Специальность «мехатроника и робототехника» (бакалавриат)

Наука мехатроника

Сферы применения мехатроники и робототехники не ограничиваются промышленностью, военным делом, работой с опасными средами, космонавтикой, представлениями андроидов. Эти науки все чаще требуются в повседневной жизни для житейских нужд и облегчения бытовых проблем. Профессионалы приложили руку ко многому, что окружает современных людей — бытовой технике, ассистентам водителей, тренажерам стимуляторов для медицинских нужд.

Мехатронные системы формируются из нескольких составляющих, связанных энергетическими и информационными потоками:

1. Электромеханическая. К ней относятся двигатели, сенсоры, рабочие органы, передачи, электродвигатели. Компоненты обеспечивают цикл движения аппаратов. Корректная работа механизмов невозможна без сенсоров. На них возложен сбор информации о состоянии внешней среды, объекта работ, составляющих мехатронного агрегата.
2. Электронная. К этой категории относятся измерительные цепи, театральные преобразователи, микроэлектронные устройства.
3. Компьютерная. В категорию включены ЭВМ высшего уровня и микроконтроллеры.

Функции мехатронных систем

Мехатроника призвана решать проблемы преобразования входящей информации в требуемые механические движения. При их проектировании используется принцип обратной связи. Это означает интеграцию нескольких элементов разной природы в один функциональный модуль. Специальность людей, которые занимаются выполнением операции, может быть разной. В идеале при полном предоставлении нужной информации удается достичь планируемого результата.

Среди функций, присущих мехатронным системам, выделяют четыре наиболее важные:

• управление механическим движением с одновременной обработкой поступающих от сенсоров данных;
• согласование действий с внешними источниками влияния;
• взаимодействие с оператором в режиме реального времени или автономно;
• организация обмена информацией между всеми элементами системы.

Преимущества направления

Мехатроника и робототехника активно развиваются. При этом новые специалисты используют в работе накопленный опыт и готовы к изучению данных.

Преимущество дисциплины по сравнению с обычными средствами автоматизации:

• относительно низкая стоимость, достигаемая интеграцией, стандартизацией и унификацией элементов;
• точная реализация сложных движений за счет методики интеллектуального управления;
• долговечность, надежность, помехозащищенность;
• компактность и совместимость модулей;
• отличные динамические и массогабаритные характеристики.

Как строится обучение?

Занятия строятся от простого к сложному, причем, на самих занятиях не просто занимаются конструированием и собиранием роботов из деталек, а выполняют проекты: знакомятся с теоретическими вопросами, ставят поисковые задачи, учатся работать в команде, обсуждать и отстаивать свою точку зрения. Робот помогает пройти этот путь легко и с удовольствием: материал не выдается в сухом и дозированном виде, а  познается детьми в игре, в творчестве и поиске решения задачи.

Правда, насколько эффективны занятия в кружке, зависит от преподавателя и его методического обеспечения. Робототехника настолько популярна, что существуют специальные методики, в которых продумано построено От и До.

На первых занятиях ребята пытаются разобраться в том, как устроен реальный мир и по каким физическим законам существует все, что нас окружает. Одновременно обучающиеся знакомятся с конструктором, из которого они и будут создавать своего первого робота.

Плюсы минусы

У профессии робототехника, как и у любой другой, есть свои достоинства и недостатки. Поговорим в первую очередь о положительных сторонах данной профессии. Наиболее очевидным плюсом является высокая заработная плата такого специалиста. Труд робототехника достаточно сложен и кропотлив, но оценивается он по достоинству. Размер заработной платы во многом зависит от места работы и сферы деятельности. Так, специалисты, которые принимают участие в важных проектах или осуществляют свою деятельность в военной или космической отрасли, могут зарабатывать около 300 тысяч рублей в месяц.

Ещё один большой плюс – это востребованность специалистов данной профессии в зарубежных странах. Робототехник, хорошо знающий своё дело и выполняющий свою работу качественно, имеет возможность устроиться на работу в международную корпорацию и перебраться за границу. Это достаточно престижная и перспективная возможность, особенно если учитывать тот факт, что труд таких специалистов в зарубежных странах является очень высокооплачиваемым.

