детали Виртуальные прототипы роботов для тестирования ПО, ПО приложений для роботов Модуль управления роботом, модуль руки робота и т.п. Базовое железо для создания робота и программные платформы, они могут работать независимо, могут кастомизироваться производителем или другими участниками рынка Использование роботов для оказания услуг, таких как доставка, инспекция, логистика, здравоохранение Обеспечение подключения робота к сети связи Производство продукции с использованием робототехники, например, в автоиндустрии Обеспечивает «разумность» роботам, включая системы машинного зрения, процессинга естественного языка, аналитику BigData Использование роботов в качестве интеллектуальных терминалов

Примеры компаний MatgWorks Robotnik Synapticon Shadow Robot Softbank Robotics Rethink Robotics Fetch Robot Clearpath Robotics ABB KUKA Starship Marble

Телекомоператоры Производственные компании различного типа IBM, Google, Amazon, CloudMinds, Skymind

CloudMinds

тов, появится огромное разнообразие разнообразных роботов, способных решать самые разные задачи. Эти новые роботы будут использовать облачные ресурсы для того, чтобы стать «более умными». Эти ресурсы будут включать ИИ, ML и DL, обеспечивающие распознавание образов и лиц, а также обработку естественного языка. Сенсоры и актуаторы роботов не претерпят существенных изменений, эти технологии уже являются зрелыми. Разработана новая архитектура для управления и контроля за облачными роботами, которая отделяет функциональности, которые следует выполнять на платформе роботов от тех, которые лучше выполнять в облаке, к которому подключен робот. Роботы будут подключаться к облаку с использованием быстрых и безопасных сетей высокой надежностью и низким уровнем задержки. Эти сети, особенно новые мобильные сети 5G, которые будут построены в ближайшие несколько лет, стоятся по архитектуре, которая способна поддерживать различные типы связи одновременно, включая ультранизкую задержку или очень

широкую полосу пропускания. Они могут это делать с использованием программного сетевого слайсинга, что позволяет добиваться от сети характеристик, отвечающих требованиям пользователя. Низкая задержка даже для наиболее требовательных к ресурсам приложений робота может быть обеспечена за счет нового дизайна сети и за счет расположения вычислительных ресурсов в наиболее подходящих для этого точках, например, на краях сети, поблизости от пользователя. По мере внедрения таких технологий, ожидается взрывной рост пользования облачными роботами бизнесов всех типов, а также в домашних условиях. Логистические роботы получат больше возможностей, в том числе, они смогут работать за пределами существующих ограничений. Появятся облачные роботы, обеспечивающий функциональности безопасности и наблюдения, обеспечивающие взаимодействие людей в больших зданиях и предоставляющие информацию в ответ на запросы на естественном языке в магазинах, музеях и аэропортах. Появится выбор домашних роботов, предназначенных для помощи человеку в образовании или для использования в качестве компаньонов или сиделок, а также для развлекательных целей. Наш образ жизни и работа изменятся по мере совершенствования роботов, которые получат облачные вычисления, ИИ и подключение к сетям 5G. 7. Ссылки Есть несколько наборов стандартов, которые относятся к облачной робототехнике. Наиболее важные из них: – ISO 8373:2012: Роботы и робототехнические устройства – словарь (Robots and robotics devices – vocabulary) [6] – ISO 13482:2014 Роботы и робототехнические устройства – требования к безопасности для роботов для оказания услуг персональной заботы (Robots and robotic devices – safety requirements for personal care robots) [7] – JIS B0187 Словарь сервисного робота (Service robot vocabulary) [8] Ссылки, относящиеся к данному документу приведены ниже: 1. http://roboearth.ethz.ch 2. https://www.rapyuta-robotics.com/ 3. http://robohow.eu/ 4. http://www.omg.org/spec/RTC/1.0/ 5. https://www.aid.softbankrobotics.com/en/coolrobots/pepper/find-out-more-about-pepper 6. https://www.iso.org/standard/55890.html 7. https://www.iso.org/standard/53820.html 8. https://infostore.saiglobal.com/Store/Details. aspx?ProductID=830014 9. https://www.tractica.com/research/robotics-marketforecast/ 10. https://gogameguru.com/i/2016/03/deepmindmastering-go.pdf robotrends.ru №3 | август |2017

51

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА +

MUSTANG-200 – МОЩНЕЙШИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ Компания iEi ведет успешную разработку двухпроцессорного ускорителя Mustang-200. Новинка имеет мощнейшую начинку и найдет применение не только в различных индустриях, но и в руках пользователя. Устройство будет анонсировано 17 сентября, а первые устройства найдут своих владельцев уже в октябре.

Mustang-200 – это мощное вычислительное устройство размером с обычную видеокарту, построенное на двух современных CPU. На данный момент анонсировано два варианта модели, единственным отличием которых является мощность процессоров, на которых построена сама система. Компания iEi предлагает две модели, одна с двумя Kabylake Intel Core i5 с тактовой частотой процессора до 3,50 ГГц, другая с двумя еще более мощными Kabylake Intel Core i7 с тактовой частотой процессора до 4,00 ГГц.

Апгрейд компьютера или сервера не требует какихлибо усилий или специальных навыков. Mustang-200 не требует какого-либо дополнительного оборудования и легко подключатся через PCIe слот как самая обычная видеокарта. Для дальнейшего апгрейда вы всегда можете добавить дополнительный Mustang-200. Каждый дополнительный процессор будет работать независимо от других, поэтому вы можете назначать задачи для любого узла и контролировать его работу в реальном времени. Максимальное количество одновременно подключенных к вашему компьютеру устройств ограничено только наличием свободных PCIe x4 портов в вашей системе. Каждая модель Mustang-200 имеет 32 ГБ (4 × 8 ГБ) оперативной памяти формата DDR4 SO-DIMMs и два твердотельных накопителя Intel NVMe общим объемом 1 ТБ (2 × 512 ГБ). Условно, Mustang-200 можно разделить на две части, каждая из которых имеет свой центральный процессор с RAM и твердотельный накопитель. CPU работают независимо друг от друга и пользователь может назначать им индивидуальные задачи по мере необходимости. После установки в слот PCIe x4 главный компьютер будет подключен к обоим вычислительным узлам на Mustang-200 с сетями 10GbE. Преимущество использования сетевых структур заключается в том, что не требуется проприетарное оборудование, поэтому достигается более низкая стоимость. Вычислительные узлы оснащены QTS-Lite – облегченная версия удостоенной наград операционной системы QTS от компании QNAP. Операционная система QTS-Lite располагается на встроенной мультимедийной карте памяти.

