Команда МГУ им. адм. Г.И. Невельского по подводной робототехнике

Автор: Олег Кожевников

Руководитель: Прощенко Дмитрий

Команда Морского государственного университета по подводной робототехнике была основана в 2013 году и, начиная с первого года своих выступлений, неизменно демонстрировала высокий технический уровень как на всероссийских, так и на международных соревнованиях. На данный момент наилучшим достижением на международной арене является третье место среди 39 команд из 12 стран мира в 2015 году в Сан-Диего (США) на 18 Международных соревнованиях RoboSub Competition. В последующие годы команда университета уверенно входила в десятку сильнейших в мире. На всероссийских соревнованиях лучшие результаты в категории автономных аппаратов были достигнуты в 2019 году, где команда МГУ стала победителем соревнований, а в 2020 году команда университета завоевала золото в направлении телеуправляемых подводных роботов. 

 

Соревнования MATE ROV 2014 года, Алпена, штат  Мичиган. История про солемер, который я делал в в 14-м году, стала легендой в нашей команде. И, даже сейчас мой тогдашний наставник по электронике, которого мы называли  раньше просто “Хозяин”, непременно вспоминает про это устройство, ставшее символом неправильного подхода к работе. Техническое задание было предельно простым – разработать устройство, показывающее проводимость воды, с измерительным элементом длиной не менее 20 см, чтобы можно было установить его в труднодоступные места, и оставить там на время для проведения измерений. К изготовлению этого девайса я подошел со всем размахом и применил все доступные мне, на тот момент, технологии. В итоге прибор состоял из 3-х плат, напичканных различными стабилизаторами, генераторами и преобразователями. Измерительным элементом являлась медная трубка с отверстиями, и поэтому весь прибор в сборе был похож на противотанковую гранату времен Второй мировой, и мы всерьез опасались, что эту штуку не пропустят на границе. В общем и целом, в прибор было вложено много сил, и все хотели, чтобы он показал себя в деле. Наконец, время пришло, аппарат с зажатым в манипуляторе солемером погрузился под воду и вставил измерительный щуп в емкость. Все ждали чуда… Но случилось то, что мне еще долго будут вспоминать. При разжатии манипулятора моя измерительная система с дикой скоростью начала всплывать на поверхность, вылетела на полметра над водой и плюхнулась обратно! В корпусе остался воздух. Все, кто видел этот фейл просто валялись от смеха! Это был очень смешной и глупый просчет, ведь на разработку ушло 3 месяца… Потом, конечно, накидали в корпус свинца и прибор больше не всплывал, но этот “плюх” я запомнил надолго! А уже в США этот прибор снова отказался работать по причине отвалившегося провода питания, который шел с земли. Этот провод выдержал все тренировки, все перелеты и переезды и отвалился только на финальных заплывах. Вот так бесславно закончилась история инновационного прибора. Баллов он так и не принес. Казалось бы - это ужасно и мне нужно было закончить разрабатывать электронику на месте. Но, на таком простом примере я ощутил всю мощь случайности, познал самое важное правило инженера: “все зависит от всего”. Ну, или “мелочей не бывает”. Кому как больше нравится. Поэтому, проверяйте провода и полностью анализируйте работу вашего устройства от корпуса до батареек! Если вы занимаетесь созданием роботов, пусть пока не подводных, то, наверняка знаете, что техника не всегда ведет себя предсказуемо. Т.е. к примеру, вы запрограммировали на одно действие, а он выполняет совершенно другое, или просто ведет себя очень эмоционально, живет своей жизнью, едет в сторону, выпрыгивает из рабочего поля и разваливается по пути. Не стоит думать, что только у вас происходят подобные чудеса. И у опытных студентов-робототехников тоже случаются неожиданности. Ярчайший пример - аппарат 15-го года под названием “Arctic Force”, или “Арктическая сила”, который мы делали для соревнований в Канаде, где было 3 бассейна. Первый расположен в огромной холодильной камере. Он был покрыт льдом, в котором была сделана небольшая прорубь, в которую и нужно было запускать аппарат. Второй бассейн был с искусственным течением и, чтобы выполнять миссии, пилоту приходилось очень точно компенсировать уход аппарата из рабочей зоны. Третий бассейн был с волнами, на которых аппарат раскачивался, как символ вложенных в него времени и сил. И везде были разные задания при 45 минутах соревновательного времени в чистом виде! “Arctic Force” действительно обладал силой! Это был, наверное, один из самых мощных и больших аппаратов, участвовавших в соревнованиях. Нужно было видеть глаза судьи на взвешивании, когда стрелка весов убежала на противоположную часть шкалы, показав 30 кг. Гигант с размерами 750 на 600 мм, оснащенный 6 движителями тягой 7 кг каждый, приводил конкурентов в панику! А мы больше боялись за то, как бы гребные винты не отвалились на максимальных оборотах. Большому аппарату - большая скорость, решили мы, и вместо программного ограничения мощности отлили с десяток гребных винтов. Нужно ли говорить, что весь наш тренировочный бассейн был усеян обломками! Дирекция бассейна на нас потом очень сильно ругалась за повсеместно разбросанный мусор на дне бассейна. Пришлось устраивать генеральную уборку под водой! Плавать аппарат, конечно, умел, но делал это крайне редко, поэтому каждый тренировочный и соревновательный заплывы были для нас большим праздником!