Ещё одно достоинство – это трудоустройство. Роботехнику, ввиду его широкого спектра компетенций, несложно найти работу, причём не только в сфере роботостроения, но и во многих других отраслях

Кроме того, важно отметить и такое достоинство этой профессии, как актуальность

Теперь перейдём к минусам данной специальности. Первый из них – это трудности с трудоустройством на российском рынке труда конкретно по данной специальности. В условиях нашей страны такие специалисты могут получать высокую заработную плату, однако для начала им требуется найти место работы. С этим могут возникнуть сложности, так как количество вакансий крайне мало, а конкуренция на них, напротив, достаточно высокая.

Ещё один минус – это слабое образование. Робототехник – это относительно новая профессия. Специальности, которые связаны с этой сферой деятельности, появились не так давно. Из-за этого образовательные программы по данным направлениям могут разниться в зависимости от ВУЗа. В итоге зачастую получается так, что выпускник попросту не имеет должных знаний и навыков, которые необходимые ему для успешного устройства на работу.

Кроме того, ещё один большой недостаток – это сложности с поступлением. Как уже говорилось выше, робототехника и мехатроника – это новая специальность, которая встречается не во всех ВУЗах. В связи с этим для того, чтобы поступить на обучение по данному направлению на бюджетной основе, придётся приложить максимум усилий.

Михаил, Московский энергетический институт

Поступил в МЭИ, потому что вуз закончили знакомые, и часто слышу о нем положительные отзывы. В вузе дают хорошие знания по математике и инженерной графике, считается что МЭИ в этом чуть ли не лучший. На наши лекции приходят студенты из других университетов. До этого учился в МИИТе, он совсем не оправдал ожиданий. Сейчас я от своего института в восторге. В отличие от многих других вузов, нас не грузят по гуманитарным дисциплинам, а ключевые предметы связаны с механикой. Мы не особо изучаем языки программирования: была легкая интрижка с С++ и все. А реализовывать свои проекты трудно, потому что нет ни человека, который поможет советом, ни хорошего оснащения, ни хорошего доступа к имеющемуся оборудованию. Если говорить про качество образования, то в предыдущем семестре у нас вел пары по одному предмету наш же староста, который сам ничего в этом не понимает. Нет вовлеченности и поощрения для создания проектов — это действительно огорчает в вузе. Мало практики, тонны теории. Без применения знаний это всё забывается на раз.

Медицинские противопоказания

• Заболевания центральной нервной системы различной этиологии с двигательными и чувствительными нарушениями, расстройствами координации, когнитивными и интеллектуальными нарушениями.
• Нарколепсия и катаплексия.
• Заболевания, сопровождающиеся расстройствами сознания: эпилепсия и эпилептические синдромы различной этиологии и др.
• Психические заболевания с тяжелыми, стойкими или часто обостряющимися болезненными проявлениями.
• Алкоголизм, токсикомания, наркомания.
• Активные формы туберкулеза любой локализации.
• Хронические гепатиты, циррозы печени и другие заболевания печени.
• Миопия высокой степени или осложненная близорукость.
• Катаракта осложненная.
• Дегенеративно-дистрофические заболевания сетчатки глаз, глаукома любой стадии при нестабилизированном течении.
• Болезни эндокринной системы прогрессирующего течения с признаками поражения других органов и систем и нарушением их функции 3-4 степени.
• Злокачественные новообразования любой локализации.
• Заболевания крови и кроветворных органов с прогрессирующим и рецидивирующим.
• Гипертоническая болезнь III стадии, 3 степени.
• Хронические болезни сердца и перикарда с недостаточностью кровообращения ФК III, и более степени; ишемическая болезнь сердца;
• Ревматизм: активная фаза, частые рецидивы с поражением сердца и других органов и систем.
• Осложненное течение язвенной болезни желудка, двенадцатиперстной кишки.
• Хронические болезни почек и мочевыводящих путей с явлениями хронической почечной недостаточности 2 — 3 степени.
• Хронические, рецидивирующие формы инфекционных и паразитарных заболеваний.