52

№3 | август |2017

Управление и слежение за устройством производится через удобную веб-утилиту. Интегрированная операционная система QTS-Lite поддерживает различные технологии виртуализации, такие как контейнеры и виртуальные машины, поэтому вы можете преобразовать свою физическую систему в виртуальную (P2V) и назначить ее одному из узлов Mustang-200. Производительность

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТА

ЭЛЕКТРОНИКА +

мгновенно увеличиться, без задержек и дополнительных требований к физическому пространству. Независимо от того, какое программное обеспечение используется, его можно разместить внутри Mustang-200. Гибкость и мощность модуля делает его решением для самых требовательных приложений и позволяет использование устройства в любых целях. Особенно хочется выделить науку, дизайн и моделирование, работу с Over-the-top видеоконтентом, преобразование видео, мониторинг с распознаванием лиц и номерных знаков в реальном времени.

Чипсет

Процессорная графика Hardware Video Decode Hardware Video Encode Память

Благодаря своим возможностям, Mustang-200 идеально подходит для облачных вычислений. С помощью облачных вычислений вы можете предварительно обработать данные, или вашими устройствами, отфильтровав нерелевантную и сохранив нужную информацию, после чего использовать их, отправить уже отфильтрованную информацию или загрузить данные в облачную платформу. Анализ и фильтрация информации позволяет сократить объём данных в облаке и уменьшить трафик. Преобразование видео и потоковое видео также являются идеальными приложениями для Mustang-200. Мощные процессоры Mustang-200 могут легко обрабатывать 360o видео в высоком разрешении. Сетевая структура Mustang-200 также применима для систем средств виртуализации, где требуется много параллельных

Хранение данных PCIE Dataplane Внешние интерфейсы Индикатор Габариты Охлаждение Рабочая температура Рабочая влажность

Два (2) Intel Kabylake ULT CPU: • Intel® Core™ i7-7567U (28 W) (4M кэш, до 4.00 GHz).

• Intel® Core™ i5-7267U (28 W) (4M кэш, до 3.50 GHz) Intel® Iris™ Plus Graphics 650 (GT3e) • Базовая частота: 300 MHz • Максимальная динамическая частота: 1.05 GHz • Объем DRAM на GPU: 64 MB H.264, H.265/HEVC MPEG2, M/JPEG VC-1 VP8(8 bit)/VP9(10 bit) H.264, H.265/HEVC MPEG2, M/JPEG VC-1 VP8(8 bit) 4 × DDR4 8GB SO-DIMM (2 × DDR4 8GB SO-DIMMs per CPU) 2 × INTEL® SSD 600P series (512GB×M.2 80mm PCIe 3.0 x4×3D1×TLC) PCI Express ×8 PCI Express Gen2 ×4 Кнопка перезапуска Seven segment 40mm × 210mm × 111mm Двухвентиляторное 0oC~40oC 10% ~ 90%

вычислительных ресурсов. Mustang-200 поможет профессионалам оптимизировать их творческие процессы и ускорить работу.

Mustang-200 все еще находится в активной разработке, поэтому программы могут быть изменены без предварительного уведомления. ieiworld.ru №3 | август |2017

53

НАУКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

ОБЗОР МЕХАНИЗМОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИКОЙ УДК 62.83.52:62.503.56

З.Р. Богус, М.Н. Нджомон, М.В. Шишкин, В.Г. Корниенко, Кубанский государственный технологический университет, Российская Федерация, Краснодар

В настоящее время для машиностроения все более характерно применение высокопроизводительного технологического оборудования. Это сопровождается повышением сложности геометрической формы деталей и требований к точности обрабатываемых поверхностей, применением новых материалов. Одной из основных задач в области машиностроения является достижение высокой производительности при обработке материалов без потери в уровне качества. В последние годы получило развитие технологическое оборудование, использующее принципы мехатроники. Подобное оборудование используется для различных объектов автоматизированной механической обработки и измерений. В его основе находится принцип применения механизмов с параллельной кинематикой, при котором исполнительный инструмент (для механообработки) или измерительный инструмент (для измерительных комплексов) может двигаться по сложной траектории с помощью движения рабочего стола, на котором установлен инструмент. Движение стола происходит с помощью активных поступательных пар – приводов («штанг переменной длины» - винтовых механизмов), шарнирно прикрепленных к столу и основанию. Роботы-станки с параллельной кинематикой позволяют выполнять: окончательную обработку деталей сложной геометрии, высокоскоростную обработку, синхронную пятиосевую обработку, фрезерную обработку твердых материалов с высокой скоростью и точностью и многое другое. Эти станки применяются при производстве различных приспособлений, прессформ, лопаток турбин, носовых обтекателей для реактивных двигателей, других изделий сложной геометрии и выполняют обработку с более высоким быстродействием по сравнению с обычным оборудованием. Одной из мировых тенденций развития робототехники является создание пространственных манипуляционных механизмов параллельной структуры. Пространственные механизмы параллельной структуры манипуляторы параллельной структуры имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными механизмами роботов. Эти механизмы обладают повышенными показателями по точности, жесткости и грузоподъемности, а приводы могут быть расположены на основании. В данных механизмах выходное звено соединено с основанием несколькими кинематическими цепями, каждая из которых либо содержит привод, либо налагает некоторое число связей на движение выходного звена. Многоподвижная замкнутая кинематическая цепь механизма приводит к уменьшению размеров и масс подвижных звеньев [1]. Интерес к этим объектам объясняется не только их функциональными возможностями, но и самой 54

