июнь 20, 2024
Нейросети создают не только картины и песни — для них постоянно находятся новые сферы применения. Так, барнаульский ученый Александр Кулагин, инженер-технолог на «Сибэнергомаш — БКЗ», сейчас вместе с командой проектирует программу для сварочной установки. Ранее они освоили 3D-печать и начали создавать роботизированную руку. Каков был путь от напечатанного на принтере электроскейтборда до нейросети, и сможет ли искусственный интеллект «подвинуть» человека на заводе — в материале altapress.ru.
Сварка. Рабочий. Завод. Искры.
ArtPhoto_studio / freepik
Александр рассказывает — увлекался 3D-печатью еще со студенческих лет, когда впервые доводилось трогать руками различные технологические новинки. Совместно с сокурсниками из Политеха заинтересовались этой сферой и стали копать глубже.
Стали смотреть ролики на YouTube, и тогда окончательно завлекло.
«Начал смотреть, какие есть модели 3D-принтеров, какие у них возможности, — вспоминает Александр Кулагин. — Когда погрузился в тему, стал подбирать принтер уже непосредственно под себя и те задачи, для которых он понадобится. Ну, и такой, чтобы уложиться в посильный бюджет».
В итоге остановился на фотополимерной печати, приобрел нужный принтер в 2022 году. Первым напечатанным изделием стал корпус для электроскейтборда. В то время они были модными.
«Скейтборд был полностью рабочий, ездил. Мы на нем катались один летний сезон, и потом продали».
Следующим шагом стал уход в усложнение и детализацию. Стали появляться фигурки, кулоны, в том числе по компьютерным играм — например, не так давно вышедшей Atomic Heart. Чем фигурка сложнее и детальнее, тем больше к ней интерес.
Сколько денег придется отдать за такое чудо — вопрос многогранный, отмечает Александр Кулагин. Зависит конечная стоимость от многих факторов.
Во-первых, учитывается стоимость расходных материалов — самих фотополимеров, а также материалов для дополнительной обработки — шлифовальных кругов, спирта для промывки. Во-вторых, амортизационные расходы на случай поломки. И, конечно, время на работу тоже оплачивается.
И здесь действует то же правило, что и во всей рыночной системе — оптом дешевле.
Печатать на принтере можно не только художественные, но и сугубо технические фигуры — например, детали механизмов, каркасы и корпуса установок. Александр признается — заказы на технические модели, которые можно покрутить и собрать, нравятся ему даже больше.
Неподвижными фигурками инженер не ограничился. Еще один проект Александра, пока находящийся в процессе создания, — это роботизированная рука. По работе над ним поддерживается связь с коллегами из Токийского машиностроительного университета.
Этот манипулятор, по задумке, должен точно имитировать руку человека, полностью управляться удаленно, а также давать полноценную обратную связь — например, определять нужную силу сжатия.
Сейчас проект уже вышел из этапа разработки на этап натуральных экспериментов. Готов примерный каркас, постепенно появляется «начинка» электроникой. Однако в ходе испытаний показались подводные камни, и пришлось вернуться к началу:
«Сейчас мы поняли, что те научные разработки, которые можно приобрести для установки в механизм, довольно сильно ограничены, — объясняет инженер-технолог. — Применить их в данном конкретном проекте проблематично. Сейчас нам нужно либо отходить от концепции копирования человеческой руки, либо увеличивать размер. Пока что не созданы датчики, контроллеры и двигатели, которые можно было бы уместить в такое небольшое пространство. Но технологии не стоят на месте. Надеюсь, в скором будущем ситуация изменится».
Скорее всего, рассказал Александр, команда пойдет по пути отказа от схожести с человеческой рукой. Проще всего разрабатывать форму в зависимости от насущных задач. Например, для простого позиционирования объекта в пространстве достаточно трехпалого манипулятора. Если важна сила сжатия — там будет уже более сложный механизм.
В будущем команда хочет оформить проект в полноценный стартап, чтобы привлечь инвесторов.
«Применять эту разработку можно будет в различных сферах: как в строительной и инженерной, так и в медицине, например, — уточнил Александр Кулагин».
Пока приторможен проект с роботом, пытливый ум не отдыхает. Сейчас герой осваивает новое направление — инженерные нейросети. Особенно ему это интересно в аспекте производства. Собралась команда всего из четырех человек — но все настоящие энтузиасты своего дела.
Данная тема, рассказывает Александр Кулагин, сейчас только начинает развиваться в научных кругах. Однако с помощью этой технологии можно будет полностью автоматизировать такие производственные процессы, как сварка.
«Сейчас есть похожие решения. Например, возможность регулировать скорость сварки от силы тока, — рассказывает инженер-технолог. — Но они достаточно жестко ограничены и не могут, как правило, подстроиться под изменения окружающей среды или действия человека. Поэтому в реальном производстве, когда все может измениться в любую секунду, применять такие установки проблематично».
С привлечением же нейросетей можно добиться того, чтобы аппарат лучше подстраивался к изменяющимся условиям. Имеется ряд научных исследований по теме. Пока они все — узкой направленности. Нужно все это собрать, проанализировать и создать что-то цельное и рабочее.
В планах — приступить к разработке установки аргонодуговой сварки труб с нейроинтерфейсом. Машина должна будет оценивать ситуацию, примерно как человек, и самостоятельно подбирать оптимальное положение заготовок.
«Действия машины будут диктоваться как прошлым опытом, так и заложенными в нее ограничениями, — объясняет инженер-технолог. — По окончании работы она также должна будет оценить, подходит ли то, что она наварила, под изначальное задание».
Основная сложность на нынешнем этапе — это написание программного кода. Когда он будет готов, начнется долгий процесс обучения нейросети.
Как нейросети для генерации картинок учатся считать человеческие пальцы на существующих изображениях, так и эта программа будет учиться швам методом собственных проб и ошибок. Миниатюрную модель робота, на котором машина будет грызть гранит сварочной науки, уже собрали.
Прототип корпуса большой установки, на которую будет крепиться горелка, кстати, печатается на 3D-принтере. Некоторые элементы горелки, в перспективе, тоже могут изготавливаться с помощью этой технологии.
На животрепещущий вопрос, сможет ли нейросеть вытеснить даже рабочих на заводе, ответ ученого обнадеживает:
«К сожалению или к счастью, нейросеть полностью заменить человека не сможет, — подчеркивает Александр Кулагин. — Просто поле действия человека слегка сместится. Если сейчас рабочие находятся непосредственно в опасной зоне, то теперь их можно будет отодвинуть немного дальше. К тому же, появится потребность в новых специальностях: тех, кто будет заниматься ремонтом, наладкой, обслуживанием подобного оборудования, так как за ним нужно будет следить».
Поэтому все-таки основное назначение данной установки — не вытеснить человека, а облегчить и обезопасить его труд.
Многие из существующих на данный момент автоматических установок подходят для того, чтобы подключать к ним новую программу. Главные вопросы — это написание кода и хранение большого объема данных. Для этого необходимы современные мощные компьютеры и хранилища данных — удаленные или размещенные прямо на предприятии.
Проект еще предстоит оформить в цельный вид и подготовить все обоснования, как его реализовать. Презентовать относительно готовый, базовый вариант планируют ориентировочно к концу следующего года. После этого, вполне возможно, передовую технологию можно будет внедрять и на родное предприятие «Сибэнергомаш».