Источники

• https://FB.ru/article/235561/mehatronika—chto-eto-takoe-osnovyi-mehatroniki-mehatronika-i-robototehnika-spetsialnost-kem-rabotat
• https://mentamore.com/robototexnika/mexatronika.html
• https://www.profguide.io/professions/robotics.html
• https://Mining-CryptoCurrency.ru/robototekhnika/
• https://fulledu.ru/articles/1363_inzhener-mehatronik.html
• https://mentamore.com/robototexnika/professii-svyazannye-s-robototexnikoj.html
• https://RobotoMir.ru/robototexnik-%E2%80%93-vyisokooplachivaemaya-professiya-budushhego-47
• https://proforientir42.ru/dt_profession/mobilnyj-robototehnik/

Перспективы трудоустройства по профессии

Кем можно пойти работать, получив диплом? Специальность позволяет освоить наиболее востребованные в современном мире технологий профессии, среди которых:

• IT-специалист,

• системный программист,
• инженер,
• электроник,
• конструктор,
• кибернетик,
• робототехник.

Это активно растущая область, требующая в свои ряды настоящих профессионалов своего дела. При этом на рынке труда сегодня востребованы как специалисты-теоретики, которые проектируют и создают новые идеи, так и эксперты-практики, готовые осуществлять свою деятельность в коллективе, создающем новые узлы под необходимые параметры.

Прежде профессионалы данной области в основном были востребованы для разработок в военной и космической сферах, однако теперь их знания все чаще требуются и обычным фирмам и компаниям. Стоит отметить, что вышеперечисленные должности являются в России одними из самых высокооплачиваемых. Так, начинающий специалист может заработать от 30 000 рублей. Оклад же ведущего эксперта организации нередко представляет собой шестизначную цифру.

Степень: Академический бакалавр

Наиболее распространенные экзамены при поступлении:

• Русский язык
• Математика (профильный) — профильный предмет, по выбору вуза
• Физика — по выбору вуза
• Химия — по выбору вуза
• Информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) — по выбору вуза
• Иностранный язык — по выбору вуза

Мехатроника – научная сфера, занимающаяся изучением объединенных компьютерных и электротехнических компонентов, на основании которых проектируются и создаются инновационные системы и машины. Робототехника – научная область, нацеленная на разработку и конструирование роботов и систем, способных заменить труд человека и автоматизировать сложные технологические процессы. В настоящее время данные отрасли активно расширяются, привлекая новые талантливые умы для совершения инновационных открытий и создания оптимальной продукции. Ввиду перспективности направления многие выпускники, хорошо разбирающиеся в точных науках, сегодня стремятся поступить на специальность 15.03.06 «Мехатроника и робототехника». Это довольно сложная отрасль, требующая глубоких математических знаний, поэтому освоить ее удается не всем.

Кем могут работать молодые специалисты в обозримом будущем?

В рамках проекта «Профессии города будущего» агентство инноваций, расположенное в столице, разработало перечень наиболее востребованных должностей на ближайшие десятилетия: — Оператор дронов. Беспилотные технические устройства смогут доставлять любые предметы в труднодоступные места, заниматься исследованием наводнений, лесных пожаров, измерять различные показатели в атмосфере. — Проектировщик медицинских автоматизированных систем. В данном случае работа в области робототехники предполагает сочетание трех основных профессий: программиста, медицинского специалиста, механика. — Робототехник. Занимается разработкой механики, составлением программ, электроникой. Такая профессия предполагает коллективный труд, поскольку создание и обслуживание робота является трудоемким занятием. — Механик электромобилей. Специалист занимается ремонтом и обслуживанием электромоторов инновационных машин. — Инженер беспилотных электромобилей. В обязанности входит разработка отдельных блоков, отладка и испытание электронных систем. Работа в области робототехники скоро займет место рядом с авиацией, производством электроэнергии и интернета. По оценке Европейской комиссии, через 4 лет объем мирового рынка по данному направлению достигнет 120 млрд евро.