№3 | август |2017

логикой развития теории механизмов. Если в начале объектом исследования были в основном плоские механизмы с замкнутой кинематической цепью и одной степенью свободы, то затем внимание стали привлекать пространственные механизмы. После этого получили развитие характерные для роботов механизмы с незамкнутой цепью, а затем развитие вновь пришло к замкнутым цепям, имеющим большое число степеней свободы. Необходимо отметить, что у манипуляционных механизмов параллельной структуры существенно уменьшается рабочее пространство манипулятора по сравнению с механизмами последовательной структуры. Еще одной особенностью механизмов параллельной структуры является наличие особых (сингулярных) положений, в которых возможна потеря степени свободы либо управляемости выходного звена. Взаимовлияние степеней свободы усложняет задачу управления такими механизмами. Исторически первой публикацией в этой области стала известная статья Д. Стюарта, в которой описывался механизм тренажера для подготовки летчиков (Рисунок 1). Однако более ранним устройством была платформа В. Гофа, использовавшаяся для испытаний колесно-ступичного узла автомобилей. Этот механизм был подробно исследован в работах и трудах других авторов. Большое количество изобретений, связанных с использованием двигательных и измерительных устройств параллельной структуры было предложено А.Ш. Колискором с соавторами. Существуют парадоксальные механизмы с избыточными связями, описанные в работах Д. Беннета. На основе соотношений между длинами звеньев и углами разработаны пятизвенные и шестизвенные механизмы (комбинации механизмов Беннета).

Рисунок 1– Платформа Гауфа-Стюарта Наибольшее применение имеют механизмы, обладающие меньшей степенью свободы, пятью, четырьмя, тремя.

ЭЛЕКТРОНИКА + Одним из самых известных механизмов, обладающих упомянутым свойством сохранения постоянной ориентации, является робот Delta (рисунок 2), предложенный Р. Клавелем. Данный тип манипулятора имеет три одинаковых цепи, состоящих из трех вращательных кинематических пар, оси которых параллельны, и шарнирного параллелограмма, оси вращательных пар которого перпендикулярны оси приводной вращательной пары. Такая конфигурация параллелограмма эквивалентна поступательной кинематической паре. В этом механизме возможно введение дополнительного вращения выходного звена за счет еще одного вращательного двигателя, движение которого передается четвертой кинематической цепью, выполненной наподобие карданного вала [2].

НАУКА дый линейный двигатель перемещает выходное звено лишь по одной декартовой координате с передаточным соотношением, равным единице (рисунок 4). Механизмы, представленные на рисунках (Рисунок 5), имеют свойство изоморфности. Они разработаны М. Чаррикато и В. Паренти-Кастелли.

Рисунок 4 – Манипуляторы Конга и Гослена

Рисунок 2 – Манипулятор Delta Еще один механизм параллельной структуры с тремя поступательными степенями свободы, названный Orthoglide, в котором приводы выполнены в виде линейных двигателей (рисунок 3).

Рисунок 5 – Поступательно-направляющие механизмы Постоянство ориентации выходного звена можно достичь за счет того, что в каждой из трех кинематических цепей установлены два карданных шарнира. Таким образом, три кинематические цепи «отбирают» три возможных вращения [5]. В сферических механизмах передача движения осуществляется между взаимопересекающимися осями. Выходное звено представляет собой вращающуюся вокруг трех осей платформу (рисунок 6).

Рисунок 3 – Манипулятор Orthoglide В данном механизме призматические пары являются входными, а движение на конечно звено передается через параллелограммы, включающие вращательные звенья. Это упрощает управление механизмом и положительно влияет на точность позиционирования [3]. Наличие параллелограммов в механизмах Delta и Orthoglide в конструкции кинематических цепей является общим свойством. Наличие параллелограммов ограничивает нежелательные степени свободы, однако дополнительное число кинематических пар усложняет конструкцию [4]. К. Конгом и К. Госленом предложены манипуляторы, в которых достигнута «изоморфность», т.е. каж-

Рисунок 6 – Сферический механизм Он состоит из основания, выходного звена, трех кинематических цепей с совпадающими осями приводных и неприводных пар различных кинематических цепей, что упрощает решение задач о положениях, но усложняет конструкцию [6]. №3 | август |2017

55

НАУКА

ЭЛЕКТРОНИКА +

Также сферический механизм (рисунок 7) может содержать по три вращательные пары, оси которых пересекаются в одной точке, причем оси неприводных пар лежат на несовпадающих осях. Указанные манипуляторы применяются в устройствах для ориентирования антенн, телескопов, в испытательных стендах, для обработки сферических поверхностей, в смесителях.

тельные и поступательные двигатели установлены на основании с совмещением их осей (рисунок 8). Таким образом, получены две схемы механизмов с тремя степенями свободы в каждом. Другим решением является манипулятор, предложенный И. Минг Ченом с соавторами. В нем поступательные и вращательные приводы с совмещенными осями также размещены на основании (рисунок 9). В данном решении использованы поступательные неприводные пары.

Рисунок 7 – Схема сферического механизма

Рисунок 9 – Манипулятор И. Минг Чена с развязкой движений

Особенностью пространственных механизмов параллельной структуры может являться частичная или полная кинематическая развязка, что позволяет исследовать механизмы с большим число степеней свободы. Интерес представляют механизмы с четырьмя степенями свободы, у которых выходное звено совершает поступательные движения, а также вращения вокруг параллельных осей, например, расположенных вертикально. Такие движения иногда называют движениями Шенфлиса. Причем такой механизм обладает свойством частичной кинематической развязки, что позволяет исследовать свойства механизма не с четырьмя, а тремя степенями свободы.

В механизме (рисунок 10) с четырьмя степенями свободы также можно провести развязку движений, при которой вертикальные перемещения независимы от плоских движений. Используя ту же конструкцию манипулятора и вводя поступательные пары в две цепи, получаем механизмы с пятью и с шестью степенями свободы. В механизме, предложенном В.А. Глазуновым с соавторами, вращательные движения развязаны относительно поступательных движений. Механизмы параллельной структуры в силу взаимного положения соединительных кинематических цепей могут иметь нелинейные динамические характеристики. Методы решения соответствующих задач представлены в работе Р.Ф. Ганиева и В.О. Кононенко.

