Система дополненной реальности в роботе-сапёре «Уран-6»

Модернизация, а затем последующие анализ и синтез абсолютно новых механизмов и машин — одна из наиболее интересных проблем в теории механизмов. Поиски лучших способов усовершенствования устройства являются предметом исследования данной работы. Можно назвать их несколько, но автор останавливается на одном — системе дополненной реальности.

Ключевые слова: система дополненной реальности, робот-сапёр «Уран-6», смешанная реальность, виртуальное и реальное, дистанционно-управляемая машина разминирования «Уран-6», роботизированный сапёрный комплекс.

В современном мире в связи с бурным развитием науки и техники появляется всё больше новшеств в самых различных областях. Лет 50 назад никто бы и подумать не мог, что роботы станут практически незаменимы в жизни современных людей. Наука стремительно продвигает наш нынешний мир вперёд. Поэтому человечество старается делать различные нововведения для упрощения некоторых задач. Одним из таких нововведений является система дополненной реальности.

Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR — «расширенная реальность») — результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации [1]. Её использование в быту может придать яркий оттенок жизни обывателям этого мира. Мечта наших предков, которые могли себе только представлять работу этих устройств, начинает медленно, но верно воплощаться в нашем веке. С помощью этой системы человек способен управлять не только пространством (визуально), но и различными устройствами (в том числе и роботами).

Роботы создаются для различных целей: одни создаются для защиты мирного течения нашей жизни, другие — для поддержки здоровья. Роботы армии — не исключение. В военной промышленности роботы выполняют функции, как действующей силы, так и помощников для военнослужащих. Они значительно упрощают работу, требующую физической нагрузки, а также они могут в разы уменьшить вероятность рисков, которые могут навредить военнослужащим. Роботизированные сапёрные комплексы разминирования являются одним из примеров роботов армии.

Роботы-сапёры способны решать проблемы, которые возникали в прошлом. До их появления армия могла иметь процент смертности среди военнослужащих на поле боя. Человек, к несчастью, зачастую способен совершать ошибки, а в условиях поля боя они недопустимы и непоправимы. Эта ошибка может нести в себе опасность даже для окружающих (особенно если речь идёт о взрывоопасных веществах и снарядах). Поэтому для предотвращения получения вреда для жизни человека создали роботов-сапёров. И робототехнический комплекс «Уран-6» является новейшим среди всех.

«Уран-6» представляет собой гусеничный самоходный радиоуправляемый минный трал. В зависимости от задач, которые ставятся перед комплексом, на него может быть установлено до 5 различных тралов, а также бульдозерных отвалов. Оператор может управлять комплексом на удалении до 1000 метров (на устройстве имеется 4 видеокамеры, которые обеспечивают круговой обзор). Роботизированный саперный комплекс «Уран-6» в состоянии обнаружить, идентифицировать и по команде уничтожить любой взрывоопасный предмет, мощность которого не превышает 60 кг в тротиловом эквиваленте. При этом робот обеспечивает полную безопасность личного состава. Обнаруженные на местности боеприпасы «Уран-6» обезвреживает либо, разрушая их физическим способом, либо приводя их в действие [2], [3].

На основе роботизированного сапёрного комплекса «Уран-6», рассмотренного выше, можно модифицировать его и оснастить системой дополненной реальности, которая может расширить возможности управления данным роботом.

Оператор носит на спине и груди ноутбук весом около 10 кг и тяжёлое устройство радиосвязи с роботом. И чтобы избавиться от лишнего веса, предлагается оснастить оператора очками дополненной реальности, имеющие функции слежения за движениями глаз и за жестами человека, а также функциями управления камерами робота-сапёра. Данное устройство увеличит работоспособность человека и позволит ему более комфортно управлять роботом. Примером данного девайса служат Microsoft HoloLens.

Очки Microsoft HoloLens — это компактный компьютер в виде шлема, одевающегося на голову. Он мобилен и не привязан к сторонним гаджетам: смартфону, ноутбуку, камере и проч. Отсутствует проводное подключение.

HoloLens оборудован двумя камерами, аналогичными тем, которые используются в Kinect: одна работает в обычном спектре, другая — в инфракрасном. Они анализируют и считывают окружающее пространство. Это — база устройства.

Голограммы выводятся на экран, представленный полупрозрачным стеклом, которое не мешает воспринимать настоящий мир. Такое взаимодействие и создает эффект дополнительной реальности.

Набор датчиков представлен гироскопом, магнитометром и акселерометром. HoloLens распознает жесты и следит за тем, куда смотрит человек. В зависимости от направления взгляда изменяется положение голограмм на экране. Помимо этого, устройство полностью совместимо с Cortana, поэтому поддерживает управление голосом.

Управлять HoloLens можно тремя способами:

1. Физически. Управление осуществляется с помощью кнопок, расположенных по бокам гаджета. Они меняют громкость звука, яркость воспроизводимых объектов.
2. Голосом. Поскольку в устройство интегрирована Cortana, управлять им можно с помощью голосовых команд. Но, в отличие от голосового помощника для настольного ПК, ее функции расширены: пользователь с помощью голоса управляет голограммами на экране.
3. Жестами. Благодаря встроенным камерам устройство распознает жесты пользователя и выполняет определенную команду с голографическими объектами (поворот или перемещение) [4].

Литература:

1. Солдатов С., Кузьмина Н. Интерфейс будущего — системы дополненной реальности // Современные технологии автоматизации. — 2016. — № 1. — С. 1.
2. [Робот-сапёр «Уран-6»]. — URL: https://topwar.ru/ (19.11.2017).
3. [Робототехнический комплекс разминирования «Уран-6»]. — URL: http://766uptk.ru/ (19.11.2017).
4. https://pycckue-cka3ku.ru/ochke/ochki-s-dopolnennoj-realnostyu.html. Очки с дополненной реальностью