Выполняемые проекты
Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно- технологического комплекса
России на 2014 – 2020 годы» по этапу № 3
Тема: «Разработка и исследования роботизированного комплекса для тушения лесных пожаров»
Приоритетное направление: Информационно-телекоммуникационные системы (ИТ)
Критическая технология: Технологии информационных, управляющих, навигационных систем
Период выполнения: 26.09.2017 - 30.06.2020
Ключевые слова: ПОЖАРНЫЙ РОБОТ, ТУШЕНИЕ ПОЖАРА, РОБОТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС, ЧЕЛОВЕКО- МАШИННЫЙ ИНТЕРФЕЙС, ПОЛИДЖОЙСТИК, МУЛЬТИАГЕНТНАЯ СИСТЕМА, ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ, СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
1. Цель проекта
Лесной пожар является одной из наиболее часто встречающихся и масштабных катастроф природного
характера, защита от которого является сложной, трудоемкой и дорогостоящей операцией. Учитывая
то, что значительная часть территории нашей страны покрыта лесными массивами – борьба с
лесными пожарами является одной из важнейших задач лесного хозяйства России. Основной целью
проводимых исследований является создание востребованного перспективного робототехнического
комплекса легкого класса, способного повысить эффективность проведения работ по тушению
лесных пожаров в условиях, сопряженных с рисками гибели и травматизма личного состава спасательных
подразделений.
2. Основные результаты проекта
Разработка и изготовление роботизированного минихарвестера обеспечили его
функционирование в соответствии с требованиями ТЗ, а также пригодность для проведения
экспериментальных исследований.
Разработка и изготовление подвижного пункта управления обеспечили его функционирование в
соответствии с требованиями ТЗ, а также пригодность для проведения экспериментальных исследований.
Проведенные патентные исследования подтвердили патентную чистоту технических принципов создания
робота пожарного, роботизированного траншеекопателя, валочного робота и их
составных частей. Проведенный анализ показал конкурентоспособность объектов
хозяйственной деятельности, эффективность их использования по назначению, а также
соответствие тенденциям и прогнозу развития.
Экспериментальные исследования экспериментального образца роботизированного комплекса для
тушения лесных пожаров показали его соответствие требованиям Технического задания.
Обобщение и оценка полученных результатов показали соответствие результатов исследований
современному уровню техники и тенденциям дальнейшего развития. Полученные результаты в целом
соответствуют современному научно-техническому уровню, а по некоторым параметрам превосходят
его.
Разработанный роботизированный комплекс для тушения лесных пожаров в целом соответствует
ключевым направлениям развития РТК, а некоторые разработанные и внедренные научно-технические
решения не имеют аналогов.
Разработанные рекомендации позволят в дальнейшем осуществить реализацию результатов ПНИЭР
в реальных секторах экономики: провести дальнейшую ОКР, создать производство и начать
реализацию инновационной продукции в России и за рубежом. Рекомендации направлены на
обеспечение импортозамещения в области роботизированной техники специального назначения,
реализацию потенциала роста на отечественном рынке специальной и противопожарной техники и
оборудования. Разработанный проект технического задания на проведение ОКР «Разработка и
исследования роботизированного комплекса для тушения лесных пожаров на основе технологии онлайн-управления и элементов искусственного интеллекта» позволит обеспечить проведение дальнейших работ в рамках проведенных
исследований.
Основными характеристиками разработанного роботизированного комплекса для тушения
лесных пожаров являются следующие:
а) пожарный робот:
1) дальность подачи воды, м – 30;
2) объем резервного бака для воды, куб. м – 0,3;
3) дальность управления в условиях открытой местности, не менее, м – 2000;
б) роботизированный траншеекопатель:
1) ширина траншеи с отвалом грунта, м – 0,3;
2) глубина траншеи, м – 0,5;
3) скорость вскапывания, м/мин – 0,3-2;
4) дальность управления в условиях открытой местности, не менее, м – 2000;
в) роботизированный минихарвестер:
1) диаметр распиловки ствола, м, не менее – 0,2;
2) сила толкания ствола, т, не более – 2;
3) дальность управления в условиях открытой местности, не менее, м – 2000;
г) дрон:
1) макс. скорость, км/ч – 72;
2) дальность передачи сигнала, км – 7;
3) макс. допустимая скорость ветра – 10 м/с;
4) макс. время полета, минут – 30;
5) спутниковые системы позиционирования – GPS/ГЛОНАСС;
д) подвижный пункт управления:
1) количество автомобилей, шт. – 3;
2) количество прицепов, шт. – 3;
3) количество рабочих мест:
- операторов – 3;
- супервайзера – 1;
- бригадира – 1.
