КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ

ВВЕДЕНИЕ




ПАНОРАМА МАРСА | ПОДРОБНОСТИ ПРОЕКТА

В августе 2012 г. информационные агенства разнесли по всему миру весть об очередном роботе на Марсе (а какая реакция была бы в середине прошлого века!), все это говорит об исключительном интересе к робототехнике в начале XXI столетия. Схема доставки роботов на поверхность другой планеты варьируется в деталях (см. Соджорнер).


Робот-марсоход Curiosity прибыл на поверхность красной планеты. Он будет проводить исследования на Марсе. Диаметр кратера Гейла, где находится марсоход, составляет 154 километра. Кратер вполне сопоставим по площади с американскими штатами Коннектикут и Род-Айленд вместе взятыми. Приборам марсохода придется работать при температурах от минус 90 градусов Цельсия до нуля. Он должен пройти по поверхности Марса около 20 километров.

Главная задача миссии Curiosity – попытаться ответить на один из самых интересных вопросов: есть ли жизнь на Марсе? Установленный на марсоходе российский прибор ДАН, разработанный в Институте космических исследований, проведет нейтронографию поверхности Красной планеты на глубину до одного метра для определения районов с высокой концентрацией воды в минералах. На цветном снимке хорошо виден горизонт с пустынной гористой местностью и просторы, залитые солнечным светом.


Управляет Curiosity инженер Брайан Купер. Он же и написал ПО для марсохода – он же, собственно, является и автором программного обеспечения для всех предыдущих марсоходов. Curiosity оборудован несколькими стереоскопическими камерами, которые позволяют не только получить чрезвычайно интересные панорамы Марса, но и построить трехмерные карты местности вокруг него, из-за чего программа становится похожей на компьютерную игру, только управляется с помощью нее реальное устройство, находящееся на другой планете.

Таким образом, в этой и других системах активно используется компьютерное моделирование, предусматривающее решение задач динамики с визуализацией результатов. С такого сорта технологиями связан цикл лабораторных работ.

УПРАВЛЕНИЕ | УСТРОЙСТВО | ПОСАДКА








ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЙ СТЕНД



УПРАВЛЕНИЕ СТЕНДОМ | ВИРТУАЛЬНАЯ СУБМАРИНА

РОБО-ПЕС


Собрать своего телеметрического пса, управляемого через Интернет, ныне совсем несложно. Для испытания алгоритмов роботов есть реальный и виртуальный роботреки.



СБОРКА | ЭМУЛЯТОР | AVR GCC | РОБОТРЕК | АЛГОРИТМЫ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛАНЕТ В 3D



3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ ON LINE

ИЗ ИСТОРИИ: ИНТЕГРАТОР БРУКА


На одном из заседаний Президиума Академии наук СССР, проведенном в 1939 году, был заслушан доклад тридцатисемилетнего доктора технических наук Исаака Семеновича Брука о механическом интеграторе, позволяющем решать дифференциальные уравнения до 6-го порядка, созданном под его руководством в лаборатории электросистем Энергетического института АН СССР. Доклад вызвал большой интерес, – подобных вычислительных машин в СССР еще не было, только в США и Англии имелось по одному образцу.

Ученый решил сложную техническую задачу, – одних зубчатых колес в интеграторе имелось более тысячи! Его стойки с многочисленными перемычками и отверстиями для осей зубчатых колес занимали зал площадью около 60 квадратных метров. Набор задачи, состоявший в установке шестеренок на определенные места, занимал от нескольких суток до нескольких недель. По современной классификации механический интегратор И.С. Брука – аналоговая вычислительная машина. В том же году Брука избрали членом-корреспондентом АН СССР. Вскоре был создан электронный дифференциальный анализатор "ЭДА" (главный конструктор Н.Н. Ленов), предназначенный для интегрирования уравнений до 20-го порядка.

В Америке дифференциальные анализаторы строил Ванневар Буш (ему приписывают едва ли не изобретение механизма ассоциативной ссылки, на котором построен нынешний Интернет, за статью "как мы думаем" и попытку реализовать систему ассоциативного поиска информации: он получил титул царя науки [2]). В дифференциальных анализаторах величины представлялись углами вращения некоторых осей и могли складываться между собой, перемножаться, делиться друг на друга и т. д. С развитием электроники Буш переводит свой электромеханический дифференциальный анализатор на электронную элементную базу – эволюция превращения электромеханического анализатора в полностью электронный была до некоторой степени аналогична процессу развития телевидения, хотя она проходила несколько позже. Анализаторы стали называть аналоговыми вычислительными машинами (АВМ).