Лучше всего “Arctic Force” умел ломаться! Причем постоянно! Вот, кажется, он просто стоит на столе и безмолвно готовит план самоликвидации. Настолько ему не хочется жить! Конечно, это можно объяснить огрехами в процессе разработки, но мне приятнее думать, что это часть образовательной программы, нацеленной на получение знаний через неудачи.

Аппарат преподносил технические проблемы с особым коварством и беспощадностью! Самой первой умерла оптическая связь, которую мы хотели преподнести в качестве нашей главной гордости! Крутейшая система с оптомодемами не запустилась, когда мы готовились к региональным соревнованиям, и нужно было срочно делать новый кабель. Понервничали, но успели. Потом была долгая отладка и бессонные ночи в бассейне в худших традициях инженерного дела. Но, однозначно, самые запоминающиеся и самые яркие! В итоге мы улетели на соревнования с аппаратом, полным неожиданностей  и сюрпризов. Уже на презентации “Arctic Force” показал свою темную сторону. Мы хотели включить его перед судьями и продемонстрировать работу движков, манипулятора и видео, но все пошло не по плану, и на подачу питания аппарат никак не отреагировал! Мы стали пытаться вернуть ситуацию под контроль, но тут происходит самое страшное… Судья в шутку шевелит наш кабель и аппарат тут же включается! “Я починил ваш аппарат!”- говорит судья. “Окей, спасибо”, - говорим мы, а сами думаем: “Как?!... Почему именно сейчас?!”. К слову, за эту презентацию нашему участнику дали приз как лучшему спикеру соревнований! Следующий прокол произошел в ледяном бассейне. На 10-й минуте выступления от холода у нас отключились камеры. Внезапно, неожиданно и больше не включались, пока не был произведен полный разбор автопилота с устранением всех неисправностей. Второй бассейн с волнами мы прошли относительно быстро и просто: вышли на стартовую станцию, окунули аппарат, уронили в оду один из макетов и на этом удалились. Настоящая ожесточенная борьба началась в третьем бассейне, где основными сложностями было течение и заглючивший пульт управления. Впервые у нас возникла такая проблема, при которой при нормальном положении джойстика аппарат думал, что ему надо двигаться полным ходом налево. Конечно, можно было перезапустить питание, но мы не рискнули. Уж лучше такое управление, чем вообще никакого. Наш пилот отважно сражался с течением и системными глюками, пару раз мы уходили из зоны макетов и чуть не врезались в соседний аппарат, который тоже выполнял миссии. Зафиксировались, повернули вентили, вдох-выдох, ушли на второй круг, на третий, подсоединились к системе трубопровода, прекрасно! Подняли со дна кусок макета- замечательно! Выполнили необходимые измерения- просто чудо! Ради этого мы здесь, чтобы сделать все, что можем. Да, это история не про победу на соревнованиях, но она круче! Эта история про победу над самими собой! В итоге, в сумме нам хватило баллов, чтобы войти в топ 10 команд. Аппарат - это отражение команды и он каким-то мистическим образом показывает участнику его сильные и слабые стороны. Эти соревнования научили продолжать борьбу в самых экстремальных условиях, которые только могут подарить вам ваши Робо-друзья.