Кем можно работать, получив образование в мехатронике и робототехнике

Прежде чем рассматривать конкретные профессии, которые существуют для специалистов в мехатронике и робототехнике, следует понимать, какие задачи смогут решать выпускники, получившие данное образование. Так, имея знания в рассматриваемой сфере, специалист может выполнять следующие функции на предприятии:

• Создание оборудования и станков для обеспечения механизации производственных процессов.
• Разработка техники различного назначения, в том числе и военной.
• Исследование возможностей по улучшению уже имеющихся в использовании механизмов и роботов.
• Работа над отдельными мехатронными системами, например — отдельными узлами автомобилей.
• Разработка микроскопических роботов и электронных изделий.
• Обслуживание и ремонт техники.
• Написание программного обеспечения для робототехники.
• Обучение робототехнике и мехатронике в рамках ВУЗов, школ и иных учреждений.
• Составление документации об использовании техники.
• Ведение научно-исследовательской и конструкторской деятельности.

Соответственно, перечень возможных профессий и конкретных специализаций, по которым могут работать специалисты в мехатронике и робототехнике — крайне широк. Например, к таким направлениям деятельности можно отнести следующие профессии:

• Инженер-электроник. Специалисты в этой профессии занимаются широким спектром работ, связанных с созданием электроники. Наличие образования по мехатронике позволяет в полной мере устраиваться на работу в любой сфере, где требуется работа с электроникой в целом.
• Инженер-электротехник. Учитывая сопряженность электроники и электротехники, получение образования в сфере мехатроники и робототехники дает возможность стать полноценным инженером-электротехником, в том числе и без получения дополнительных навыков, работая в самых разнообразных сферах.
• Программист. Все робототехники таки или иначе изучают программирование, так как наличие этих знаний является крайне важным для современной мехатроники в целом. А значит — получают хорошую базу для трудоустройства в различных сферах, где требуется знание основ и принципов программирования.
• Робототехник. К сожалению, специалисты в этой профессии сейчас не настолько востребованы, как в других, и поэтому по прямому профилю в своей специальности найти работу могут немногие выпускники. В то же время именно по этому направлению деятельности можно рассчитывать на наибольший размер оплаты труда и самые интересные перспективы.
• Конструктор. Работа конструктора во многом подразумевает значительное количество творчества и генерации новых идей, равно как и сочетание их с педантичностью для проведения точных расчетов. Это достаточно интересная профессия, однако ее востребованность не слишком высока.
• Педагог. Как специалист с высшим образованием, человек, получивший знания в сфере мехатроники и робототехники может стать преподавателем в ВУЗе, руководителем школьного кружка или каких-либо иных обучающих курсов.
• Кибернетик. Специалисты по кибернетике изучают в первую очередь теоретические направления взаимодействия человека и техники, а также работу с передачей и обработкой информации в технических и социальных системах
• Сервисный инженер. Любая техника нуждается в регулярном обслуживании и устранении неисправностей, и специалисты в мехатронике ценятся в том числе и в качестве сотрудников, которые обеспечивают безопасность, ремонт и обслуживание используемых роботов и иных средств автоматизации на производстве.

Необходимое оборудование

Для успешного занятия по робототехнике с малышами нужно иметь специальные конструкторы, отличительными чертами которых являются:

• крупные яркие детали;
• минимум электроники;
• простые механизмы соединения.

Дети в 5 лет не занимаются программированием, но позднее, в 7-10 лет, работа на ПК также станет видом деятельности.

При желании и возможности – и, конечно, заинтересованности малыша – образовательный набор можно приобрести, чтобы ребенок занимался конструированием дома. Современные производители предлагают огромный выбор самых разных моделей, рассчитанных на разный возраст и уровень подготовки. Некоторые наборы представляют собой не только сами элементы, но и рабочие тетради, инструкции, схемы – все то, что поможет дошкольнику не просто весело провести время, но и обучаться, познакомиться в наглядной форме с законами физики и действиями механизмов.