Рисунок 8 – Манипулятор Миановского с развязкой движений При синтезе механизмов с шестью степенями свободы проблема развязки приобретает особое значение. К. Миановски использовал подход, когда враща56

№3 | август |2017

Рисунок 10 – Схема механизма с четырьмя степенями свободы с частичной развязкой

НАУКА

ЭЛЕКТРОНИКА + С развитием инфраструктуры наноиндустрии возникает необходимость создания механизмов, устройств и приборов, обеспечивающих перемещение выходного звена в микро и нанометровом диапазоне. Например, конструктивным узлом измерительного оборудования является двух-трех координатный столик, дающий возможность менять положение образца при исследовании. Обеспечить высокую точность перемещения стола позволяют манипуляторы параллельной структуры, примером которых может служить поступательный механизм (рисунок 11, а). Данный манипулятор имеет три замкнутые кинематические цепи, обладает тремя степенями свободы: перемещения вдоль осей x, y, z. Каждая кинематическая цепь содержит одну поступательную и две вращательных кинематических пары. Все кинематические пары являются изгибными, т.е. изготовлены с применением пластичных материалов, и имеют специфическую геометрическую форму (рисунок 11 б).

Рисунок 11 – Манипулятор с тремя степенями свободы (а – кинематическая схема; б – изгибные кинематические пары) Точность обеспечивается применением кинематической цепи параллельной структуры с использованием изгибных кинематических пар наряду с жесткими звеньями. Кинематические пары выполнены в виде изгибных упругих элементов, чтобы исключить возможные люфты и адгезию в агрессивных средах.

Рисунок 12 – Механизм относительного манипулирования

Механизмы параллельной структуры в силу высоких показателей по грузоподъемности и точности нашли достаточно широкое применение в устройствах для относительного манипулирования инструментом и обрабатываемым изделием (рисунок 12). Таким образом, в данной статье были рассмотрены механизмы с параллельной кинематикой, их основные примеры, достоинства и недостатки, а также история их создания и становления в мире современной промышленности и станкостроения. В заключение можно сделать вывод, что такие структуры образуют обширный класс механизмов с уникальными свойствами. Литература:

1. Аракелян В. Исследование особых положений манипулятора с параллельной структурой «Паминса». В. Аракелян, С. Брио, В.А. Глазунов Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2006. – №1. – С. 80-88.

2. Белянин П.Н. Робототехнические системы для машиностроения. П.Н. Белянин.– М.: Машиностроение, 1986. – 250 с.

3. Бессекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования. В.А. Бессекерский, Е.П. Попов. – М.: Наука, 1975. – 768 с.

4. Бессонов А.П. Основы динамики механизмов с переменной массой. А.П. Бессонов –М.: Наука, 1967. –279 с.

5. Глазунов В.А. Управление механизмами параллельной структуры при переходе через особые положения. В.А. Глазунов, М.Г. Есина, Р.Э. Быков Проблемы машиностроения и надежности машин. –2004. –№ 2. – С.78-84.

6. Глазунов В.А. Манипулятор параллельной структуры с четырьмя степенями свободы В.А. Глазунов, С.В. Хейло, М.А. Ширинкин, П.А. Ларюшкин, А.В. Ковальчук. Вестник нижегородского универ. им. Н.И. Лобачевского. – 2011. Часть 2, №4. – С. 92-94.

Abstract Currently, for mechanical engineering increasingly characterized by the use of high-technology equipment. This is accompanied by an increased complexity of the geometric shape of parts and the accuracy requirements of the processed surfaces, the use of new materials. One of the main tasks in the field of engineering is to achieve high performance in the processing of materials without any loss in quality. In recent years, technology has developed equipment that uses the principles of mechatronics. Such equipment is used for various objects automated machining and measurement. At its heart is the principle of the use of mechanisms with parallel kinematics, in which the executive tool (for machining) or measuring tool (for measuring systems) can move on a difficult path with the help of desktop motion, on which the tool is installed. Table movement occurs via active translational pairs – actuators ( "variable-length rods" - screw mechanisms) pivotally attached to the table and the base. Robotic machines with parallel kinematics allow you to perform: final processing of parts with complex geometry, high-speed machining, five-axis synchronous processing, milling of solid materials with high speed and precision, and much more. These machines are used in the production of various devices, molds, turbine blades, nose cones for jet engines and other items of complex geometry and processing is performed with higher speed compared to conventional equipment. №3 | август |2017

57

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА +

МЕТАЛЛООБРАБОТКА-2017 И ПРОМЫШЛЕННАЯ РОБОТОТЕХНИКА Лучше позже, чем никогда – решил коллектив нашей редакции и поставил материал о прошедшей в мае этого года выставке «Металлообработка-2017» в тематический номер по робототехнике. Поскольку основной упор на выставке был сделан именно на промышленную робототехнику. Предлагаем фоторепортаж, подготовленный Алексеем Бойко. Площадь выставки почти 40 тысяч квадратных метров, осмотреть ее всю – задача непростая. В павильонах выставки разместилось около 1000 компаний из 30 стран мира. Соотношение российских и иностранных компаний было примерно 1:1 (500 и 500), но при этом, если говорить о роботах, то российских разработок увидеть не удалось, да и западные были представлены сравнительно скромно. Роботизация металлобработки все еще находится на стартовой фазе, хотя автоматизация явно является действующим трендом. Во-первых, степень роботизации далека от 100%, далеко не на каждом стенде, даже не на каждом 5-м стенде можно встретить промышленный манипулятор. Использование коллаборативных роботов пока что не стало трендом в металлообработке – практически все стенды, где можно было встретить роботизированные манипуляторы, были оснащены обычными промышленными роботами. Если говорить о представленности брендов, то безоговорочным лидером является японская компания FANUC – «желтые» роботы встречаются на порядок чаще, чем любые другие. Заметно реже можно встретить различные модели промышленных манипуляторов Yaskawa, также «японцы». Других роботов практически не видно, хотя многие системные интеграторы заверяют, что при необходимости проведут автоматизацию производства хоть с использованием KUKA, хоть на базе роботов любого другого производителя. Коллаборативные роботы на выставке «Металлообработка-2017» почти незаметны. В павильоне на первом этаже удалось найти стенд Yniversal Robots, где можно посмотреть всю линейку роботов этой компании, благо она насчитывает всего три робота – UR3, UR5 и UR10. И, конечно, своих «зеленых» коллаборативных роботов выставлял все тот же FANUC. Интеграторов можно разделить на две группы. Первые – представители компаний, занимающихся интеграцией промышленных роботов в процессы металлообработки, которые не очень понимали, о каких таких «коллаборативных роботах» идет речь. Другие, их было больше, о коллаборативных роботах были наслышаны, но при этом склонны были критиковать идею их использования в промышленном производстве. В частности, среди аргументов, звучало: они стоят дороже обычных (речь шла о коллаборативных роботах FANUC), а те, что дешевле, не отвечают некоторым требованиям по возможности долгосрочного использования в сложных условиях, например, они не такие прочные и недостаточно защищены от производственной среды.

