Лаборатория ПСПОД Центра НТИ СПбПУ реализует совместные научные проекты с Рейнско-Вестфальским техническим университетом г. Аахена

Направления совместных исследований и разработок, а также мероприятий в рамках сотрудничества научных коллективов СПбПУ и Университета Аахена были определены во время ознакомительной онлайн-конференции в апреле 2020 года и совместного научного семинара в июне 2020 года. Первые рабочие контакты вузы установили в рамках форума «Дни Политеха в Берлине». Весной 2020 года представительная делегация из Университета Аахена должна была приехать в СПбПУ, однако пандемия коронавирусной инфекции внесла свои коррективы. Тем не менее взаимный интерес к сотрудничеству был настолько велик, что, не дожидаясь окончания ограничительных мер, 8 апреля российские и немецкие коллеги провели видеоконференцию и начали формирование планов по реализации совместных проектов как в области образования, так в области научных разработок.

В мае 2020 года сотрудники лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» (ПСПОД) Центра НТИ СПбПУ приняли участие в совместном научном онлайн-семинаре СПбПУ и Aachen University- Smart Robotics in Production, посвященном умной робототехнике в производстве, где представили свои компетенции и текущие проекты.

В августе того же года Лабораторию ПСПОД с частным визитом посетила Александра Мюллер, научный сотрудник Кафедры технологий контроля и автоматизации Университета Аахена. Коллега из Германии встретилась с несколькими специалистами лаборатории для детальной проработки плана совместной работы.

Ведущий инженер лаборатории ПСПОД Г.С. Васильянов, научный сотрудник Кафедры технологий контроля и автоматизации Университета Аахена А. Мюллер, заведующий лабораторией ПСПОД М.В. Болсуновская, ведущий инженер Лаборатории ПСПОД А.А. Антонов

Так, в ходе встреч весны-лета 2020 года были определены две приоритетных области сотрудничества Лаборатории ПСПОД и Кафедры технологий контроля и автоматизации Университета Аахена как в рамках исследовательской и проектной работы, так и в сфере образования.

Первая связана с исследованиями и разработками Лаборатории в области:

• алгоритмов и методов радиочастотного позиционирования объектов;
• алгоритмов гибридизации навигационных систем для повышения точности позиционирования;
• протоколов высокоточной синхронизации якорей White Rabbit для радиочастотного 2D-позиционирования с использованием сверхширокополосной технологии радиосвязи и принципов программно-определяемого радио.

В настоящий момент в Лаборатории ПСПОД ведется создание локальной позиционной системы[1] с использованием инерциальных систем, систем глобального позиционирования и радиочастотных технологий. К областям ее применения относятся промышленные предприятия машиностроительной и горнодобывающей промышленности, строительство, торговля, навигационные системы для различных видов транспорта и т.п.

В рамках взаимодействия научные сотрудники Кафедры технологий контроля и автоматизации Университета Аахена предложили расширить универсальность разрабатываемой системы с использованием открытого и совместимого стандарта для определения местоположения в реальном времени (RTLS) в промышленности omlox, разработанный компанией TRUMPF Werkzeugmaschinen. Omlox — международный стандарт технологий геопозиционирования в промышленном секторе, который упрощает логистику и обеспечивает повышение эффективности цифрового производства. Он впервые предоставляет пользователям возможность использовать одновременно различные технологии локализации, такие как сверхширокополосный доступ, RFID, 5G или GPS, а также быстро и недорого объединять в сеть решения от различных поставщиков.

В свою очередь, эксперты Лаборатории в ноябре-декабре 2020 года будут оказывать содействие коллегам из Аахена в исследовании стандарта, а в 2021 году — в доработке документации для подготовки omlox к сертификации в России.

В результате обсуждения с научными сотрудниками Кафедры технологий контроля и автоматизации Университета Аахена возможно дальнейшее развитие предложенной гибридной навигационной системы в рамках совместной деятельности исследовательских групп, включающих в себя студентов и аспирантов двух ВУЗов под руководством научного руководителя.

Второе направление сотрудничества связано с темой роботизации и автоматизированных систем управления на транспорте.

Базой для проектной и образовательной работы станет разработанный сотрудниками Лаборатории ПСПОД Центра НТИ совместно с сотрудниками Института компьютерных наук и технологий СПбПУ симметричный трёхкоординатный движитель с линейно-скользящей опорой и встраиваемым устройством управления, и симметричная шагающая платформа на его основе.

С технической точки зрения разработка является новым конструктивным решением, направленным на:

• повышение проходимости, маневренности и устойчивости шагающих транспортных средств на неподготовленных поверхностях с изменяющимися шириной, рельефом и составом (неровных и неоднородных твердых, вязких и сыпучих поверхностях);
• самовосстановление работоспособности при опрокидывании, а также функционирование в перевернутом положении;
• возможность определения его местоположения как внутри, так и вне помещений.

Важной для практических применений разновидностью таких конструктивных решений является запатентованная ранее авторами — членами научного коллектива СПбПУ — архитектура симметричной шагающей платформы с симметричными шагающими движителями и встраиваемым устройством управления.

Для выполнения совместных образовательных и научных проектов в рамках деятельности НЦМУ «Передовые производственные технологии» СПбПУ, которые российский и немецкий университеты могут выполнять вместе, вовлекая в сотрудничество все больше институтов, высших школ, кафедр и лабораторий, планируется создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса на базе шагающей платформы с гибридной навигационной системой в рамках подготовки диссертации на соискание степени кандидата технических наук молодым ученым – ведущим инженером Лаборатории ПСПОД Г.С. Васильяновым.

Еще одним важным шагом станет установление прямых научных контактов между научными группами, возглавляемыми молодыми учеными, чтобы в дальнейшем они могли подготовить совместные публикации, продолжать исследования и реализовывать общие проекты.

[1]   Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Официальное название проекта — «Исследование и разработка экспериментальных образцов аппаратно-программных комплексов бесшовного позиционирования объектов внутри и вне помещений повышенной точности», уникальный идентификатор — RFMEFI58418X0035. Индустриальным партнером является ООО «Центральный научно-исследовательский институт фанеры», иностранными партнерами — Индийский технологический институт Рурки (Indian Institute of Technology Roorkee) и Восточно-китайский педагогический университет (East China Normal University). Период реализации: 2018-2020.