В № 27 от 9 июля 2021 года газеты «Трибуна ВПК» мы рассказывали о завершении двухнедельного курса занятий «летняя профсмена» в реутовском Центре опережающей профессиональной подготовки, базирующемся в колледже «Энергия». А незадолго до этого там прошел мастер-класс, организованный при поддержке Московского областного регионального отделения Союза машиностроителей России. Лекцию для участников «летней профсмены» прочитал инженер I категории отдела 02-05, преподаватель МГТУ им. Н.Э. Баумана и детского технопарка «Изобретариум» Дмитрий Галкин.
Занятие было посвящено устройствам и роботам, которые помогают экипажу Международной космической станции. Знакомясь с юными слушателями, Дмитрий Игоревич немного рассказал о своей работе на предприятии и преподавательской деятельности.
«С момента запуска МКС обросла различными модулями, сейчас ее масса составляет порядка 420 тонн, а длина – 110 метров, практически как у футбольного поля. В наши дни на МКС живут до десяти человек. Им нужно обслуживать всю станцию и при этом успевать заниматься основными задачами, например проводить научные эксперименты. Небольшой группе космонавтов сложно это делать, поэтому у них есть свои помощники. О них мы с вами и поговорим», – объяснил Дмитрий Игоревич.
По его словам, исторически первыми были манипуляторы. Роборукой, передававшей грузы на МКС, оснащались шаттлы. Их манипуляторы назывались Canadarm1 – от сочетания слов «Canada» – страны, где они производились, – и «arm» (англ. «рука»). Развитием манипулятора стала Canadarm2, которая была установлена на МКС в 2001 году. Вторая «Канадская рука» оборудована специальными креплениями, которые фиксируют космонавтов и помогают им передвигаться вместе с манипулятором, выполняя работы в открытом космосе. Разумеется, длины «руки» не хватает на всю протяженность станции, поэтому на МКС смонтированы специальные рельсы, по которым манипулятор может скользить. Управляется Canadarm2 оператором, который наблюдает за ее действиями через систему мониторов. Как отметил Дмитрий Игоревич, одним из применений манипулятора также является стыковка грузовых кораблей со станцией. Возможности «Канадской руки» преподаватель продемонстрировал на видео.
«Однако этого было мало, – отметил преподаватель. – Поэтому канадцы придумали робота под названием «Декстр», который является продолжением «руки», хотя может работать и самостоятельно. Он добавляет манипулятору маневренности и позволяет выполнять некоторые операции, не отправляя человека в открытый космос».
Дмитрий Игоревич также отметил, что технологии, использованные в «Канадской руке», нашли применение и на Земле – на основе манипулятора был создан робот-хирург, позволяющий проводить тонкие операции на головном мозге.
Далее инженер рассказал о более человекоподобных роботах. Первый из них – «Робонавт» – был разработан NASA и General Motors. Его следующая модификация – «Робонавт-2» – побывала на МКС, где помогала космонавтам в их повседневной работе. Робот, оснащенный конечностями с пальцами наподобие человеческих, умеет писать, захватывать и складывать вещи, держать достаточно тяжелые предметы (в демонстрационном ролике «Робонавт-2» удерживал 9-килограммовую гантель). В его голове установлены несколько камер и ряд различных сенсоров, а в корпусе размещен вычислительный центр. По словам Дмитрия Игоревича, робот также должен был оснащаться 7-суставными нижними конечностями, но при их подключении происходили неполадки системы электропитания машины, из-за чего «Робонавт-2» в конечном итоге был отправлен на Землю. Некоторые технические решения, найденные в рамках работ по «Робонавтам», корпорация General Motors успешно применила на своих производствах.
В России в тот же период разрабатывался свой антропоморфный робот – SAR-400. Он обладает копирующей системой управления с обратной связью, благодаря которой оператор может «осязать» объекты, с которыми взаимодействует андроид. Как рассказал преподаватель, SAR-400 и его модификация SAR-401 способны выполнять ремонтные работы с помощью ручного и электроинструмента, открывать запорные механизмы, выполнять различные движения с участием мелкой моторики.
Следующим отечественным космороботом стал FEDOR – андроид, изначально создававшийся для нужд МЧС. В нем применены наработки из предыдущего проекта, однако этот робот еще больше напоминает человека. Он умеет стрелять, подниматься по ступеням, управлять транспортными средствами и обладает речевой системой – распознает слова и выдает ответы. В 2019 году FEDOR совершил полет на МКС.
Еще одним андроидом, о котором рассказал Дмитрий Игоревич, был японский робот-компаньон Киробо. Он стал коллегой для астронавта Коити Вакаты, выполнявшего миссию в 2013 году. Этот миниатюрный робот способен поддерживать разговор и оценивать психологическое состояние собеседника, запоминать лица и передавать данные по беспроводной сети. Он также способен ориентироваться в трехмерном пространстве. Впоследствии корпорация Toyota выпустила аналогичную, но уменьшенную модель робота для автомобилистов – андроид способен следить за состоянием хозяина и разбудить водителя в том случае, если он уснул за рулем.
Ведя лекцию, Дмитрий Игоревич постоянно отвечал на вопросы ребят и делился с ними интересными фактами. Например, для школьников большим удивлением было узнать о разнице между астронавтами и космонавтами. Оказалось, что к первым относятся те, кто летает в космос по американским и европейским программам, а ко вторым – по отечественной. А вот в Китае и других китаеязычных странах летающих в космос людей называют тайкунавтами.
«Над каждым проектом в космической отрасли трудятся тысячи людей самых разных профессий. Только представьте, какое количество кода нужно написать программистам, чтобы роботы могли функционировать. Это действительные комплексные задачи. Так что вполне возможно, что кто-то из вас в будущем тоже найдет себя в этой сфере», – обратился Дмитрий Игоревич к ребятам, завершая мастер-класс.
На снимке: Д.И. Галкин проводит мастер-класс.
Владимир КЛЫКАНОВ Фото Ильи Архипова