Розробки Університету ІТМО: Управління дрона на основі блокчейн

Сфера застосування технології блокчейн сьогодні розширюється, виходячи за межі економіки. Найвідоміший приклад її використання — мережа bitcoin. Проте в ній доступна обмежена інформація — відправник «монет», їх кількість та адресу одержувача.

Один із проектів, якими займаються співробітники та студенти Університету ІТМО, використовує блокчейн і застосовує технологію в іншій сфері — управління безпілотниками. Детальніше про це розповімо в нашому матеріалі.


Christopher Michel / Flickr / CC

Як працює «Дрон-співробітник»
Проект заснований на використанні платформи Ethereum. Її основна відмінність від інших систем електронних грошей — внутрішня валюта («ефір») тут не є еквівалентом монет, а живить вузли мережі, які працюють один з одним по «розумним контрактам».

Наприклад, один вузол відправляє «ефір» за певною адресою, і ця інформація заноситься в блокчейн. У відповідь на це інший вузол починає виконувати код. Таким чином, можна створити мережу, в якій за коректним виконанням інструкцій будуть стежити самі роботи.

Після створення контракту за наймом (для чого потрібно вказати координати бази) і передачі транзакції в мережу Ethereum, дрон отримує координати і розраховує відстань і вартість польоту. Потім користувач здійснює оплату, а робот приступає до виконання завдання. Розробники впевнені, що така платформа може лягти в основу системи взаємодії учасників ринку інтернету речей.

Кінцевою метою проекту є створення масового сервісу дронов, які будуть самостійно і децентралізовано управлятися, обмінюючись інструкціями. Така необхідність обумовлена тим, що у використанні дронов-безпілотників задіяні різні учасники: кінцеві користувачі, страхові компанії, Інтернет-провайдери, автономні бази дронов, компанії, що надають топографічні дані і так далі. А децентралізація управління забезпечує високий рівень безпеки.

Перші випробування були проведені ще в 2015 році. А в квітні цього року команда проекту в особі Сергія Лоншакова, асистента кафедри систем управління та інформатики Університету ІТМО Олександра Капітонова, випускника Університету ІТМО Олександра Крупенькина та студента Університету ІТМО Насіння Павлова перевірили систему на здатність самостійно коригувати маршрути. Всього було задіяно чотири дрона, маршрути яких спеціально перетиналися. Експеримент виявився успішним:


Провідний розробник проекту Сергій Лоншаков вперше представил проект широкої громадськості цим серпнем на Drone Expo Show. А 28 жовтня проект був включений в інтерактивну сесію V щорічного Форуму «Відкриті інновації», який пройшов в технопарку «Сколково». Сергій відзначив зростання інтересу до застосування цієї технології, що було помітно по кількості людей, присутніх на демонстрації «Дрона-співробітника».

Ще один розробник високо оцінив перспективи проекту в інтерв'ю з інтернет-порталом ForkLog: «Бізнес-модель цього проекту представляється вкрай життєздатною для 2016 — 2018 років. З урахуванням того, що проект поєднує в собі дві вкрай високотехнологічні та молоді боку — криптовалютные технології з використанням розумних контрактів і застосування фреймворку ROS для спілкування з доном».


/ Фото itmo.news

Діяльність учасників команди на цьому не обмежується, у них є досвід роботи і з іншими технологіями. Наприклад, Олександр Капітонов працював у групі дослідників під керівництвом зав. кафедрою систем управління та інформатики Університету ІТМО Олексія Бобцова над впровадженням LEGO MINDSTORMS NXT навчання студентів основ адаптивного управління. Проект є освітнім, включає вивчення способів залучення студентів у роботу і націлений на створення продуктивної атмосфери для розвитку теоретичних аспектів адаптивного управління.

Крім того, в складі іншої групи Олександр розробляв систему управления мобільними роботами із застосуванням кінематичної моделі. Команда зупинилася на вивченні роботів з роликонесущими колесами з-за їх маневреності та випробувала розроблену систему на практиці.

