Будущее уже наступило: чем сегодня занимаются нижегородские политехники
Ученые НГТУ им. Алексеева рассказали о новейших разработках
Сегодня внимание нижегородских политехников сосредоточено на машиностроении, транспортных системах и ядерной энергетике
Будущее уже наступило:
чем сегодня занимаются нижегородские политехники
чем сегодня занимаются нижегородские политехники
Ученые НГТУ им. Алексеева рассказали о новейших разработках
Сегодня внимание нижегородских политехников сосредоточено на машиностроении, транспортных системах и ядерной энергетике
Сегодня внимание нижегородских политехников сосредоточено на машиностроении, транспортных системах и ядерной энергетике
Как скоро мы увидим беспилотные машины на дорогах Нижнего Новгорода? Заменят ли роботы человека? Удастся ли полностью импортозаместить современную электронику? На эти и другие вопросы корреспонденту сайта pravda-nn.ru ответили ученые НГТУ им. Алексеева в рамках проекта «Homo Sapiens нижегородский».
Почти как радиоуправляемая игрушка
Развитием автоматизированных систем в нижегородском политехе занимаются уже порядка шести лет. Самым первым прототипом беспилотного авто стала наша «Газель»: тестировать такие технологии на обычных легковушках ученые не хотели – рынок и так уже был в этом направлении развит, а вот беспилотных грузовиков, которые могли бы перевозить различные грузы, на тот момент особо не было.
Идея создания такой машины заключалась в оптимизации издержек коммерческих компаний: по мнению авторов проекта, работодатели смогли бы минимизировать расходы, если бы начали использовать беспилотные авто – машина не болеет и никакой погоды не боится.
Первым беспилотным авто, разработанным учеными нижегородского политеха, стал грузовик-тягач МАЗ. От обычного грузовика такая машина почти ничем не отличается: ее выдают лишь установленные впереди датчики. Всего она оборудована 15 сенсорами: лидарамидля определения местоположения, камерамидля обзора, световыми датчиками, системами навигации и вычислительной техникой. Всё это объединяется в один комплекс, который обрабатывает всю информацию и задаёт команды для самого шасси, чтобы управлять движением авто.
«Как у человека есть зрение, так у машины – сенсоры, которые помогают «ориентироваться» в пространстве. Так автомобиль понимает, в каком конкретном месте он находится, какая у него скорость, какие объекты вокруг него находятся. Есть навигация, которая позволяет определять с помощью спутников его местоположение», – пояснил ведущий инженер НГТУ им. Алексеева Павел Береснев.
Развитием автоматизированных систем в нижегородском политехе занимаются уже порядка шести лет. Самым первым прототипом беспилотного авто стала наша «Газель»: тестировать такие технологии на обычных легковушках ученые не хотели – рынок и так уже был в этом направлении развит, а вот беспилотных грузовиков, которые могли бы перевозить различные грузы, на тот момент особо не было.
Идея создания такой машины заключалась в оптимизации издержек коммерческих компаний: по мнению авторов проекта, работодатели смогли бы минимизировать расходы, если бы начали использовать беспилотные авто – машина не болеет и никакой погоды не боится.
Первым беспилотным авто, разработанным учеными нижегородского политеха, стал грузовик-тягач МАЗ. От обычного грузовика такая машина почти ничем не отличается: ее выдают лишь установленные впереди датчики. Всего она оборудована 15 сенсорами: лидарамидля определения местоположения, камерамидля обзора, световыми датчиками, системами навигации и вычислительной техникой. Всё это объединяется в один комплекс, который обрабатывает всю информацию и задаёт команды для самого шасси, чтобы управлять движением авто.
«Как у человека есть зрение, так у машины – сенсоры, которые помогают «ориентироваться» в пространстве. Так автомобиль понимает, в каком конкретном месте он находится, какая у него скорость, какие объекты вокруг него находятся. Есть навигация, которая позволяет определять с помощью спутников его местоположение», – пояснил ведущий инженер НГТУ им. Алексеева Павел Береснев.
Машина имеет два режима управления: беспилотный и дистанционный. В беспилотном режиме авто передвигается без водителя по заранее заданным параметрам и маршрутам. В дистанционном режимегрузовиком можно управлять с помощью планшета. Это сделано для того, чтобы в экстренных ситуациях оператор мог взять управление на себя.