Научная новизна разрабатываемого роботизированного комплекса для тушения лесных пожаров
заключается в новом составе комплекса с дифференцированной функциональностью элементов,
применении мультиагентной системы управления, построенной по иерархическому принципу с
возможностью контроля работы операторов роботов на двух уровнях контроля, применении
унифицированного человеко-машинного интерфейса управления на основе полиджойстиков и маски
виртуальной реальности.
Полученные результаты соответствуют требованиям к выполняемому проекту.
Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющих мировой уровень,
показывает конкурентоспособность разрабатываемого роботизированного комплекса для тушения
лесных пожаров, эффективность его использования по назначению, а также соответствие
тенденциям и прогнозу развития.
3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного
научного исследования и экспериментальной разработки
изобретение патент № 2695139 от 22.07.2019 «Мобильный комплекс для тушения лесных
пожаров с помощью рулонных огнезащитных экранов», РФ
изобретение патент № 2677413 от 16.01.2019 «Способ тушения лесных пожаров и
роботизированный комплекс для его осуществления», РФ
полезная модель патент № 193626 от 07.11.2019 «Роботизированный траншеекопатель», РФ
полезная модель заявка № 2019120730 от 01.07.2019 «Робот пожарный», РФ
полезная модель заявка № 2019120732 от 01.07.2019 «Валочный робот», РФ
4. Назначение и область применения результатов проекта
Основной областью применения разрабатываемого робототехнического комплекса является тушение лесных
пожаров. Создание и внедрение противопожарных робототехнических комплексов позволит повысить
эффективность проведения работ по тушению лесных пожаров в условиях, сопряженных с
рисками гибели и травматизма личного состава спасательных подразделений, а также позволит
широко внедрить безлюдные технологии выполнения противопожарных операций.
Оценка ущерба от лесных пожаров в России показывает, что ежегодно наша страна теряет
от лесных пожаров в среднем около 50 миллиардов рублей. Массовое применение перспективного
высокомобильного робототехнического комплекса для тушения лесных пожаров легкого класса
позволит значительно уменьшить ущерб от лесных пожаров.
Ожидается, что разработка новых технических решений приведет к укреплению и развитию международного
сотрудничества в области разработки и производства противопожарных робототехнических комплексов.
Полученные результаты позволят создать новый тип противопожарного робототехнического
комплекса, использующего технологии онлайн-управления и элементы искусственного
интеллекта, способный повлиять на изменение структуры производства и потребления в
соответствующем секторе рынка, а также в социальной сфере.
5. Эффекты от внедрения результатов проекта
Ожидаемые социально-экономические эффекты от внедрения результатов проекта следующие:
- повышение эффективности и производительности труда по тушению лесных пожаров;
- уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду;
- снижение риска смертности и травматизма личного состава спасательных подразделений;
- усиление конкурентных позиций отечественной науки.
6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта
Основными формами коммерциализации результатов проекта являются мероприятия по
разработке, производству и эксплуатации продукции на основе разработанных технических решений:
– организация мелкосерийного производства инновационной продукции (организация позаказного
производства) своими силами с использованием собственных производственных мощностей;
– создание специализированного завода по производству лесопожарной робототехники с
использованием инструментов поддержки малого и среднего предпринимательства на региональном и,
возможно, федеральном уровнях.
Возможной формой коммерциализации полученных результатов является продажа исключительных и/или
простых лицензий на полученные РИД компаниям-производителям пожарной и специальной техники.
Основным предполагаемым рынком сбыта является российский рынок противопожарного роботизированного
оборудования, в дальнейшем планируется выход на мировой рынок. По оценкам экспертов
Международной федерации робототехники (International Federation of Robotics, IFR) мировой объем
рынка пожарных роботов в денежном выражении может составить порядка $2,1 млрд.
7. Наличие соисполнителей
В качестве соисполнителей по проекту в 2019 году привлекались:
- Общество с ограниченной ответственностью «ВС-ПЛАТФОРМА» в части разработки программного
обеспечения блока управления системы технического зрения, программного обеспечения
блока управления навесным технологическим оборудованием и программного обеспечения блока
управления унифицированной роботизированной платформой.
- Общество с ограниченной ответственностью «Научно-технический центр мультиагентных
робототехнических систем» в части запуска и отладки программного обеспечения
мультиагентной системы дистанционного управления элементами
роботизированного комплекса для тушения лесных пожаров.