К востребованным брендам относятся LEGO Education, Fischertechnik, Huna, Makeblock. Первый считается самым популярным и универсальным, чаще всего именно он приобретается для занятий с дошколятами. Преимущество такого конструктора состоит еще и в том, что разработано несколько линеек, каждая из которых ограничена определенными возрастными рамками. Так, есть наборы 5+ и 7+, наиболее простые и понятные крохам, а также специальные линейки для 8-10 лет, дающие возможность собрать настоящего робота. Для учеников средней школы предлагаются свои наборы, еще более совершенные, позволяющие сделать программируемого робота, способного взаимодействовать со своими собратьями.

Такова робототехника – эффективные занятия, которые помогут малышам научиться конструировать, развить техническое творческое начало, усовершенствовать ряд важнейших навыков. Конечно, не каждый дошкольник, посещающий подобные курсы, станет инженером, но полезные знания и умения, необходимые для нормальной взрослой жизни, получат все. Вот почему это направление все более активно включается в обязательную программу детских садов, а также существует огромное количество кружков, проводящих занятия на платной основе.

Опыт клиента

Опыт клиента — ключевой элемент, который решает, останется ли клиент с вами в будущем. В него входит весь опыт контакта клиента с вашим брендом. Этот опыт состоит не только из рекламных сообщений, но и из всех возможных взаимодействий на разных уровнях и в разных точках контакта.Вы должны знать, что всякий раз, когда клиент встречает упоминания о вашей компании, в нем рождаются эмоции. Это определяет его восприятие бренда. Одноразовый неудачный опыт может заставить покупателя негативно воспринимать весь бренд. Если вы хотите построить ценные отношения, позаботьтесь об этом на каждом этапе общения с клиентом.

Недостатки профессии инженер-мехатроник

Учитывая сложность профессии и дефицит специалистов в области мехатроники, можно отметить, что одним из серьезных недостатков профессии является как раз дефицит квалифицированных кадров. Естественно, это зачастую становится причиной напряженного рабочего графика и работы во внеурочное время в случае возникновения неполадок.

“Авральный” режим работы, в свою очередь, нарушает нормальный ритм жизни, что негативно сказывается на состоянии здоровья. Нужно также понимать что, в зависимости от отрасли и места работы, специалисту по автоматизированным системам часто приходится работать в экстремальных условиях, связанных с риском для жизни и здоровья.

Навыки молодых специалистов

ВУЗы обучают широкому спектру навыков. Освоив стандартную программу, молодые специалисты приступают к работе по специальности.

Успех в своем деле им гарантируют такие умения:

• проведение оценки актуальности и значимости проектов;
• контроль разработок на соответствие стандартам;
• создание программного обеспечения для управления приборами;
• разработка макетов модулей систем (информационных, электрогидравлических и других);
• составление патентных и лицензионных паспортов;
• сбор, изготовление и испытание агрегатов;
• модернизация и отладка мехатронных систем;
• описание и подготовка инструкций по эксплуатации приборов.

Робототехника

• Роботы (робототехника)
• Робототехника (мировой рынок)
• Обзор: Российский рынок промышленной робототехники 2019
• Карта российского рынка промышленной робототехники
• Промышленные роботы в России
• Каталог систем и проектов Роботы Промышленные
• Топ-30 интеграторов промышленных роботов в России
• Карта российского рынка промышленной робототехники: 4 ключевых сегмента, 170 компаний

• Технологические тенденции развития промышленных роботов
• В промышленности, медицине, боевые (Кибервойны)
• Сервисные роботы
• Каталог систем и проектов Роботы Сервисные
• Collaborative robot, cobot (Коллаборативный робот, кобот)
• IoT — IIoT — Цифровой двойник (Digital Twin)
• Компьютерное зрение (машинное зрение)
• Компьютерное зрение: технологии, рынок, перспективы
• Как роботы заменяют людей
• Секс-роботы
• Роботы-пылесосы

• Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI)
• Обзор: Искусственный интеллект 2018
• Искусственный интеллект (рынок России)
• Искусственный интеллект (мировой рынок)
• Искусственный интеллект (рынок Украины)
• В банках, медицине, радиологии, ритейле, ВПК, производственной сфере, образовании, Автопилот, транспорте, логистике, спорте, СМИ и литература, видео (DeepFake, FakeApp), музыке