«Сперва собирается карта местности, по которой двигается машина, а затем закладывается в компьютер. На ней строят маршруты, указывая начальную и конечную точку, зоны погрузки и разгрузки. В процессе езды машина также может учитывать различные дорожные элементы, если это происходит не на закрытых территориях, а на дорогах общего пользования: пешеходные переходы, светофоры, дорожные знаки. В общем, мониторит дорожную обстановку вокруг», – отметил Павел Береснев.
«Беспилотник» уже прошел все тестовые испытания в НГТУ и побывал у нескольких потенциальных заказчиков. Теперь его намерены протестировать в разных погодных условиях.
«Сперва собирается карта местности, по которой двигается машина, а затем закладывается в компьютер. На ней строят маршруты, указывая начальную и конечную точку, зоны погрузки и разгрузки. В процессе езды машина также может учитывать различные дорожные элементы, если это происходит не на закрытых территориях, а на дорогах общего пользования: пешеходные переходы, светофоры, дорожные знаки. В общем, мониторит дорожную обстановку вокруг», – отметил Павел Береснев.
«Беспилотник» уже прошел все тестовые испытания в НГТУ и побывал у нескольких потенциальных заказчиков. Теперь его намерены протестировать в разных погодных условиях.
Лаборатории будущего
Сейчас в стенах НГТУ им. Алексеева действует новое структурное подразделение – Передовая инженерная школа атомного машиностроения и систем высокой плотности энергии. Здесь проводят исследования в области атомной энергетики, а также готовят соответствующие кадры.
Так, в одной из лабораторий подразделения – Умной фабрике «Передовые промышленные технологии атомного машиностроения» – студентов обучают навыкам работы с различными станками с числовым программным управлением (ЧПУ).
Кроме того, здесь разрабатывают оборудование для интеллектуальной диагностики сложных аппаратов, а также аддитивные технологии для машиностроения и атомной отрасли. В будущем в этой лаборатории намерены создать производство полного замкнутого цикла, работа в котором будет вестись автономно, почти без участия человека.
«Общая концепция Умной фабрики предусматривает, что у нас на одном рабочем месте выращивается профильная заготовка из необходимого материала. Далее она переносится на другое рабочее место – это должен будет выполнять коллаборативный робот. Он передвигается по рельсам на электродный станок, где происходит удаление подложки. А затем заготовка переходит на обработку – на токарный или фрезерный станок, –поделился заместитель директора Института промышленных технологий машиностроения по научной работе Максим Аносов. –По сути, весь процесс контролируется роботом и оператором, который мониторит это информационное пространство».
Сейчас в стенах НГТУ им. Алексеева действует новое структурное подразделение – Передовая инженерная школа атомного машиностроения и систем высокой плотности энергии. Здесь проводят исследования в области атомной энергетики, а также готовят соответствующие кадры.
Так, в одной из лабораторий подразделения – Умной фабрике «Передовые промышленные технологии атомного машиностроения» – студентов обучают навыкам работы с различными станками с числовым программным управлением (ЧПУ).
Кроме того, здесь разрабатывают оборудование для интеллектуальной диагностики сложных аппаратов, а также аддитивные технологии для машиностроения и атомной отрасли. В будущем в этой лаборатории намерены создать производство полного замкнутого цикла, работа в котором будет вестись автономно, почти без участия человека.
«Общая концепция Умной фабрики предусматривает, что у нас на одном рабочем месте выращивается профильная заготовка из необходимого материала. Далее она переносится на другое рабочее место – это должен будет выполнять коллаборативный робот. Он передвигается по рельсам на электродный станок, где происходит удаление подложки. А затем заготовка переходит на обработку – на токарный или фрезерный станок, –поделился заместитель директора Института промышленных технологий машиностроения по научной работе Максим Аносов. –По сути, весь процесс контролируется роботом и оператором, который мониторит это информационное пространство».
Единственная в мире
Нижегородским политехникам также принадлежит еще одна уникальная установка, предназначенная для утилизации некондиционного тетрахлорида кремния. Она позволяет очищать вещество от всяких примесей.
Чтобы использовать тетрахлорид кремния в промышленности, его необходимо очистить от всяких примесей. Вещество это ядовитое, опасное для экологии, потому и нуждается в очистке. Тогда ученые нижегородского политеха решили сделать это за счет плазмохимической обработки.
