Наука

Судно-робот: к мечте близки как никогда!

Мечта и народнохозяйственные задачи… Что может объединить эти, казалось бы, разнородные понятия? Их может объединить научный поиск, увлеченность, озарение, талант и ... победа!

Об этом вспоминаешь, когда знакомишься с работой кафедры судоходства на внутренних водных путях Института «Морская академия» Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова.

Недавно в университете в рамках празднования Дня российской науки побывал Министр транспорта Российской Федерации Евгений Иванович Дитрих, который посетил выставку «Результаты деятельности научных школ ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова». Большое внимание Евгений Иванович уделил экспозиции «Навигационный комплекс для безэкипажных судов, эксплуатируемых на внутренних водных путях, с реализацией режима мониторинга». Экспонаты комплекса представлял заведующий кафедрой судоходства на внутренних водных путях доктор технических наук Владимир Владимирович Каретников.

…Органы управления судна-робота! Вот что, изъясняясь обычным языком, означает «Навигационный комплекс для безэкипажных судов». Это уже не фантастика, не несбыточная мечта. Судно без экипажа. Еще несколько десятилетий назад над человеком, который всерьез взялся бы рассуждать на подобную тему, просто посмеялись бы. Но начало ХХI века характеризуется волной роботизации практически все сфер деятельности человека, которую можно считать третьей после механизации и автоматизации. Предпосылкой для этого стало широкое внедрение цифровых и информационных технологий, развитие кибернетики, искусственного интеллекта, систем связи и навигации. Особенно ярко этот процесс развивается в отрасли морского и внутреннего водного транспорта. И наконец, самые смелые и решительные, «супертворческие» ученые решили реализовать свои когда-то невероятные проекты – создать корабли, которые бороздят водные просторы и перевозят грузы САМИ, без людей.

На вопросы отвечает представитель научной школы, активно участвующей в процессе разработки, создания и внедрения беспилотных технологий и бесэкипажных судов на морском, и на внутреннем водном транспорте, Владимир Владимирович Каретников.

- Владимир Владимирович, у Вас в детстве действительно была мечта сделать судно-робот?

- Да, была, но на уровне мальчишеских фантазий и шуток, разговоров с друзьями. Стал взрослым, занялся научными исследованиями, защитил диссертации, кандидатскую и докторскую. В том числе размышлял над перспективами внедрения роботов на флоте. И в какой-то момент осенило: а ведь может получиться! Предпосылки-то есть.

Смотрите сами. На флоте существуют четкие правила судоходства и транспортных маршрутов, серийная повторяемость выполняемых задач, электронная картография. Наличествуют автономные системы навигации, развиваются технологии и сенсоры оцифровки внешних факторов водной среды, то есть их цифровизация. Наконец, с каждым годом нарастает степень автоматизации систем управления судном, есть отработанные математические модели и методы управления. И береговые системы контроля безопасности судоходства, развитая береговая инфраструктура связи готовы принять судно-робот под свою надежную защиту.

Поэтому я согласен с парадоксальным, казалось бы, выводом: если использовать по максимуму данные предпосылки, то создать беспилотные технологии для объекта морского и речного транспорта, по всей видимости, проще, чем, например, беспилотный автомобиль.

И с энтузиазмом вместе с коллегами взялся за воплощение идеи в рамках научно образовательного центра «Беспилотные технологии на водном транспорте»

- Каковы же результаты?

- Некоторые результаты, которые работают на общий план создания судна-робота, как раз и были представлены на выставке деятельности научных школ университета. Это уже упомянутый Навигационный комплекс для безэкипажных судов. Его основу составляют «СУ-2. Автоматическое средство ориентирования», которые позволяют получить потребителю, с использованием сигналов глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS, ряда нужных параметров для «беспилотников».

Навигационная аппаратура потребителей «СН-5703» ГНСС ГЛОНАСС/GPS/GALILEO со встроенным приемником дифференциальных поправок и функциями управления внешними комплексами и системами связи сконструирована для мониторинга и информационно-навигационного обеспечения речных и морских судов.С сантиметровой точностью обеспечивает навигацию Мультисистемный высокоточный навигационный приемник.

