Разработка биоинспирированного модуля ноги для
робота собаки-поводыря
  • Елизавета Малова
    разработчик проекта

    3D моделирование, разработка конструкции, ПО, сборка, пайка.
    Полный цикл работ — от концепции до готового проекта

    +7 (911) 353-63-03
    malovali13@gmail.com
  • Игорь Лубягин
    наставник

    +7 (911) 890-73-22
    lubyagin@kvantoriumpskov.ru
Проблематика
Собаки-поводыри играют решающую роль в жизни людей с нарушениями зрения, но разведение и обучение собак-поводырей занимает время и может быть очень дорогостоящим. Также слабовидящие люди испытывают трудности в уходом за ними.
В России количество незрячих и слабовидящих превышает 210 тысяч человек и примерно
45 тысяч человек становятся инвалидами из-за проблем со зрением ежегодно. На это число людей насчитывается всего около 1,5 тысяч собак-поводырей, но очередь на получение
собаки составляет 3–4 года.
Узнать больше
Актуальность

В последнее время биоинспирированные системы четвероногих становятся все более популярны, но использование их для решения социальных проблем не распространено.

Внедрение роботов-поводырей вместо живых собак дает ряд преимуществ, связанных с технологичностью решения. Ключевые плюсы включают круглосуточную работу без усталости, способность обрабатывать сложные данные с помощью ИИ, отсутствие необходимости в уходе и высокую точность в распознавании препятствий

Аналоги

Учёные Китая и Европы ведут активную разработку робособак-поводырей. Однако существующие аналоги не подходят для российских условий:

ценой (от $10 000), логикой работы, заточенной под европейский тип городов, отсутствием адаптации к гололёду и снегу или русскоязычного голосового интерфейса и поддержки местных карт.

  • Guide Dogs with Verbal Communication(США)
    Собака на базе Unitree Go1

    преимущества:
    Интеграция ИИ для взаимодействия с хозяином
    Игнорирование помех GPS

    недостатки:
    Единичный исследовательский проект
    среднее время работы Unitree без зарядки - 40 минут
  • AI guide dog from Shenzhen Metro(Китай)
    Поводырь по станции метро

    Преимущества:
    Легкость глобализации и распространения на другие платформы метро
    Интеграция ИИ для взаимодействия
    Бесплатное пользование

    Недостатки:
    Ограниченность использования на готовой карте станции
    Колесная платформа подходит только для гладких поверхностей

Цель

Разработка конечности робособаки на основе BLDC моторов. Исследование возможности реализации робота собаки-поводыря с помощью аддитивных технологий

Целевая аудитория
Основные заинтересованные в использовании лица
Люди с ОВЗ
Слепые или частично потерявшие зрение
люди и их семьи
Реабилитационные центры и клиники
Закупка роботов для временного предоставления пациентам
Пожилые и неготовые к уходу за собакой люди с потерей зрения
Робот обеспечивает стабильную физическую опору и предсказуемость
Стейкхолдеры
  • Образовательные учереждения
    При использовании в научных целях
  • Министерство
    здравоохранения
    Орган, определяющий статус робота как средство реабилитации
  • Люди с нарушениями зрения
    Основные пользователи
  • Производители робототехнических компонентов
    Поставка компонентов
  • Городские власти
    Создание общественного пространства, подходящего для комфортного перемещения
  • Грантодающие фонды
    Финансовая поддержка для интеграции новых технологий
Экономика

Благодаря динамичности и приспособляемости под разные бюджеты проект может быть коммерчески привлекательным для разных производств. При получении финансирования, в том числе на грантовой основе, система может быть полностью реализована. Преимуществом является возможность поэтапной модернизации.

Этапы проекта
Реализация электроники и общая сборка
Управление суставами ведется согласованно, методом обратной кинематики. Во время разработки были опробованы различные варианты управления моторами.
Проводились эксперименты с драйверами: L2998N, BTS7960 и собственным трехканальным драйвером на основе микросхемы ir2104s
Результат

Разработан и протестирован биоинспирированный модуль ноги робота-собаки на основе BLDC-мотора с самодельным волновым редуктором и двумя степенями свободы, способный принимать разное положение. В ходе испытаний подтверждено увеличение крутящего момента более чем в 15 раз и стабильная работа.


+ Созданный прототип демонстрирует возможность применения BLDC-моторов в качестве сервоприводов для биоинспирированных систем

Проект представлен на конкурсах

  • XXIII научно-практическая выставка обучающихся Псковской области «Шаг в науку» - 3 место
  • Ярмарка технологических проектов «Техностарт»
  • XXXI конференции регионального отделения политической партии «Единая Россия»
  • ХХХІ научно-практическая конференция обучающихся Псковской области «Шаг в будущее»
  • Лучший рационализатор и изобретатель Псковской области
Понравился проект? Свяжитесь с нами
Виктория Зарецкая
зам директора по проектному управлению в ДТ "Кванториум Псков"
Telegram: @zaretske
Made on
Tilda