• Национальная стратегия развития искусственного интеллекта
• Национальная Ассоциация участников рынка робототехники (НАУРР)
• Российская ассоциация искусственного интеллекта
• Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники
• Международный Центр по робототехнике (IRC) на базе НИТУ МИСиС

Robot Control Meta Language (RCML)

• Машинное обучение, Вредоносное машинное обучение, Разметка данных (data labeling)
• RPA — Роботизированная автоматизация процессов
• Видеоаналитика (машинное зрение)
• Машинный интеллект
• Когнитивный компьютинг
• Наука о данных (Data Science)
• DataLake (Озеро данных)
• BigData
• Нейросети
• Чатботы
• Умные колонки Голосовые помощники

• Безэкипажное судовождение (БЭС)
• Автопилот (беспилотный автомобиль)
• Беспилотные грузовики
• В мире и России
• Летающие автомобили
• Электромобили

• Подводные роботы
• Беспилотный летательный аппарат (дрон, БПЛА)

1. Масштабный гид по роботам
2. Азимов, Айзек
3. This robot taught itself to walk entirely on its own
4. Статья «Новые законы робототехники» опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2017).
5. Hacking Robots Before Skynet
6. Взломанные роботы могут быть смертельно опасны
7. White House Addresses Artificial Intelligence Challenges in New Report. With progress come challenges, the report says, calling for government regulation of products using AI to protect public safety, with full disclosure of risks the technology poses.
8. Как США готовятся к «робобезработице»
9. Восстание машин: сценарий «Макдональдса»

Классификация робототехники

Перемещение робота в пространстве не всегда является обязательным. Если данная задача от робота не требуется, он является статичным.

Наземное передвижение робота осуществляется при помощи колес. Для повышения проходимости используется гусеничный ход. Перемещение роботов на двух ногах, как мы привыкли видеть в фантастических фильмах, не является практичным и используется в робототехнике редко.

Существуют летательные роботы, в создании которых используются достижения аэродинамики. Роботы также используются для полетов в космос.

Управлять роботом можно программно, с использованием алгоритмов для автоматической деятельности. При необходимости в программу робота могут быть внесены коррективы, чтобы оптимизировать его работу в соответствии с текущими задачами. Существует также ручное управление роботом, осуществляемое оператором.

Формы получения образования и сроки подготовки

Уровень образования: среднее профессиональное (подготовка специалистов среднего звена)
Форма обучения	Квалификация выпускника	Нормативный срок обучения
На базе основного общего образования (9 классов)
Очная	Техник-мехатроник	3 года 10 месяцев
Срок действия государственной аккредитации: до 23.03.2026 года

Год поступления	Основная образовательная программа
2017	ППССЗУчебный план / График учебного процесса Аннотации рабочих программ
2018	ППССЗУчебный план / График учебного процесса Аннотации рабочих программ
2019	ППССЗУчебный план / График учебного процесса Аннотации рабочих программ
2020	ППССЗУчебный план / График учебного процессаАннотации рабочих программ

Что я буду уметь?

1.Выполнять монтаж, программирование и пуско-наладку мехатронных систем, а также техническое обслуживание, ремонт и испытание.

2.Разрабатывать, моделировать и оптимизировать работу мехатронных систем.

3.Осуществлять эксплуатацию мобильных робототехнических комплексов.

4.Проводить конструирование, монтаж, техническое обслуживание и ремонт мобильных робототехнических комплексов.

Где я смогу работать?

Предприятия, в автоматизированном производстве которых имеются мехатронные системы и робототехнические комплексы, на предприятиях и в организациях машиностроительного, приборостроительного комплекса, в оборонной отрасли и т.д.

Где я смогу продолжить обучение, если захочу?

Высшее образование: специальности, связанные с электроникой и электронными приборами и устройствами. Например, направление 15.03.06 «Мехатроника и робототехника» в Институте новых материалов и технологий ФГАОУ ВО «Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина» (4 года очно, бакалавриат, есть бюджет). Или иные направления и специальности.

