Внедрение роботов в нашу жизнь стало обыденностью: они работают на складах и в логистических центрах, занимаются доставкой, задействованы в медицине и иных сферах, упрощают нашу бытовую жизнь и даже скрашивают досуг (вспомните робособаку)… Но есть еще и микророботы, о существовании которых мы можем даже не догадываться — их размеры едва ли превышают 1,5 см, а вот функционал, который они выполняют, действительно впечатляет. Сегодня нам посчастливилось встретиться с профессором МАИ Андреем Александровичем Жуковым, который занимается разработкой и созданием подобных миниатюрных устройств. Для чего их используют, с какими сложностями сталкиваются разработчики и когда микророботы полетят в космос? Об этом и не только в нашем интервью.
— Андрей Александрович, как вы пришли в науку?
На третьем курсе Московского авиационного технологического института я увлекся микроэлектроникой. Это показалось интересным и удивительным: ты создаешь конструктивный элемент, которого в общем-то и не видно даже, а он является важнейшей частью устройства и выполняет обширный функционал. Так что свою специализацию я выбрал еще в институте и этим продолжаю заниматься до сих пор.
Если говорить о науке, то очевидно, что каждая сфера деятельности подкреплена исследовательской формой познания. И мне было очень интересно заниматься исследованиями, узнавать что-то новое, а потом применять знания на практике.
И в этом плане я счастливый человек. Мое увлечение позволяет мне зарабатывать.
— А как вы пришли к изобретательству?
Семья Жуковых — династия ученых и изобретателей, потому тяга к изобретательству во мне сформирована с ранних лет. На сегодняшний день у меня 78 патентов. Все они разные по значимости и в основном посвящены технологиям микроэлектроники.
— Расскажите, пожалуйста, как появилась идея создать ползающего микроробота-инспектора для использования на Международной космической станции?
Это одно из технических решений, являющееся частью цикла патентов и публикаций на эту тему. Оно развивает идею использования миниатюрного устройства для инспекции внешних и внутренних полостей на МКС, призванную облегчить труд людей. Идея его родилась из многочисленных запросов от специалистов, которые принимают участие в эксплуатации МКС. И дальше получила свое развитие в реализации проекта робота, который может инспектировать завалы при ЧС.
С прототипом робота-инспектора для чрезвычайных ситуаций мы участвовали в конкурсе «Новатор Москвы». И выиграли одну из номинаций. А сейчас готовим большой образовательный проект, в котором будут участвовать студенты разных вузов — МАИ, МФТИ, МЭИ. Так, студенты Физтеха будут заниматься моделированием шагания робота, МЭИ — вопросами энергообеспечения.
— На какой стадии проект робота-инспектора?
Создана платформа робота. Он имеет шесть конечностей, способен перемещаться по поверхности, имеет низкое энергопотребление. Его длина — 12–14 мм.
— Какие технологии использованы?
Все то, о чем говорим, основано на технологии микрообработки, которую можно отнести к категории нанотехнологий.
— А с какими сложностями вы сталкиваетесь в процессе реализации проекта робота-инспектора?
Из-за отсутствия гравитации шагнуть в космосе затруднительно и для робота, и для человека. Потому одна из важнейших проблем, которую предстоит решить, — это управляемая адгезия: проще говоря, управляемый процесс прилипания к поверхности и отлипания от нее.
— А в чем суть работы устройства?
Микроробот-инспектор нацелен на идентификацию дефектов, которые возникают при ударах микрометеоритов о поверхность солнечных батарей, питающих станцию. С помощью камер и датчиков инспектор будет получать информацию и передавать ее для распознавания повреждений. Сегодня эту работу выполняют космонавты. И если мы сможем продемонстрировать эффективность робота, то сможем существенно облегчить внекорабельную деятельность людей.
— Когда подобные устройства пойдут в серию?
Создание подобного устройства — междисциплинарная работа и связана с привлечением специалистов различных областей. Думаю, 3-4 года понадобится нам для запуска и начала испытаний в космосе.
— Сколько роботов одновременно должны работать на МКС?
Их количество должно быть таково, чтобы в случае выхода из строя одной части, оставшаяся могла выполнять свою функцию. Вероятно, не меньше полутора десятков.
— Существуют ли аналогичные изобретения в мире или это уникальная разработка?
Трудно судить на 100 %. Я предпочитаю говорить: аналогов не обнаружено. И это действительно так. Сегодня предпринимают попытки делать спутники-инспекторы — не шагающие, а пролетающие над поверхностью роботы. И это тоже довольно сложная техническая задача, ведь они должны быть снабжены не только навигационными датчиками, но и двигателями.
— Андрей Александрович, мы уже затронули тему микроробота-инспектора для использования в чрезвычайных ситуациях. Расскажите об этом проекте подробнее, пожалуйста.
Поскольку устройства миниатюрны, они могут пролезать в щели, которые образованы обломками. Оснащенные инфракрасной камерой, другими датчиками и сенсорами, они помогут обнаруживать под завалами людей или, например, определять источник утечки газа. В рамках реализации этого проекта нам также предстоит решить вопрос адгезии, ведь робот должен перемещаться в экстремальных условиях: по обломкам, в пыли, грязи. Но в случае успеха, запустив рой таких устройств, которые смогут передавать информацию на центральную станцию, сможем облегчить труд людей, задействованных в ликвидации ЧС.
— На какой стадии проект и кто принимает участие в его реализации?
Проект поддержан Российским научным фондом. На данный момент мы создали прототип и планируем продолжить работу над реализацией целостной информационной системы, компонентами которой станут микророботы. В работе уже принимают участие или в скором времени станут частью команды талантливые ученые: Н. Н. Болотник, Ф. Л. Черноусько, И. Г. Горячева, И. П. Смирнов, Д. В. Козлов, А. С. Дмитриев, физтех С. В. Соколов.
— Если пофантазировать, каким будет наш мир в 2051 году, по вашему мнению?
Философия развития мира и техники такова, что каждый год и каждое десятилетие ознаменованы появлением новых средств и новых технических возможностей для того, чтобы облегчить жизнь людей, разнообразить ее, обеспечить контроль над тем или иным явлением или процессом. Это как в сказке, чтобы печка сама ходила. Здесь можно долго фантазировать.
Важно одно: любое устройство создают люди. И насколько смелой будет фантазия, насколько много инженерной дерзости будет в нас, настолько инновационными и будут вещи, которые появятся в следующие десятилетия.
Благодарим за помощь в проведении интервью отдел по связям с общественностью МАИ и лично Юлию Мартынову