58

№3 | август |2017

И, наконец, почти все представители компаний активно жаловались, что все роботы пока что остаются дорогим удовольствием, что часто ставит под вопрос целесообразность их внедрения в российских условиях. Также на выставке было немало 3D-принтеров различной мощности на базе Дельта-роботов.

FANUC M-20iA 35M – антропоморфный робот максимальная нагрузка – 35 кг, максимальная досягаемость – 2009 мм. Представлен компанией DI Robotics, (Башкортостан), которая является системным партнером компании Fanuc.

Fanuc LR Mate 200 iD 7L (длинная рука) и Yaskawa на стенде «Станкоинвест», С.-Петербург. Инжиниринговая компания, разработчик технологических решений в области металлообработки для предприятий машиностроения.

ЭЛЕКТРОНИКА +

Очередной FANUC на стенде итальянской Haxgon Metrology. Компания занимается поставками продукции и оказанием услуг в области промышленной метрологии для автомобильной, аэрокосмической, энергетической и медицинской отраслей.

ВЫСТАВКИ

ГК Контур (Москва) – системный интегратор, один из первых в России. Занимается, в частности, автоматизацией сварочных процессов и процессов 3D резки на базе промышленных роботов-манипуляторов OTC-DAIHEN (Япония), АВВ (Швеция). Компания демонстрировала робототехнический сварочный комплекс предназначенный для сварки изделия «Газовый баллон». Комплекс построен на базе робота OTC Daihen с зоной досягаемости 1402 мм и 3-х осевым позиционером серии HP. Применение позиционера позволяет избежать простоя комплекса во время операций загрузки-выгрузки, а также обеспечивает перемещение свариваемого изделия в наиболее выгодное для сварки положение, без прерывания основного технологического процесса.

FANUC ARC Mate 100iC на стенде ООО «Ителлектуальные робот системы» / iRS, Москва в составе универсального комплекса для сварки основных типов соединений деталей. ООО «Интертехприбор» Москва, представила решения по роботизации сварки.

Роботизированный сварочный комплекс IRS 120/1 на основе робота Fanuc.

Холдинг «Белфингрупп» из Ижевска специализируется на системной интеграции и внедрении промышленных роботов. И на выставке вновь FANUC, популярная №3 | август |2017

59

ВЫСТАВКИ модель LR Mate 200 iD 4S. У компании немалый опыт внедрения роботизированных технологий. В производственной компании «Ника», Ижевск, внедрена роботизированная технология для сварки снегокатов в полностью автоматическом режиме. Производительность РТК в 1.43 раза выше, чем у сварщика, 240 шт. за смену, 2 минуты на раму. В ООО «Этерно», Челябинск, внедрена роботизированная технология резки габаритных труб (длиной до 12 метров) в полностью автоматическом режиме. Общее число управляемых осей в данном комплексе – 14 штук. Из них 6 – это промышленный робот, 7 и 8 – модули линейного перемещения, 9 – основной вращатель, 10, 11, 12, 13, 14 – поддерживающие приводные роликовые опоры. Применение РТК обеспечило рост производительности в 20 раз, окупаемость проекта – 1.5 года. В АО «Людиновский тепловозостроительный завод», г.Людиново, РТК обеспечивает сварку боковин рам тележки длиной до 4800 мм в автоматическом режиме. Снижение трудоемкости по сварке – в 2.5 раза. Использование лазерного сканера помогает сваривать изделие при несовершенной сварке.

Лазерный центр также использует манипулятор FANUC. Воистину народная любовь.

Если что-то и разбавляло торжество желтого цвета, то это синий цвет «мотоменов» от Yaskawa, например, Motoman MA1440 с захватом. Этот 6-осевой робот в основном применяют для сварки и загрузки-выгрузки небольших 60

№3 | август |2017

ЭЛЕКТРОНИКА + изделий при обслуживании станков. В кисти руки полое сквозное отверстие, позволяющее обеспечить разводку кабелей и пневматических шлангов для удобства работы в ограниченном пространстве. Робот управляется контроллером DX200. Грузоподъемность небольшая – 6 кг, а вес изрядный – 130 кг. Повторяемость +/- 0.08. Радиус действия – 1440 мм. Захват SCHUNK PZN+100-1. За счет полого запястья горелка может вращаться по 6-й оси на +/- 210 градусов, не воздействуя на кабель. Контурная конструкция руки уменьшает вероятность столкновения с зажимными приспособлениями и выступающими элементами габаритных изделий. Монтажная площадка для механизма подачи проволоки обеспечивает его оптимальное положение на 3-й оси робота. Минимальный выход сварочного кабеля в 4 оси робота исключает его повреждение при соприкосновении с периферийным оборудованием. Предназначен для использования в ограниченном пространстве, в том числе, при работе в системе нескольких роботов, работающих в непосредственной близости друг от друга. Компактна рука обеспечивает легкий доступ к деталям в труднодоступных местах.