Заинтересовавшись появившимися в конце 40-х годов зарубежными публикациями о цифровых вычислительных машинах, Брук становится активным участником научного семинара, обсуждавшего вопросы автоматизации вычислений (создан при Президиуме АН СССР в конце войны по инициативе ученого секретаря Академии академика Н.Г. Брусевича). В январе 1950 г. И.С. Брук обратился в отдел кадров Московского энергетического института с просьбой направить к нему способных молодых специалистов, кончающих радиофакультет. В те годы они были нарасхват и направлялись в основном в закрытые организации, выполнявшие ответственные правительственные постановления. Не имея (и не желая иметь) таковых, чтобы не связывать руки и иметь возможность вести интересующие его исследования, И.С. Брук мог рассчитывать лишь на тех, кого не посылали в закрытые организации по причинам "пятен" в биографии (но отнюдь не из-за нехватки таланта).

Так оно и получилось. В марте 1950 г. отдел кадров МЭИ направил к нему в лабораторию "сына врага народа" Николая Яковлевича Матюхина, получившего диплом с отличием за блестящую учебу и участие в научных исследованиях еще на студенческой скамье, но не прошедшего кадровую комиссию при поступлении в аспирантуру. О том, сколь удачным для лаборатории было такое пополнение в единственном лице, говорит тот факт, что уже в апреле, т.е. всего через два месяца И.С. Брук, уверовавший в талант новообретенного помощника, оформляет постановление президиума АН СССР о разработке цифровой электронной вычислительной машины, получившей впоследствии название М-1.

Вначале молодой специалист в области радиотехники не представлял, что такое ЭВМ. Ему не сразу стало понятным первое задание руководителя – спроектировать важный узел ЭВМ, дешифратор, да еще безламповый. Исаак Семенович сам подобрал для него необходимую литературу, многократно беседовал с приглянувшимся ему новичком, подробно рассказал о принципах работы ЭВМ, двоичной системе счисления, численных методах вычислений. Он же подбросил ему очень важную идею – использовать для построения логических элементов вместо электронных ламп поступившие по репарациям немецкие купроксные выпрямители. Сейчас, когда нет ни Брука, ни его любимого ученика, вряд ли кто-нибудь может сказать, каким образом проводилась ими последующая разработка структуры и архитектуры ЭВМ М-1. Можно лишь утверждать, со слов остальных участников создания машины, что Н.Я. Матюхин фактически был главным конструктором М-1, формально не являясь таковым, а И.С. Брук в полной мере выполнил роль научного руководителя разработки.

В начале 1950 г. на базе Московского завода САМ было создано СКБ-245, которому поручалось создание цифровых вычислительных машин. На должность заведующего одной из лабораторий был приглашен Б.И. Рамеев. При этом министру машиностроения и приборостроения Паршину пришлось лично поручиться за Рамеева (как же, сын "врага народа"), так как разработки ЭВМ считались секретными. Использовав ряд идей, выдвинутых им ранее совместно с И.С. Бруком, в 1953 Рамеев разработал проект, по которому под руководством Юрия Яковлевича Базилевского была построена машина "Стрела", первая ЭВМ, освоенная в СССР в промышленном производстве. Спустя некоторое время государственный комитет Совета Министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство выдал И.С. Бруку и Б.И. Рамееву Авторское право № 10475 на изобретение цифровой вычислительной машины с приоритетом от 4 декабря 1948 г. Это был первый документ в истории России, касавшийся информационных технологий.

В течении ряда лет некоторые задачи, необходимые для ракетно-космических разработок, изысканий в области термояда и других приоритетных направлений можно было решать всего на трех типах машин – М-2 (И.С.Брук), БЭСМ-1 (С.А.Лебедев) и "Стреле". В 1947 году директор Института электротехники С.А.Лебедев организует лабораторию моделирования и вычислительной техники. Здесь была разработана первая в СССР и континентальной Европе Малая электронно-счетная машина (МЭСМ). В 1950 году приглашен в Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) АН СССР в Москве, где руководил созданием БЭСМ-1. Институт впоследствии получил его имя. Под его руководством были созданы 15 типов ЭВМ, начиная с ламповых (БЭСМ-1, БЭСМ-2, М-20) и заканчивая современными суперкомпьютерами на интегральных схемах. Академик Лебедев резко выступал против начавшегося в 1970-е годы копирования американской системы IBM 360, которая в советском варианте носила название ЕС ЭВМ.

ЛАБОРАТОРИЯ БРУКА | ОНИ БЫЛИ ПЕРВЫМИ | ТРОИЧНАЯ ЭВМ Н.П. БРУСЕНЦОВА


Леонов Г.А. Введение в теорию управления. –СПб.: Издательство СПбГУ, 2004. 218 с.

Воронов А.А. Основы теории автоматического управления: Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. –М.: Энергия, 1980. 312 с.