Чому проект «випереджає час»
Проект, створений на базі Університету ІТМО, відмінно вписується в концепцію Національної технологічної ініціативи. НТІ розроблена з урахуванням очікуваних глобальних змін на ринку технологій і націлена на розвиток у Росії відповідного середовища для формування достатньої кількості висококваліфікованих і зацікавлених кадрів, створення майданчиків для їх навчання і зростання і розробку нових технологій.

Згідно концепції, в протягом 10-20 років виникнуть нові великі світові ринки в області технологій. І завдяки поетапному впровадженню НТІ, Росія зможе бути гідно представлена на цих ринках.

Експертами були визначені пріоритетні галузі розвитку (вони ж майбутні технологічні ринки), одна з них — Аэронет (AeroNet) — передбачає розвиток сегментів ринку безпілотних авіаційних систем. Агентством стратегічних ініціатив (регулятором НТІ) була розроблена дорожня карта, згідно з якою до 2020 року планується розробка технологій польотів БВС в загальному повітряному просторі спільно з пілотованої авіацією і технологій для створення систем автоматичного самоорганізації множин БАС» (див. пункт 1.7. в таблиці «План реалізації дорожньої карти» тут).


/ Зображення АСІ

В рамках проекту «Дрон-співробітник» вже сьогодні реалізується можливість організації одночасного польоту декількох дронов без участі людини (як раз те, що в НТІ «заплановано на 2020 рік). Безумовно, це тільки мала частина концепції, яка крім цього пункту включає використання безпілотників, наприклад, на орбітах і навіть в якості транспорту. Але успіхи проекту показують, що НТІ може існувати не тільки на папері і створювати клімат для дослідників і розробників.

Співавтор проекту НТІ Дмитро Пєсков в своєму виступі в Університеті ІТМО, сказав, що, на його думку, одним з основних трендів в технологічній сфері є «блокчейнизация», тобто відмову від посередників у всіх областях, що, в свою чергу, пов'язано з дуже високим темпом розвитку технологій. (Див. пункт «Технологічна сингулярність і „олдфаги“» джерело). Це, можливо, пояснює підвищений інтерес до проекту «Дрон-співробітник» – його творці потрапили в тренд і змогли розробити технологію на стику декількох і без того популярних систем.

Хто ще в Університеті ІТМО досліджує ці сфери
В Університеті ІТМО розробкою в області БПЛА займається не тільки команда Сергія Лоншакова. Наприклад, в Університеті була розроблена модульна платформа для побудови безпілотників різної конфігурації. Можна вибрати різні варіанти компонування модулів в залежності від бажаних характеристик апарату, крім того, апаратна система націлена на роботу саме з вітчизняними компонентами. В систему входить і бортовий комп'ютер на ОС Linux.

Ціла команда Університету ІТМО (в особі Олексій Маргуна, Костянтина Зименко, Дмитра Базылева та інших) розробила алгоритм управління БПЛА на основі методу лінеаризації зворотним зв'язком (детальніше про дослідження читайте тут). У роботі порівнюються два методи управління квадрокоптером з робототехническим маніпулятором. У результаті на основі побудованих моделей, вчені приходять до висновку, що новий запропонований ними спосіб управління дозволяє беспилотнику більш чітко і ефективно виконувати заданої траєкторії, ніж класичний підхід (на основі пропорційно-диференціального регулятора).

В Університеті ІТМО велика увага приділяється і технології блокчейн як такої. Наприклад, роботу блокчейн на базі платформи Ethereum, яка була розроблена російсько-канадським програмістом Віталіком Бутериным і запущена (офіційно) всього близько року тому (саме на її основі працює проект «Дрон-працівник»), з цього року можуть вивчати студенти магістерської програми «Математична фізика і теорія інформації».

Ще один приклад досліджень у цій області проект «розумного міста», в якому співробітники Університету ІТМО працюють спільно з європейським проектом bIOTope. А студентське конструкторське бюро (RED) від кафедри систем управління та інформатики, інтегрують мобільні робототехнічні системи в мережу Ethereum. (Детальніше про діяльність цього бюро ми вже писали тут).
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.