Yaskawa была представлена собственным стендом средних размеров и без особенных изысков. Показывали, в частности, роботизированную ячейку для учебных заведений в составе: – промышленный робот Yaskawa / Motoman GP8 с приводами Yaskawa SIGMA 7 – новое поколение контроллера робота YRC1000 – 2 захвата – цанговый / пневматический и вакуумный – многоуровневая система безопасности по стандарту MD 2006/42/EC – алюминиевая конструкция с прозрачными боковыми панелями – встроенный воздушный компрессор из поликарбоната – ролики промышленного класса со встроенными тормозами – программное обеспечение для симуляций на 8 рабочих мест – вес – 200 кг – размеры в собранном виде: 1111 х 785 х 1798 мм – подключение к сетям 380 В и 220 В

ЭЛЕКТРОНИКА +

ВЫСТАВКИ

РОБОТ ДЛЯ БОРЬБЫ С СОРНЯКАМИ

Компания FANUC привезла на выставку коллабортивного робота. Это свеженький FANUC CR-7iA/7L с грузоподъемностью 7 кг, 6-осевой. Досягаемость 911 мм. повторяемость +/- 0,018 мм, вес – 55 кг. Несмотря на коллаборативные свойства, как и его предшественник, CR-35iA/35, CR-7iA/7L больше похож на промышленный манипулятор. Для производственников так, пожалуй, привычнее.

HIWIN, Тайвань. 6-осевой робот, номинальная грузоподъемность – 5 кг, максимальный радиус охвата – 710 мм (предел пропорциональности), диапазон отклонений: • J1 +/- 165 градусов; J2 +85 град, -125 град; J3 +185 град, - 55 град; J4 +/- 190 град; J5 - +/- 115 град; J6 +/- 360 град • стабильность позиционирования +/- 0.02 мм; продолжительность цикла – 0,5 с; вес – 40 кг; контрллер RCA605; установка – потолочная, напольная, настенная. Продолжительность цикла обработки рассчитывается на основе времени, за которое совершается движение туда-обратно по вертикали на 25 мм и горизонтали на 300 мм. Реальная продолжительность цикла обработки зависит от режима эксплуатации. Линейку коллаборативных роботов Universal Robots удалось встретить только на стенде Universal Robots. Это роботы UR3, UR5, UR10. robotrends.ru

В мире за год продается около 15 миллионов роботов-пылесосов, которые неустанно убирают квартиры и дома своих владельцев. Утройство было создано в 1988 году в лаборатории искусственного интеллекта MIT. Вакуумный робот-пылесос с 2002 года стал интеллектуальным продуктом компании iRobot. В 2006 году ведущий разработчик робота-пылесоса Джо Джонс понял, что есть более интересная сфера применения его навыков, ушел из компании и основал производство роботизированной сельскохозяйственной техники. Недавно компания Franklin Robotics анонсировала следующий проект. Это полностью автономный «робот-убийца» сорняков Tertill. Выбросьте его в своем саду и можете забыть и о роботе и о сорняках. Пока эти вредные растения остаются небольшими, они будут полностью уничтожены новым роботом.

Tertill полностью автономен и может управляться через Bluetooth. Он не боится влаги, а его аккумуляторы заряжает солнце. Есть у робота и некоторые ограничения. Во-первых, свободу передвижения этого ручного «робота-убийцы» сорняков необходимо ограничить чем-то вроде забора не менее 5 сантиметров высотой от поверхности грунта. Во-вторых, «рабочий день» этого устройства от одного часа до полутора, после чего ему надо «позагорать», чтобы зарядить батареи. В-третьих, если сад достаточно большой, роботов Tertill может быть несколько и графики их работы можно скоординировать так, чтобы они работали по очереди. Начало активных продаж робота для прополки грядок запланировано на май 2018 года. Предполагаемая цена устройства составит около 250 долларов. roboting.ru №3 | август |2017

61

ПРАЙС-ЛИСТ

ЭЛЕКТРОНИКА +

НАЗВАНИЕ КОМПАНИИ, АДРЕС, ТЕЛЕФОН КВАРЦЕВЫЕ РЕЗОНАТОРЫ, ГЕНЕРАТОРЫ, ФИЛЬТРЫ, ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЕ И ПАВ ИЗДЕЛИЯ Любые кварцевые резонаторы, генераторы, фильтры (отечественные и импортные) Кварцевые резонаторы Jauch под установку в отверстия и SMD-монтаж УП «Алнар» Кварцевые генераторы Jauch под установку в отверстия и +375 (17) 227-69-97 +375 (17) 227-28-10 SMD-монтаж +375 (17) 227-28-11 Термокомпенсированные кварцевые генераторы +375 (29) 644-44-09 Резонаторы и фильтры на ПАВ alnar@tut.by Пьезокерамические резонаторы, фильтры, звонки, сирены www.alnar.net

2.

СПЕЦПРЕДЛОЖЕНИЕ

2.1

Большой выбор электронных компонентов со склада и под заказ. Микросхемы производства Xilinx, Samsung, Maxim, Atmel, Altera, Infineon и пр. Термоусаживаемая трубка, диоды, резисторы, конденсаторы, паялная паста, кварцевые резонаторы и генераторы, разъемы, коммутация и др.

2.2

Широчайший выбор электронных компонентов (микросхемы, диоды, тиристоры, конденсаторы, резисторы, разъемы в ассортименте и др.)

3.

ЭЛЕКТРОННАЯ И ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ

3.1

Комплексная поставка электронных компонентов

3.2

Датчики, сенсоры и средства автоматизации

3.3

Светодиодные индикаторы, TFT, OLED и ЖК-дисплеи и компоненты для светодиодного освещения

3.4

Дроссели, ЭПРА, ИЗУ, пусковые конденсаторы, патроны и ламподержатели для люминесцентных ламп

3.5

АС/DC источники тока, LED-драйверы, источники напряжения для светодиодного освещения и мощных светодиодов

3.6

Источники тока и напряжения, вторичная оптика (линзы, держатели, рефлекторы), светодиодные модули и решения.

