[Перевод] Команда S.O.N.I.A: будущее автономных подводных аппаратов
Когда дело касается формирования будущего технологий, то ваш успех целиком зависит от вашей команды. Потеря талантливого специалиста — всегда проблема, даже если он переехал в соседний офис прямо по коридору. «Они устроили для меня прощальную вечеринку, — смеется Эмили Демерс-Морин, 24-летняя студентка университета École de technologie supérieure в Монреале, пров. Квебек (Канада), будущий электротехник. — И я подумала:, но ведь я ухожу всего лишь в соседний офис».
Хотя на первый взгляд Эмили Демерс-Морин и ее команда — просто студенческий технический клуб, они на самом деле находятся на переднем крае «подводных» инноваций. Будущее картографии, военной разведки и подводного транспорта может кардинально трансформироваться в результате их работы. Как ни странно, Эмили Демерс-Морин начала поиски гениальных дизайнерских решений по соседству, совсем в другом клубе.
В сентябре 2016 года она пришла в Chinook — инженерно-технический клуб в ее университете, который разрабатывает, строит в Нидерландах автомобили, питаемые энергией ветра, и устраивает их соревнования. После года организации и проведения конференций и мероприятий для своей команды Эмили хотела повысить свою техническую квалификацию и решила присоединиться к Système d’opération nautique intelligent et autonome — или, сокращенно, к команде S.O. N.I.A.
Основанная в 1999 году, команда S.O. N.I.A разработала и спроектировала восемь автономных подводных аппаратов (Autonomous Underwater Vehicle, AUV). Если говорить предельно обобщенно, то AUV — это интеллектуальная машина, которая может выполнять множество работ в подводной среде. Она способна определять свое местоположение, использовать сонар, выполнять расчеты расстояния и точное позиционирование. Все эти параметры затем используются одновременно для самых различных задач, таких как идентификация объекта или пуск торпеды в точном месте.
До недавнего времени из-за своих технологических ограничений AUV использовались для решения лишь относительно ограниченного круга задач. Однако, с развитием процессорных технологий и созданием более емких источников питания AUV теперь применяются во все большем числе приложений — от создания подробных карт океанского дна до буксировки под водой, и эти возможности постоянно развиваются.
Команда S.O. N.I.A состоит из студентов разных специальностей — будущих механиков, инженеров и программистов. Их цель — ежегодное участие в международном конкурсе, где субмарины-роботы студентов соревнуются друг с другом, выполняя сложную серию визуальных и акустических задач. Данная команда заняла 1-е место в 2011 году и с тех пор борется за то, чтобы вернуть себе золото. Предстоящий конкурс в Сан-Диего, штат Калифорния, станет для Эмили Демерс-Морин первым с того момента как она присоединилась к этой команде.
«Это лаборатория для молодых инженеров, помогающая им оттачивать свой ум и свои навыки, — говорит Эмили Демерс-Морин. — В отличие от других клубов, где вы можете просто сосредоточиться на механической стороне вещей, S.O. N.I.A объединяет воедино искусственный интеллект, машинное обучение, электротехнику и программные разработки».
Команда S.O. N.I.A твердо убеждена в том, что знания лучше всего получают благодаря практическому опыту и сотрудничеству, работе в коллективе, и ее миссия заключается в том, чтобы предложить всем образовательную среду для совершенствования в области робототехники. Соответственно, все их работы — это программы с открытым исходным кодом, выкладываемые на GitHub.
«Многие компании и военные используют AUV для проведения исследований в океане, — рассказывает Эмили Демерс-Морин. — Эти аппараты способны проводить глубоководные исследования, брать образцы или контролировать работы при подводном строительстве. Поскольку наши разработки — это ПО с открытым исходным кодом, любой может скачать их и воспользоваться нашими проектами».
Команда Эмили — единственная, кто использует уникальную форму своего AUV, инновационный подход к дизайну, который упрощает навигацию и выполнение задач. Во время всех тестов, применяя сочетание программного обеспечения SOLIDWORKS, ОС Linux и числового программного управления (Computer Numerical Control, CNC), она связывает свой ThinkPad с подводным аппаратом. Это дает полную общую картину, позволяет получать телеметрию, видеть мощность двигателя, состояние батареи и все остальное, включая то что AUV показывает через свои двойные камеры. Во время тестовых прогонов устройство должно точно выполнять как визуальные, так и акустические задачи, а ThinkPad позволяет легко собирать информацию и реагировать на эти данные в режиме реального времени.
