Мехатронное устройство систем искусственного интеллекта

Цель работы, представленной в статье, заключается в демонстрации поэтапной разработки мехатронного устройства, описании процесса разработки конструкции устройства, его программного обеспечения, демонстрации применения теории избранных разделов математики и физики в области робототехники, и в частности: линейной алгебры, геометрии, вычислительной математики, дискретной математики, механики. Исследование проводилось на основе мехатронного устройства, которое было спроектировано в рамках подготовки к международному турниру по робототехнике «First Global Challenge 2019» молодежной командой Республики Беларусь, ставшей победителем данных соревнований. В статье подробно описана постановка задачи на данном турнире, выделены основные требования к создаваемому роботу, представлено общее описание этапов создания устройства как в ходе проектирования, так и при непосредственной реализации проекта, а также обоснованы инженерные решения, которые были приняты в процессе конструирования. Более подробно описаны этапы, представляющие наибольший интерес с точки зрения применения теории прикладной физики и математики. Особое внимание в статье уделено проектированию и разработке модулей конструкции, а также разработке программного обеспечения для управления устройством. Робот представляет собой экспериментальную модель, которая может быть использована в дальнейших исследованиях в области искусственного интеллекта, машинного обучения, систем автоматизации, а также является потенциальной платформой для обучения робототехнике на уровне среднего специального и высшего образования.

мехатронные устройства, робототехника, мобильная платформа, механика, программирование

1. Нгуен Н.М. Разработка математической модели погрузочно-разгрузочного устройства с всенаправленными колесами. Труды МАИ. 2012;58:22.

2. Pin F.G., Killough S.M. A new family of omnidirectional and holonomic wheeled platforms for mobile robots. IEEE transactions on robotics and automation. 1994;10(4):480-489.

3. Лапшин В.П., Коба Я.Д., Абалов А.А. Omni-колеса как способ решения проблемы нелинейного взаимодействия колеса и опорной поверхности в малых мобильных платформах. Молодой исследователь Дона. 2018;4(13):88-89.

4. Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств. Москва: Машиностроение; 1982.

5. Воробьев Н.В. Цепные передачи. Изд. 4-е. Москва: Машиностроение; 1968.

6. Андреев А.С., Кудашова Е.А. О моделировании структуры управления для колесного робота с омни-колесами. Автоматизация процессов управления. 2015;2:114-121.

7. Мартыненко Ю.Г., Формальский А.М. О движении мобильного робота с роликонесущими колесами. Известия РАН. Теория и системы управления. 2007;6:142-149.

8. Зобова А.А., Татаринов Я.В. Динамика экипажа с роликонесущими колесами. Прикладная математика и механика. 2009;73:13-22.