3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 62

ЧТУП «Чип электроникс» +375 (17) 269-92-36 chipelectronics@mail.ru www.chipelectronics.by Группа компаний «Альфа-лидер» +375 (17) 391-02-22 +375 (17) 391-03-33. www.alider.by

УНП 191142740

1.4 1.5 1.6

УНП 192321381

1.3

Мощные светодиоды (EMITTER, STAR), сборки и модули мощных светодиодов, линзы ARLIGHT Управление светом: RGB-контроллеры, усилители, диммеры и декодеры Источники тока AC/DC для мощных светодиодов (350/700/ 1001400 мА) мощностью от 1 W до 100 W ARLIGHT Источники тока DC/DC для мощных светодиодов (вход 12-24V) ARLIGHT Источники напряжения AC/DC (5-12-24-48 V от 5 до 300 W) в металлическом кожухе, пластиковом, герметичном корпусе ARLIGHT, HAITAIK Светодиодные ленты, линейки открытые и герметичные, ленты бокового свечения, светодиоды выводные ARLIGHT Светодиодные лампы E27, E14, GU 5.3, GU 10 и др. Светодиодные светильники, прожекторы, алюминиевый профиль для светодиодных изделий №3 | август |2017

ТУП «Альфачип Лимитед» +375 (17) 366-76-16 analog@alfa-chip.com www.alfa-chip.com

Группа компаний «Альфалидер» +375 (17) 391-02-22 +375 (17) 391-03-33 www.alfalider.by

ООО «СветЛед решения» +375 (17) 214-73-27 +375 (17) 214-73-55 info@belaist.by www.belaist.by

УНП 192525135

1.2

УНП 192321381

1.1

УНП 191672332

1.

УНП 100191870

НАИМЕНОВАНИЕ ТОВАРА

ПРАЙС-ЛИСТ

ЭЛЕКТРОНИКА +

3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22

3.23

Индуктивные, емкостные, оптоэлектронные, магнитные, ультразвуковые, механические датчики фирмы Balluff (Германия) Блоки питания, датчики давления, разъемы, промышленная идентификация RFID, комплектующие фирмы Balluff (Германия) Магнитострикционные, индуктивные, магнитные измерители пути, лазерные дальномеры, индуктивные сенсоры с аналоговым выходом, инклинометры фирмы Balluff (Германия) Инкрементальные, абсолютные, круговые магнитные энкодеры фирмы Lika Electronic (Италия) Абсолютные и инкрементальные магнитные измерители пути, УЦИ (устройство цифровой индикации), тросиковые блоки, муфты, угловые актуаторы фирмы Lika Electronic (Италия) Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы, УЗИП, выключатели нагрузки фирмы Schneider Electric (Франция) Контакторы, промежуточные реле, тепловые реле перегрузки, реле защиты, автоматические выключатели защиты двигателя фирмы Schneider Electric (Франция) Кнопки, переключатели, сигнальные лампы, посты управления, джойстики, выключатели безопасности, источники питания, световые колонны фирмы Schneider Electric (Франция) Универсальные шкафы, автоматические выключатели, устройства управления и сигнализации, УЗО и дифавтоматы, промежуточные реле, выключатели нагрузки, контакторы, предохранители, реле фирмы DEKraft

ООО «Автоматика центр» +375 (17) 218-17-98 +375 (17) 218-17-13 sos@electric.by www.electric.by

УНП 191087188

3.15

БЕЛОРУССКИЙ РОБОТ ВОЗЬМЕТ НА СЕБЯ ВСЮ МОНОТОННУЮ РАБОТУ Разработанный белорусскими инженерами компании ROZUM Robotics робот PULSE посягает на самую нудную работу – он может поднимать даже десятикилограммовые грузы и выполнять любые монотонные задачи. Компактный промышленный робот грузоподъемностью от 3 до 10 кг может выполнять операции по упаковке, сборке, перекладке, загрузке станков, закручиванию болтов, нанесению клея либо герметика, контролю качества и другие подобные операции. Как правило, такой робот ассистирует или замещает человека в опасных, трудоемких, рутинных и неблагоприятных задачах. Робота позиционируют как усовершенствованный аналог человеческой руки, только он не боится высоких температур, режущих предметов, токсичных материалов и прочих неприятностей. Руку можно оборудовать техническим зрением для распознавания предметов, форм и цвета. Авторы разработки утверждают, что робот окупается за полгода, он может выполнять одни и те

же задачи со стабильно качественным результатом круглосуточно. Обучить PULSE может любой работник, взяв его «за руку» и показав, как нужно двигаться, перемещать предметы, нажимать различные кнопки. В случае работы непосредственно на одном рабочем месте рядом с человеком (например, при совместной сборке, тестировании или упаковке продукции), он не способен нанести травму – если появится угроза столкнуться с человеком, робот тут же остановится.

Подобным роботом в мире давно никого уже не удивишь – коллаборативных роботов предлагают все ведущие мировые производители, но белорусские специалисты утверждают, что их разработка компактнее и легче аналогов, к тому же проста в управлении – руководить «рукой» можно по Wi-Fi при помощи мобильного приложения. К тому же не придется возить в страну оборудование, которое теперь можно изготовить на месте.

21.by

№3 | август |2017

63

ВЫСТАВКИ

ЭЛЕКТРОНИКА +

ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ – ДВИЖУЩАЯ СИЛА ЧЕТВЕРТОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ Индустриальный Интернет вещей, или MIoT, представляет собой комплексную адаптивную автоматизацию всех производственных процессов с помощью передовых технологий IoT. Фактически Индустриальный Интернет вещей – это использование IoT в конкретной области промышленности.