«Звучит просто, но мы выбрали ноутбуки ThinkPad по одной веской причине: все всегда работает, — утверждает Эмили Демерс-Морин. — И в дни проведения тестов нам не придется думать:, а это будет работать сегодня вечером? Не потребуется ли ремонт? Когда вы что-то тестируете, внутренняя уверенность и спокойствие очень сильно помогают».
В своем выборе технологий Эмили Демерс-Морин не одинока. «Я использую компьютеры ThinkPad во всей своей работе, связанной с AUV, — добавляет Оливье Лавуа, руководитель разработки программного обеспечения. — От кодирования до разработки алгоритмов и моделирования — список можно продолжать и продолжать».
Думать о том, не подведет ли техника, просто нет времени. Рабочий день может начинаться в 6 утра, когда команда собирается, чтобы вместе позавтракать. За чашкой кофе со свежей выпечкой решается, что нужно исследовать и проверить в этот день. Это могут быть гидрофоны, двигатели, торпеды или другие устройства. Прежде всего, проводится «сухой» тест, чтобы увидеть, все ли работает. Эмили Демерс-Морин может припаять что-то в последнюю минуту, трижды проверяя, что батареи аппарата в порядке. Уже в помещении бассейна есть два стола для программистов, работающих на ThinkPad, в то время как субмарина находится в воде. Кроме того, дайверы в бассейне всегда наготове, чтобы оказать любую практическую помощь. Когда специалисты заканчивают тестирование, вносят корректировки и возвращают все в университет, может быть уже за полночь.
«На мой взгляд, самое лучшее в S.O. N.I.A — это именно то, как часто мы тестируем свои разработки, — говорит Эмили Демерс-Морин. — Мне нравится процесс проб и ошибок, я понимаю, что могу сделать, чтобы улучшить результат. Я думаю: «О, поехали, но не так быстро».
Наблюдая синергию команды S.O. N.I.A, сразу становится ясно, что у них потрясающая связь. Это скорее семья, чем студенческий клуб. Половина команды играет в футбол вместе. И если еще не поздно, команда будет часто отправляться выпить по чашечке кофе после тестирования.
«Помимо всех технических новшеств, то, что мне нравится в этой команде — это климат в коллективе, — говорит Лавуа. 23-летний студент работает в команде уже целый год. Вторя чувствам Эмили, он считает, что нерушимая связь клуба может разделить их лишь во время соревнований.
В конце концов, S.O. N.I.A — всего лишь студенческий клуб, и Эмили Демерс-Морин не питает иллюзий относительно объема финансирования, доступного для их проекта. Но, хотя они не могут похвастать большим бюджетом, это вовсе не означает, что их проекты не могут серьезно влиять на реальный мир.
«Некоторое время назад нам позвонили: мальчик исчез в реке, — рассказывает она. — Температура воды дайверов была слишком низкой, и они позвонили нам, чтобы узнать о наших технологиях и о том, как их можно использовать в будущем для поиска и спасения. Нам нужно больше средств, чтобы иметь возможность продолжить работу, и у нас есть необходимые проекты, чтобы получить поддержку».
Что касается будущего, то у Эмили Демерса-Морина большие планы за рамками конкурса RoboSub. Электротехника — это ее второй диплом. Первый — диплом психолога. В конечном счете, она хочет объединить эти две области для создания инновационных технологий, таких как ушные импланты и инструменты для оказания помощи зрению, особенно в странах с формирующимся рынком, где доступ к технологиям более ограничен.
«Люди, работающие в медицине, могут понимать, как функционируют механизмы мозга, но не всегда сведущи в технологии, а специалисты в технике имеют программное обеспечение, но не обязательно знают, как им пользоваться, — говорит она. — Поможет ли это в соревнованиях по робототехнике или в конце концов позволит людям познавать мир по-новому, но я использовать свои знания для связи между мозгом и машиной».