Воронов А.А. Теория автоматического управления. В 2-х ч. Ч.I Теория линейных систем автоматического управления. –М.:Высшая школа, 1986. 367 с.

Воронов А.А. Теория автоматического управления. В 2-х ч. Ч.II Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления. –М.: Высшая школа, 1986. 504 с.


ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В США


Много лет назад Китай смог соблазнить американских бизнесменов, предлагая им субсидии на развитие производства, либеральное регулирование и, главное, очень дешевую рабочую силу. В 90-х годах прошлого века миллионы американских рабочих мест "переехали" в Поднебесную. А промышленность стала фундаментом для феноменально быстрого и устойчивого роста местной экономики.

Такие технологии как искусственный интеллект, 3D-печать, роботехника и нанотехнологии, разрабатывались достаточно медленно. Но сейчас в Штатах они внедряются в жизнь с поразительной скоростью, почти также быстро, как компьютеры когда-то. Благодаря экономии на человеческом труде, компании Tesla Motors удалось разместить производство в чуть ли не самом дорогом месте США – городе Пало-Альто.

Современные американские роботы – это специальные электронно-механические устройства, которые можно контролировать дистанционно. И у этих устройств появляется все больше способностей. Сейчас роботы уже могут проводить хирургические операции, доить коров, управлять боевыми самолетами, ходить в разведку и даже участвовать в боях.


ВОЕННЫЙ РОБОТ EMBER


Новый военный робот – «зола» (ember) от iRobot, разрабатывается как одноразовый, но прочный сетевой мобильной робот. По бокам робот имеет шарниры, которые позволяют ему переворачиваться и преодолевать препятствия. Вес робота составляет всего около 500 граммов(1 фунт), однако он может быть оснащен дополнительными сенсорами. Корпус робота ударопрочный и водонепроницаемый, см. ролик сообщения.


30 мая 2012. Silicon Labs купила компанию-разработчика беспроводных ячеистых сетей. Последним приобретением Silicon Laboratories упрочила свое положение на рынке комплексных беспроводных сетевых решений. Как сообщает компания Silicon Laboratories Inc (производитель аналоговых и аналого-цифровых ИС), она подписала окончательное соглашение о покупке за 72 млн долл. фирмы Ember Corp., специализирующейся на разработке беспроводных сетевых технологий.

Компания Ember со штаб-квартирой в Бостоне является частной компанией, предлагающей ИС, программное обеспечение и средства разработки для беспроводных сетевых решений в диапазоне частот 2,4 ГГц, предназначенных для использования в приложениях типа «интеллектуальный дом», системах безопасности, системах управления освещением и в других приложениях для организации мониторинга и контроля. Ember является одним из лидеров на рынке решений 802.15.4 ZigBee и занимается разработкой технологии ячеистой сети с того момента как ее концепция впервые была анонсирована.

СКУПКА EMBER ТЕХНОЛОГИЯ ВОЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ



РОБОТ NEXY


Джозеф Шлезингер уже давно хотел создать некий конструктор для любителей роботов. И наконец, по прошествии нескольких лет работы, он реализовал свои идеи на практике, создав Hexy, интересный набор, позволяющий собрать робота себе по вкусу, если так можно выразиться. При этом набор позволяет собрать своего робота без всяких проблем – наличие готовых к работе модулей упрощает задачу.

В набор входят не только модули, но даже и шурупы с отверткой, что само по себе необычно. Сборка робота – не самое интересное здесь, изюминка проекта – в программировании разных типов поведения и движений для своего робота. Кроме того, Шлезингер собирается выпустить и дополнительные модули для Hexy, чтобы все это стало еще интереснее.

Стоимость же всей системы составляет всего 200 долларов США. В начальный набор входят модуль беспроводной связи, ультразвуковой датчик, 6 «ног» и 20 сервоприводов. Само собой, «мозг» робота базируется на Arduino. Управление можно осуществлять через ПО для ПК, Android OS, iOS.

ВСЕ НЕ ПРО КОСМОС



ВСЕ ПРО РОБОТЫ


СОБЕСЕДНИК


Качество речи роботов-собеседников растет. Вот робот в непринужденной обстановке беседует с корреспондентом, который берет у него интервью.

РОБО-ОРАНЖЕРЕЯ



ОКОННАЯ РОБО-ОРАНЖЕРЕЯ


Одно из очевидных приложений современной робототехники – уход за садом и домашними растениями, получит в новом веке интенсивное развитие. Качество нашей жизни зависит от экологии, от отдыха, от многих факторов, определяемых, теперь уже, в том числе и домашними роботами. Будут они антропоморфными? Вполне возможно.





САДЫ НА КРЫШАХ

Rambler's Top100