новости
3 июля 2014 15:54
Управление — техническая наука
Переключатель. Простое слово из обихода, с которым мы сталкиваемся каждый день. Кажется, что может быть проще этого устройства? Но эта кажущаяся простота таит в себе массу возможностей.
НПП «Тензосенсор» было создано в Рыбинске в 2004 году и занимается исключительно научными разработками в сфере инновационных технологий. Генеральный директор «Тензосенсора» Владимир Никитин рассказывает, что в основе разработок компании лежит технология создания эластичных электропроводящих тензочувствительных пленок. С их помощью и была создана новая уникальная технология ввода информации: микроджойстики и полиморфные (программируемые) переключатели.
Идея полиморфного переключателя проста — дешевый, легкий и миниатюрный миниджойстик используется как перепрограммируемый переключатель для замены множества разных типов переключателей в цифровых системах. Он может использоваться как джойстик, тумблер, многопозиционный переключатель, регулятор. Он восприимчив к одиночным и двойным, длинным и коротким нажатиям, «понимает» круговые вращения и при необходимости может переходить из одного режима в другой.
Инновационные переключатели имеют простую конструкцию, не требуют дорогих технологий и импортного оборудования, поэтому изготовить их можно целиком из отечественных материалов.
В 2013 году на предприятии были изобретены оптические миниджойстики. В отличие от зарубежных аналогов они значительно проще, дешевле и надежнее. Полиморфные переключатели на их основе позволяют делать приборы миниатюрнее и функциональнее.
Из конкурентных преимуществ полиморфных переключателей можно отметить многофункциональность, перепрограммируемость, эргономичность, низкую материалоемкость, малый вес, бесшумность, травмобезопасность.
Изобретения рыбинцев имеют отнюдь не только бытовое значение, хотя они могут стать базовыми элементами в любом приборе, где используются переключатели. Основная задача — это внедрение технологии в промышленное производство.
— Сфера применения полиморфных переключателей практически неограниченная, — говорит Владимир Никитин. — От хозяйственной техники до космической промышленности, от авиации до бытовой аппаратуры. Первые образцы изделия уже применяются в продукции Смоленского завода радиодеталей. Идет процесс внедрения и организации производства продукции на предприятиях концерна «Росэлектроника» и «КРЭТ».
В массовом производстве полиморфные переключатели могут применяться в пультах дистанционного управления телевизионными приемниками, системами видеонаблюдения, автосигнализации, в компьютерных манипуляторах и настенных регуляторах освещения и многих других приборах. Такими разработками интересуются китайские производители, планируя использовать миниджойстики в дешевых пультах управления приставок смарт-ТВ, которые продаются миллионными тиражами.
Еще одно важное изобретение предприятия — это полиджойстики. Это новое поколение органов управления роботами, самолетами, вертолетами, манипуляторами. Они исполнены как две симметричные неподвижные ручки, на которых установлено по 5 миниджойстиков. Каждый из них может использоваться как двухкоординатный джойстик или как полиморфный переключатель на 1-2-4 позиций.
Полиджойстики дают возможность управлять без отрыва рук объектами, обладающими до двадцати степеней свободы, превосходят в удобстве, скорости и функциональности обычные джойстики, работоспособны при действии перегрузок, толчков и вибраций. По сути, два полиджойстика работают, как десять обычных джойстиков.
Особое внимание Владимир Никитин обращает на использование научных разработок НПП «Тензосенсор» в оборонной промышленности.
— С появлением высокоточных боеприпасов большая часть крупногабаритных и дорогих образцов вооружения в современных боевых действиях может оказаться неэффективной, — говорит генеральный директор. — Их время прошло. Они должны уйти, как ушли динозавры, уступив мелким млекопитающим. Новая война требует новых вооружений. Чтобы победить в современной войне, нужно использовать массовые и дешевые боевые минироботы, способные коллективно противостоять дронам.
Речь идет не только о технологиях, но и экономике. Если боевой робот будет меньше человека и дешевле высокоточной ракеты, способной его поразить, то экономическая нагрузка ляжет на агрессора. С каждым выстрелом он будет наносить больший ущерб себе. Применение дорого-стоящих боеприпасов станет экономически невыгодным, а тактика применения высокоточного оружия окажется неэффективной.
Никитин приводит примеры. Средний танк весит примерно 30-45 тонн. Потенциально из такого количества материалов можно сделать до 300-450 минироботов весом 100 кг. А если в боекомплекте минироботов будут противотанковые ракеты, то они с очень высокой степенью вероятности смогут уничтожить больше ста танков. Значит, по боевой эффективности минироботы будут превосходить один танк в сотни раз. А теперь сравним цены. Стоимость одного танка «Абрамс» на конец 90-х годов составляла 4,5 млн. долларов США, а модернизация до уровня М1А2 — 2,5 млн. долларов. За эти деньги можно сделать 30-46 роботов типа MAARS. А так как один робот заменяет пять морских пехотинцев, то по цене одного танка можно получить боевую мощь целой роты морской пехоты США из 150-230 бойцов.
— Таким образом, абсолютно очевидно, что по критерию цена-качество боевые минироботы значительно, в десятки раз, опережают крупногабаритное вооружение, в частности, танки, — говорит Владимир Никитин.
А при чем здесь «Тензосенсор» и его разработки? Оказывается, лучшим средством управления боевыми минироботами являются полиджойстики, которые позволяют осуществлять невероятные маневры, обеспечивая движение летающих аппаратов по сложнейшим траекториям. В то же время с их помощью легко управлять наземными транспортными средствами и самыми сложными манипуляторами, используемыми в саперной технике и транспортно-заряжающих машинах. Их можно применять даже в хирургических роботах для дистанционного проведения операций в полевых роботизированных госпиталях. А так как пальцы способны двигаться значительно быстрее рук, то управление роботами становится похожим на исполнение музыкального произведения.
Минироботы, управляемые полиджойстиками, найдут широкое применение и в мирной жизни. В ближайшем будущем множество людей, даже пенсионеры и люди с ограниченными возможностями, смогут с помощью полиджойстиков управлять самыми разными роботами, не выходя из дома. Совместно со студенческим конструкторским бюро РГАТУ им. Соловьева уже проведены опыты по управлению минироботами через Интернет. Например, на выставке День инноваций Министерства обороны и на МАКСе-2013 минироботы СКБ РГАТУ, находясь в Рыбинске, управлялись полиджойстиками из Москвы.
— В будущем минироботы, управляемые полиджойстиками, преобразят труд сотен людей разных профессий и найдут применение в во многих отраслях народного хозяйства — от замены дворников, полицейских и борьбы с борщевиком до применения на опасных работах в шахтах, строительстве дорог и газопроводов в экстремальных климатических зонах, — рассказывает Владимир Никитин. — Они позволят выполнять всю грязную или опасную физическую работу дистанционно, даже не выходя из дома. Минироботы сделают нашу жизнь чище, приятнее и спокойнее. Снизится потребность в гастарбайтерах, уменьшится социальная напряженность.
При этом одним из самых важных факторов эффективности минироботов руководитель «Тензосенсора» считает многофункциональность и удобство управления. Именно поэтому рыбинское предприятие занимается перспективными инновационными разработками на основе полиморфных устройств.
«Тензосенсор» имеет 9 ключевых патентов РФ, патентуется 8 заявок на полезные модели и 4 заявки на изобретения. Многие разработки выполнены совместно со специалистами рыбинского университета, которые принимают активное участие в исследованиях.
Напомним, что в 2011 году предприятие получило статус резидента Сколково в кластере Космических технологий и телекоммуникаций.
