В сентябре 2025 года в ЮУрГУ в рамках реализации программы «Приоритет-2030» планируется открытие молодежной лаборатории электромеханических, электронных и электрохимических систем.
В основе работы новой молодежной лаборатории – современный подход к созданию средств с тяговым электроприводом, который включает в себя электромеханические, электронные и электрохимические системы.
На должность руководителя лаборатории назначен доцент кафедры материаловедения и физикохимии материалов ЮУрГУ, старший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов Владимир Живулин. Владимир Евгеньевич также курирует основное направление развития лаборатории – создание укрупненного прототипа Zn-ионной батареи. Новый прототип будет разрабатываться на основе свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора.
Руководителем направления по созданию электронных систем технического зрения в рамках лаборатории назначен Владимир Сурин. Его команда займется созданием системы технического зрения, которая будет интегрирована в систему управления транспортным средством и выступит в качестве электронного ассистента водителю, а в перспективе – и автопилота. Система позволит транспорту на предприятии передвигаться по заранее заданному маршруту без участия человека, а в дальнейшем сможет и полностью «автономизировать» машину.
В рамках молодежной лаборатории перед коллективом Владимира Сурина стоят две основные задачи.
Первая – создание системы технического зрения для грузовой электрической тележки. Предполагается, что грузовая тележка с электроприводом, которую ЮУрГУ планирует разрабатывать совместно с НПО «Электромашина», в будущем будет оснащена автопилотом.
«Мы разрабатываем систему помощи водителю, которая показывает, какая обстановка у машины по периметру, анализирует обстановку впереди и позади транспортного средства», – рассказывает Владимир Сурин, – «В дальнейшем есть планы полностью автоматизировать управление. Для начала это некоторые простейшие алгоритмы типа «приехал, разгрузил», в дальнейшем это будет полный автопилот».
Уже сформирована команда лаборатории, помимо Владимира Сурина в ней – Максим Золотухин и Ярослав Бушмелёв. Один – специалист по 3D-моделированию, второй – по компьютерному зрению. Первый делает систему 3D-симуляции транспортного средства, чтобы на данных модели можно было проверять специфику работы алгоритмов и в дальнейшем адаптировать их к настоящему автомобилю. Визуальный конструктор на компьютере эмулирует движение тележки и всё ее окружение. Так исследователи имитируют на компьютере различные ситуации, на основе которых будет отрабатываться система автопилотирования.
Систему технического зрения команда Владимира Сурина разрабатывает в рамках сотрудничества с НПО «Электромашина».
«В рамках проекта на «Электромашине» закуплен ряд грузовых тележек с электроприводом, но это не совсем то, что завод планирует предложить рынку. Тележки закуплены в качестве образцов. Задача, которую ставит перед нами партнер, – разработка системы периферийного обзора для подобного транспорта. Но это лишь одна из возможных опций устройства. Планируется широкая номенклатура опций на основе технического зрения. Пока этот вопрос еще в стадии разработки», – подчеркивает Владимир Анатольевич.
Основная особенность разработки – в использовании электропривода в сочетании с цинк-ионной батареей. Такую батарею никто еще не пробовал использовать в работе электрокара. Далее она сможет использоваться не только для подобных тележек, но и для иных целей (в планах, к примеру, резервная подзарядка городского электротранспорта и др.).
Все потребности заказчика в данном случае покрываются работой ученых ЮУрГУ: не нужно заключать договоры с разными компаниями, все направления исследования (разработка zn-ионной батареи, разработка системы технического зрения для электрокаров с тяговым электроприводом, разработка электромеханических систем для электрокаров) реализуются на одной площадке вуза, и это очень удобно и для заказчиков, и для ученых.
«Для успешного продолжения проекта нам необходимо закупить дополнительное оборудование, а именно – камеры и бортовые вычислители для них», – поясняет Владимир Анатольевич, – «Мы разрабатываем алгоритм автопилота не только для грузовой тележки. Мы работаем над общими алгоритмами поведения автотранспорта на дорогах общего и специализированного пользования. В дальнейшем этот опыт можно будет распространить на более масштабные проекты: не только на грузовые тележки, но на и другие виды транспорта».
Подобные машины с автопилотом уже существуют. Но уникальность разработок ученых ЮУрГУ в том, что они создают собственные алгоритмы технического зрения для электрокаров и не только.
«Мы разрабатываем собственные алгоритмы технического зрения для того, чтобы не нуждаться в чужих технологиях. Это и есть импортозамещение», – поясняет Владимир Сурин, – «Но если говорить конкретно о грузовых электрических тележках, то в управлении этими транспортными средствами есть своя специфика, которую нужно учитывать.
Первый этап работ по созданию технического зрения – компьютерная визуализация. Второй этап – проведение испытаний разработанных систем на универсальной колесной платформе. Это маленький робот, размером полметра на полметра, с четырьмя колесами, бортовыми камерами и бортовым вычислителем, на котором мы будем «обкатывать» в миниатюре все наши алгоритмы. В подвале второго корпуса, в одной из аудиторий лаборатории технического зрения мы планируем строить испытательный стенд. Он будет основой для тестирования наших алгоритмов. Сейчас мы готовим программную часть, к сентябрю 2025 планируется закупить оборудование, и мы начнем строить эту трассу. Если все пойдет по плану, то к концу 2025 года мы планируем получить первые результаты автономного вождения на основе этой универсальной колесной платформы».
Исследование проводится в ЮУрГУ в рамках реализации стратегического технологического проекта № 1 «Интеллектуальное производство» программы «Приоритет» (на 2025-2036 гг.) (нацпроект «Молодежь и дети»).