• IT-услуги и продукты для конкретной сферы Зарождение рынка MIoT связано с появлением бизнеса. технологий межмашинного взаимодействия. Решения M2M уже довольно давно применяются во многих Достоинства MIoT-решений областях промышленности, логистике, торговле, в системах безопасности и т.д. Многие компании смогли По словам экспертов, Индустриальный Интернет на собственном примере убедиться, как частичная вещей позволяет достичь трёх главных целей: автоматизация позволяет оптимизировать многие 1. За счёт автоматизации увеличить производительность процессы, повысить производительность и экономическую труда и свести к нулю вероятность ошибок, которые могут целесообразность конкретной деятельности. произойти из-за человеческого фактора. Следующим шагом на пути развития Индустриального 2. Сформировать качественно новую сервисную Интернета вещей стало внедрение IoT-технологий, модель ведения бизнеса, когда можно предлагать не которые обеспечивают анализ данных, полученных от просто продукты, а определённый уровень услуг. различных устройств, а также осуществление конкретных 3. Перейти на цифровое производство, что даст действий по заданному сценарию без участия человека. возможность охватить интересы различной целевой Сегодня отрасль Интернета вещей включает четыре аудитории и успешно развивать несколько направлений сектора: деятельности.

• производственный – технологии MIoT; Потенциал Индустриального Интернета вещей • государственный – системы для государственных и способен кардинально трансформировать производство, муниципальных организаций; повысить конкурентоспособность и производительность • потребительский – решения для умного дома и компаний, значительно улучшить качество продукции и различные инновационные гаджеты; предоставляемых услуг.

• кросс-индустриальный – общие технологии Узнать подробнее, как внедрить решения MIoT Интернета вещей. в конкретную сферу деятельности, вы сможете на Д р у г и м и с л о в а м и , M Io T я в л я е т с я с е г м е н т о м ежегодной международной конференции «Интернет Интернета вещей и предлагает комплексный подход вещей». Здесь соберутся ведущие отечественные и при автоматизации производства. Пока что данная зарубежные поставщики и разработчики передовых отрасль развита слабо и является набором различных технологий, а также эксперты и бизнесмены, систем, которые выполняют определённый круг функций заинтересованные в развитии данной отрасли. и практически никак не связаны между собой. Однако Защита шириной 3,5 мм для контрольно-измерительной техники унификация стандартов передачи данных в скором iotconf.ru TERMITRAB – это самые узкие в мире устройства защиты от импульвремени позволит наладить тесноеcomplete взаимодействие сных перенапряжений для аналоговых и дискретных сигнальных цепей. Новая сетей, процессов, устройств, больших данных и 31 октября – 1 ноября 2017 продуктовая линейка предлагает полную систему с возможностью выбора допользователей. Только после этого можно будет оценить полнительных функций, таких как индикация состояния и дистанционная сигнаграндиозный потенциал илизация. мощь технологий MIoT. Самые узкие устройства защиты имеютКВЦ ширинуСокольники, всего 3,5 мм. Экосистема Индустриального Интернета вещей (MIoT) павильон 7-А Москва Больше информации можно найти на сайте: phoenixcontact.net/webcode/#1389 объединяет: Conference. Expo. Meetup.

• различные устройства и датчики для сбора и Представительство По вопросам приобретения продукции анализа информации; в Республике Беларусь обращайтесь: ЗАО PHOENIX CONTACT • инфраструктуру всех возможных каналов связи; (Литовская Республика) • специальные платформы для управления данными, ЗАО «БЕЛНЕТЭКСПЕРТ» в Республике Беларусь системами и устройствами; Тел.: +375 (17) 286-20-03 Тел.: +375 (29) 601-11-44 • программное обеспечение для анализа информации www.netexpert.by www.phoenixcontact.by и создания моделей отклика системы на различные ЗАО «Профессиональные сетевые системы» ситуации; системы безопасности передачи данных; Тел.: +375 (17) 500-94-00

Новая самая компактная система защиты от импульсных перенапряжений

УНП 102375495

64

№3 | август |2017

© PHOENIX CONTACT 2017

www.pns.by

ВСЁ НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ • Промышленные компьютеры, серверы, центры обработки и хранения данных; • Встраиваемые и бортовые вычислительные системы, в т.ч. для жестких условий эксплуатации; • ПЛК и микроконтроллеры, распределенные системы управления и сбора данных; • Средства операторского интерфейса: мониторы, панели оператора, консоли управления, клавиатуры, трекболы, указательные устройства, информационные табло и мониторы для уличных применений; • Устройства локального и удаленного ввода-вывода сигналов, АЦП, ЦАП, решения для управления движением, нормализаторы сигналов; • Сетевое и коммуникационное оборудование для различных сетей, шлюза данных, коммутаторы Ethernet, медиа-конверторы, сетевые контроллеры, модемы, удлинители сетей, преобразователи интерфейсов, протоколов и т.п.; • Датчики для различных применений; • Источники вторичного электропитания для промышленных, медицинских, бортовых и специальных применений, инверторы электропитания, программируемые источники питания; • Решения на основе полупроводниковых источников света для уличного освещения и архитектурной подсветки; • Специализированные датчики, контроллеры и устройства для «умного дома»; • Корпуса, конструктивы, субблоки в стандарте евромеханика, шкафы, стойки, компьютерные корпуса; • Крепежные элементы, клеммы, монтажный инструмент, провода и кабели, кабельные вводы, соединители; • Программное обеспечение всех уровней АСУТП, SCADA-системы, ОРС-серверы и средства их разработки. Более 50 вендоров в программе поставок Широкий диапазон продукции «из одних рук» Сервисный центр и послегарантийное обслуживание продукции

Компетентный анализ технических решений с гарантией совместимости и работоспособности конфигурации Наличие сертификатов и ГТД

Развитая система логистики, нестандартные схемы поставок, склады в Минске, Москве и Гамбурге Производство промышленных компьютеров, шкафов автоматики, сборка телекоммуникационных шкафов

Новые возможности ваших идей

220012, г. Минск, ул. Сурганова, 5а, 1-й этаж Тел./факс: +375 17 366 76 01, +375 17 366 76 16 www.alfa-chip.com УНП 192525135 www.alfacomponent.com