Учёные МАИ разрабатывают робота для осмотра самолётов

Инженеры Московского авиационного института работают над созданием мобильного роботизированного комплекса, который будет способен составлять 3D-модель самолёта и анализировать его поверхность на наличие повреждений после рейса. Модель состоит из связанных между собой наземной и воздушной платформ, оснащённых видеокамерами. Время осмотра борта роботом составит 20 минут, что в разы меньше, чем это заняло бы у человека.

При этом комплекс может заметить дефекты размером до нескольких квадратных сантиметров. В будущем разработчики хотят научить нейросеть идентифицировать изъяны и меньшего размера. Испытания экспериментального образца планируется провести в конце лета в Жуковском, а опытную эксплуатацию начать в феврале 2020 года.

Вкалывают роботы, счастлив человек

В течение полёта лайнер подвергается ряду серьёзных нагрузок — от естественной вибрации, вызываемой двигателем, до встречных воздушныx потоков. Поэтому авиакомпании всего мира уделяют большое внимание процедурам осмотра лайнера после полёта.

Например, европейские робототехники создали дрон, который позволяет рассмотреть труднодоступные места фюзеляжа. Специалисты Airbus придумали четырёхколёсного робота, с помощью которого пилот может удалённо осматривать самолёт, сидя за штурвалом. Российские учёные пошли ещё дальше, придумав свою систему.

​

В настоящее время послеполётный осмотр проводится человеком, на что уходит довольно много времени, кроме того, процесс этот малоэффективный. Время осмотра зависит от многих факторов, например от его тщательности, и может занять несколько часов с применением специального оборудования. Поэтому заведующий кафедрой «Автоматизированные комплексы систем ориентации и навигации» МАИ академик РАН Борис Алёшин создал стартап, разрабатывающий комплекс из наземной и воздушной платформ. Система будет осматривать лайнер и автоматически выявлять дефекты на его фюзеляже с минимальным участием человека.

Возможности комплекса имеют несколько преимуществ по сравнению с работой человека. Во-первых, воздушная и наземная платформы осмотрят пассажирский самолёт в течение всего 20 минут — в несколько раз быстрее, чем человек. Во-вторых, робот может точно сопоставить модели самолёта до и после полёта и указать на место, где только намечается или уже появился дефект.

Земля—воздух

Наземная платформа, которую создают инженеры в МАИ, представляет собой робот на четырёх колёсах высотой около метра. На ней установлена камера с 30-кратным увеличением. Платформа может работать в течение более чем трёх часов в автономном режиме, оснащена разнообразными датчиками, в том числе системой ГЛОНАСС/GPS, для осуществления независимой навигации.

Воздушная платформа выполнена в виде гексакоптера — шестимоторного беспилотного летательного аппарата. Его диаметр примерно соответствует размаху рук взрослого человека. БПЛА оснащён автопилотом и навигационной системой ГЛОНАСС/GPS. Такая же, как и у наземной платформы, камера закреплена в гиростабилизированном подвесе для получения максимально чётких снимков. БПЛА способен автоматически взлетать и возвращаться на наземную платформу, в частности, для подзарядки. Причём работа наземного робота в это время не нарушается. Время автономного полёта составляет около 20 минут.

— Этого времени достаточно для осмотра пассажирского самолёта типа Ту-204, — сообщает доцент кафедры «Автоматизированные комплексы систем ориентации и навигации» МАИ Дмитрий Сурков. — Также коптер связывается с наземной метеостанцией (она будет установлена на четырехколёсном роботе), чтобы узнать о погодных условиях и определить, можно ли начинать осматривать самолёт. Наша экспериментальная модель способна работать при температуре до –5 °С и силе ветра 12 м/с.

Прошу на осмотр

В управлении движением обеих платформ участвуют элементы искусственного интеллекта. Например, объезд и облёт препятствий платформы делают на основе полученных сигналов от навигационной системы и системы технического зрения.

— Разрабатываемый комплекс способен к самообучению на основе нейросетевых технологий, — пояснил профессор кафедры «Автоматизированные комплексы систем ориентации и навигации» МАИ Александр Черноморский. — При этом он будет способен выявлять дефекты площадью в несколько квадратных сантиметров — вмятины, глубокие царапины, трещины, открытые технологические отверстия и тому подобное. Качество и точность распознавания напрямую зависят от количества проведённых итераций обучения нейросети. Думаю, при продолжении испытаний система сможет распознавать дефекты и меньшего размера.

Первой экспериментальной площадкой для создаваемого комплекса выступил аэропорт Жуковский.

— Как молодой аэропорт Жуковский стремится быть в ногу со временем — внедрять и использовать самые передовые технологии, в том числе новейшие разработки, связанные с безопасностью полётов, — рассказал первый заместитель генерального директора АО «РампортАэро» (компания управляет этим аэропортом) Евгений Солодилин. — Недавно МАИ предложил нам участвовать в применении роботизированного автономного комплекса осмотра воздушных судов. Мы предоставили свою площадку для его испытаний и опытной эксплуатации. Полагаем, что применение подобной технологии в перспективе позволит существенно упростить сбор необходимой информации, что положительно отразится на безопасности полётов. Пока мы не рассматриваем этот проект как коммерческий.

По словам Евгения Солодилина, в начале эксплуатации комплекса необходимо будет участие оператора, который сможет контролировать его работу. Но в будущем, по мере накопления опыта эксплуатации, робот облегчит работу специалистов наземных служб, оперативно и безошибочно обеспечивая их дополнительной информацией.

Испытания экспериментального образца планируется провести в конце лета этого года, а опытную эксплуатацию аэропорт собирается начать в феврале 2020-го, сообщают разработчики. Они добавили, что при необходимости комплекс может быть дополнен газоанализатором, тепловизором, анализатором электромагнитного излучения и другим оборудованием.