- И всё это – для судов-роботов?

- В принципе, да. Но, естественно, эти устройства можно использовать и «обычными», традиционными экипажами. Например, разработанное нами программное обеспечение для комплексирования и сгущения данных позволяет определять местоположение судна на внутренних водных путях с крайне высокой точностью - порядка первых сантиметров. Дело в том, что на море почти нет факторов, мешающих определить точные параметры нахождения судна с помощью электронных приборов. А вот на реках таких «возмутителей спокойствия» много. И природных: рельеф местности, захват навигационным оборудованием при определении местоположения судна береговых зон и др., и техногенных. Но со всеми этими сложностями наш коллектив единомышленников и соратников успешно справился.

- Аналогов вашему комплексу приборов в мире нет?

- В ходе своей работы мы использовали элементную базу и ряд готовых технологических решения крупнейшего российского разработчика в области спутниковой навигации АО «КБ НАВИС», что привело к созданию комплекса, позволяющего решать задачи ориентации подвижного автоматического объекта в сложной окружающей обстановке, в том числе и на внутренних водных путях.

- Так, может быть, предложить такое уникальное оборудование на мировом рынке?

- Наше оборудование становится рентабельным для стран, в которых мощная, обширная и разветвленная речная и озерная судоходные системы. В Европе, например, таких не существует, значит, и спроса там не будет. А США, Канаде, Китаю – пожалуй, можно и предложить наши разработки к внедрению.

- Какие проблемы в сфере беспилотных технологий Вы считаете наиболее актуальными?

- Есть проблемы узкоспециальные, например, обеспечение транзитивности и согласованности при взаимодействии беспилотных объектов между собой и в группе, единства интерефейсов цифрового пространства и правил обмена данных при работе беспилотных объектов в связанном эфире. Но их решить легче, чем справиться с пробелами в законодательстве, которое еще не классифицировало суда-роботы. И сейчас если оно выйдет в рейс, то будет считаться бесхозным.

Приходится думать и о совершенно неожиданных еще недавно факторах: например, об интеллектуальности беспилотных систем, которые нужно внедрять, не превышая безопасный уровень самостоятельного принятия решений судном-роботом. Короче, не допускать ни малейшей возможности «восстания машин».

- Есть ли особенности деятельности именно вашей кафедры и научно-образовательного центра в университете?

- Мне, естественно, трудно сравнивать с другими. Но, во-первых, кафедра судоходства на внутренних водных путях – несмотря на вроде бы простое, прагматичное название – структура многопрофильная. Она создана в 2015 году на базе кафедры судовождения, управления судном. Позднее в её состав введена кафедра инфокоммуникационных систем морского и речного флота информационного факультета Института водного транспорта. В настоящее время кафедра находится в составе Института «Морская академия». В то же время НОЦ «Беспилотные технологии на водном транспорте» создан на базе указанной кафедры и кафедры «Электротехники и автоматики». Заведующим кафедрой «Электротехники и автоматики» является доктор технических наук, профессор Владимир Васильевич Сахаров, который признан экспертом мирового уровня в области робастных систем.

Такие организационные изменения иллюстрируют, что важность решаемых задач заставляет преодолевать ведомственные барьеры. Преобладает нацеленность на главное – на результат, на пользу для отрасли.

Соединение науки и производства – понятие, которое давно стало привычным.

…Добавим, что сам Владимир Владимирович Каретников - один их самых молодых заведующих кафедрами и докторов наук в университете, человек, увлеченный и окрыленный своим делом, абсолютный энтузиаст и подвижник в решении грандиозных задач, стоящих перед ним и его товарищами. Осенью состоятся испытания макета судна-робота. Об этом Каретников и его коллеги говорят скупо, как будто боятся сглазить. Но настроение бодрое и боевое. Всё у них получится!

Управление внеучебной и воспитательной работы