Почему мне стоит поступать именно в Уральский политехнический колледж – МЦК»?

Колледж имеет роботизированные промышленные ячейки KUKA, промышленную систему с роботом на базе движущейся платформы KUKA youBot, Мобильный тренировочный робот  и многое другое.

Нашими преподавателями подготовлены призеры Национального чемпионата Молодые профессионалы» («WorldSkills Russia»)

Как долго мне придётся учиться?

на базе 9 классов – 3 года 10 месяцев.

Какие социальные гарантии и льготы действуют для студентов?

Стипендия, общежитие, тренажёрный зал, столовая, участие во всероссийских и международных конкурсах и чемпионатах, центр коллективного творчества, льготный проезд на междугороднем железнодорожном транспорте (электрички и поезда).

<< Назад

Пример устройства робота — элементы и конструкция

Каждый робот состоит из следующих базовых компонентов:

• Рама или тело робота;
• Блок управления;
• Манипуляторы;
• Ходовая часть.

Тело/рама: Тело, или рама, робота может иметь любую форму и размер. Изначально, тело/рама обеспечивает конструкцию робота. Большинство людей знакомы с человекоподобными роботами, используемыми для съемок кинофильмов, но в действительность большинство роботов не имеют ничего общего с человеческим обликом. (Робонафт НАСА, представленный в предыдущем разделе, является исключением)

Как правило, в проекте робота внимание уделяется функциональности, а не внешности.

Система управления: Система управления робота является эквивалентом центральной нервной системы человека. Она предназначена для координирования управления всеми элементами робота

Датчики реагируют на взаимодействие робота с внешней средой. Ответы датчиков отправляются в центральный процессор (ЦП). ЦП обрабатывает данные с помощью программного обеспечения и принимает решения на базе логики. То же самое происходит при вводе пользовательской команды.

Манипуляторы: Для выполнения задачи большинство роботов взаимодействует с внешней средой, а также окружающим миром. Иногда требуется перемещение объектов внешней среды без непосредственного участия со стороны операторов. Манипуляторы не являются элементом базовой конструкции робота, как его тело/рама или система управления, то есть робот может работать и без манипулятора. В настоящем учебном курсе акцент делается на тему манипуляторов, особенно блок 6.

Ходовая часть: Хотя некоторые роботы могут выполнять поставленные задачи, не изменяя свое местоположение, зачастую от роботов требуется способность перемещаться из одного места в другое. Для выполнения данной задачи роботу необходима ходовая часть. Ходовая часть представляет собой приводное средство перемещения. Роботы-гуманоиды оснащены ногами, тогда как ходовая часть практически всех остальных роботов реализована с помощью колес.

Робот может быть любых форм и размеров. Именно рама или тело робота является основой его конструкции и определяет внешний облик. Среднестатистический человек при слове «робот» представляет человекоподобное существо из металла. Этот образ навязан многочисленными фантастическими кинофильмами.

На самом же деле большинство роботов совершенно не похоже на человека. Главное для робота – это его функциональность, а не то, как он выглядит.

Контроль за работой робота осуществляется при помощи системы управления. Она включает в себя огромное количество датчиков, которые помогают технике взаимодействовать с внешним миром.

Система управления роботом предполагает целый набор алгоритмов, благодаря которым решаются те или иные задачи. В работе робота происходит постоянный обмен данными между датчиками и центральным процессором (ЦП). Алгоритмы и программное обеспечение создаются человеком.

Для физического контакта с объектами внешней среды используется манипулятор. Данный элемент не является обязательным. Как правило, манипулятор не является частью рамы/тела робота. Используется для решения конкретных задач в различных отраслях.

Ходовая часть робота также не является обязательной, и наличествует лишь у тех роботов, которым необходимо передвижение в пространстве. В качестве средств для перемещения чаще всего используются колеса.

Профессия робототехник: зарплата специалистов

Остался самый важный вопрос: какая зарплата у таких специалистов? И ответ не самый простой, ведь заработная плата может очень сильно различаться. Это зависит от разных факторов:

• уровня профессионализма;
• места работы;
• города и страны работы или заказчика;
• сложности проектов;
• наличия спонсоров и инвестиций, финансовой поддержки.