«Мы некондиционный тетрахлорид кремния в среде водорода помещаем в плазму, при определенных условиях мы можем в этой плазме произвести выжигание примесей отдельно от тетрахлорида, то есть тетрахлорид у нас остается, а примеси выжигаются. Примеси выпадают в осадок внутри плазмотрона», – объясняет руководитель Научно-исследовательской лаборатории летучих гидридов и хлоридов кремния Георгий Мочалов.
Вся установка для очистки тетрахлорида кремния представляет собой совокупность разного оборудования: это сама ядерная установка, в которой содержится вещество, приёмник тетрахлорида кремния, плазмотрон, генератор. С помощью нее можно получать до пяти тонн в год очищенного вещества и полностью покрывать потребность промышленных предприятий. Аналогов у нее нет нигде в мире.
«Это первая подобная установка для очистки тетрахлорида кремния. Существует много других плазмохимических установок в мире, но они, в принципе, преследуют другие цели: в основном, это получение кремния из тетрахлорида кремния», –рассказал Георгий Мочалов.
Пока что за год работы исследователи смогли обработать 10 кг образцов, которые передали промышленному партнеру – единственному в России производителю прекурсоров. Далее полученное обработанное вещество компания доводит до высокой степени чистоты,чтобы его можно было применять в электронике.
Нижегородским политехникам также принадлежит еще одна уникальная установка, предназначенная для утилизации некондиционного тетрахлорида кремния. Она позволяет очищать вещество от всяких примесей.
Чтобы использовать тетрахлорид кремния в промышленности, его необходимо очистить от всяких примесей. Вещество это ядовитое, опасное для экологии, потому и нуждается в очистке. Тогда ученые нижегородского политеха решили сделать это за счет плазмохимической обработки.
«Мы некондиционный тетрахлорид кремния в среде водорода помещаем в плазму, при определенных условиях мы можем в этой плазме произвести выжигание примесей отдельно от тетрахлорида, то есть тетрахлорид у нас остается, а примеси выжигаются. Примеси выпадают в осадок внутри плазмотрона», – объясняет руководитель Научно-исследовательской лаборатории летучих гидридов и хлоридов кремния Георгий Мочалов.
Вся установка для очистки тетрахлорида кремния представляет собой совокупность разного оборудования: это сама ядерная установка, в которой содержится вещество, приёмник тетрахлорида кремния, плазмотрон, генератор. С помощью нее можно получать до пяти тонн в год очищенного вещества и полностью покрывать потребность промышленных предприятий. Аналогов у нее нет нигде в мире.
«Это первая подобная установка для очистки тетрахлорида кремния. Существует много других плазмохимических установок в мире, но они, в принципе, преследуют другие цели: в основном, это получение кремния из тетрахлорида кремния», –рассказал Георгий Мочалов.
Пока что за год работы исследователи смогли обработать 10 кг образцов, которые передали промышленному партнеру – единственному в России производителю прекурсоров. Далее полученное обработанное вещество компания доводит до высокой степени чистоты,чтобы его можно было применять в электронике.
Тетрахлорид кремния – это химическое соединение, которое используется при создании оптоволокна и полупроводников. Кроме того, его применяют и в качестве полуфабриката для получения кремния высокой чистоты, из которого состоит вся современная электроника, –спрос на него весьма и весьма большой.
С помощью другой установки ученые также могут исследовать полученное вещество на наличие в нем летучих молекулярных примесей – масла или органических веществ. Для этого в хроматограф – прибор для разделения смесей – «подсаживается» парогазовая смесь, анализируется в течение 8-10 минут, а на компьютере выводится результат в виде графика.
«Парогазовая смесь входит в спираль, в которой определенные вещества, самые простые, по-разному абсорбируются в смеси, которая находится внутри. Эти вещества проходят по трубке, после чего регистрируются пики самых простых веществ. Так мы можем узнать, что у нас получилось на выходе из некондиционного тетрахлорида кремния», –рассказал магистрант НГТУ им. Алексеева Никита Малеев.
«Парогазовая смесь входит в спираль, в которой определенные вещества, самые простые, по-разному абсорбируются в смеси, которая находится внутри. Эти вещества проходят по трубке, после чего регистрируются пики самых простых веществ. Так мы можем узнать, что у нас получилось на выходе из некондиционного тетрахлорида кремния», –рассказал магистрант НГТУ им. Алексеева Никита Малеев.
Ранее на сайте pravda-nn.ru сообщалось, что уникальную систему дистанционного управления машинами разработали ученые НГТУ им. Алексеева. Она позволит управлять машинами для работы в шахтах в автономном и дистанционном режимах.