Молодым специалистам в научно-исследовательских институтах России могут предложить заработную плату от 15 000 до 30 000 рублей. В Москве и Санкт-Петербурге оплата со старта будет выше. А тем, кто хочет не только сделать научную карьеру, но и прилично зарабатывать, лучше рассмотреть работу в IT-компаниях, на стратегически важных военных объектах или в крупных коммерческих организациях. Там инженеры-изобретатели могут получать до 100 000 рублей.

Востребованные профессии, связанные с робототехникой

Условно специальность можно разделить на специалистов теоретиков (идея, проект) и практиков (реализация), хотя выигрышной комбинацией может обладать и один специалист.

Теоретики

Проектировщик медицинских роботов – специалист, занимающийся разработкой биосовместимых робототехнических систем и кибер-устройств для биотехнологий и медицины. К создаваемым устройствам относятся медицинские нанороботы, киберпротезы, хирургические комплексы (самый известный пример — Da Vinci).

В задачи проектировщика промышленной робототехники входит разработка проектов производственных устройств, учитывающих особенности конкретного производства или деятельности. Погрузчики, упаковщики, транспортеры, манипуляторы, из которых могут состоять полностью автоматизированные предприятия, когда-то были придуманы этими специалистами.

Разработка, модернизация и внедрение систем управления, в том числе и искусственного интеллекта, ложится на плечи проектировщика нейроинтерфесов по управлению роботами. В их функции входит создание интерфейсов управления, которые помогут оператору эффективно управлять робо-помощником.

Практики

Робототехника или роботостроение – прикладная научная отрасль, занимающаяся созданием роботов и автоматических систем. Смежным направлением является мехатроника, посвященная разработке и использованию устройств с программным управлением. Движущую силу направлений составляют инженеры различных специализаций, располагающие знаниями о работе устройств, свойствах материалов, и IT-специалисты, занимающиеся программированием.

Робототехник не имеет узкой привязки к области специализации, свой потенциал и навыки конструирования может раскрыть практически в любом направлении: от создания марсохода до сортировщика отходов.

Специалист занимается монтажом, наладкой, эксплуатацией и техническим обслуживанием робототехнических комплексов. Инженеры робототехники отталкиваются от данных о том, какие задачи робот будет решать, какие функции будет выполнять, и уже после этого продумывают механику, электронную часть и программируют действия робота. Проект подразумевает знания в разных областях – это задача не для одиночки-изобретателя, зачастую робототехники работают в команде.

Самым сложным этапом в создании роботов является большая конкуренция, сегодня существуют десятки стартапов, создающих примерно одинаковые устройства.

Перед разработчиками стоит несколько важных задач:

• анализ существующих решений проблемы;
• поиск оптимальных вариантов решения;
• разработка конструкции, механики, электроники и ПО;
• создание эффективного и конкурентоспособного прототипа.

И не всегда результат будет успешен. Кроме того, сегодня нет универсальных роботов. Все созданные устройства делятся в зависимости от сферы использования на медицинские, промышленные, строительные, военные, космические и бытовые.

Обучение на проектировщика домашних роботов

Будущих проектировщиков готовят в вузах, при поступлении стоит делать выбор в пользу направления подготовки «Мехатроника и робототехника» (код: 15.03.06). Эта специальность пользуется колоссальной популярностью, поэтому конкурс достаточно высокий. При поступлении необходимо отлично сдать ЕГЭ по математике (профиль) и русскому языку – это обязательные предметы. Также потребуются результаты экзамена по физике, химии или информатике – набор ЕГЭ зависит от вуза.

Можно поступить в ссуз, ведь сегодня многие колледжи реализуют программу «Мехатроника и мобильная робототехника (по отраслям)» (код: 15.02.10). В любом случае начинать подготовку к поступлению и дальнейшей проектной деятельности необходимо еще во время обучения в школе, посещая курсы, связанные с мехатроникой и робототехникой, программированием и иными смежными дисциплинами.