Работа инженером-робототехником

Разбираемся с терминами и понятиями

Начиная разговор о робототехнике в школе, неплохо было бы определиться, что мы понимаем под терминами «робот», «робототехника» и «образовательная робототехника». Вполне развернутый и подробный ответ на этот вопрос можно найти в стандартах ГОСТ Р ИСО 8373-2014 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения» или в соответствующем международном стандарте ISO 8373:2012 «Robots and robotic devices — Vocabulary»:

Робот (robot) — приводной механизм, программируемый по двум и более осям, имеющий некоторую степень автономности, движущийся внутри своей рабочей среды и выполняющий задачи по предназначению».

Робототехника (robotics) — наука и практика разработки, производства и применения роботов.

Образовательная робототехника, в свою очередь, – это междисциплинарная учебная среда, основанная на использовании роботов и электронных компонентов в качестве общей составляющей для улучшения развития навыков и компетенций у детей и подростков. Это, прежде всего – дисциплины, именуемые STEAM   (science – наука, technology – технология, engineering – инжиниринг, arts and math – искусство и математика), хотя робототехника может также затрагивать и  другие области, такие как лингвистика, география и история.

Всех роботов условно можно разделить на два типа – промышленные и обслуживающие (сервисные) устройства

Те, которые используются в школах и колледжах, в большинстве своем, относятся к обслуживающим, но тут стоит обратить внимание на важный нюанс – целью создания таких роботов является не новый продукт или сервис, а именно образование – то есть передача связанных знаний о мире, технике, социальных взаимодействиях или иных навыков посредством конструирования и программирования робота. То есть робот в образовании – это не цель, а только лишь инструмент. 

Наука мехатроника

Сферы применения мехатроники и робототехники не ограничиваются промышленностью, военным делом, работой с опасными средами, космонавтикой, представлениями андроидов. Эти науки все чаще требуются в повседневной жизни для житейских нужд и облегчения бытовых проблем. Профессионалы приложили руку ко многому, что окружает современных людей — бытовой технике, ассистентам водителей, тренажерам стимуляторов для медицинских нужд.

Мехатронные системы формируются из нескольких составляющих, связанных энергетическими и информационными потоками:

1. Электромеханическая. К ней относятся двигатели, сенсоры, рабочие органы, передачи, электродвигатели. Компоненты обеспечивают цикл движения аппаратов. Корректная работа механизмов невозможна без сенсоров. На них возложен сбор информации о состоянии внешней среды, объекта работ, составляющих мехатронного агрегата.
2. Электронная. К этой категории относятся измерительные цепи, театральные преобразователи, микроэлектронные устройства.
3. Компьютерная. В категорию включены ЭВМ высшего уровня и микроконтроллеры.

Функции мехатронных систем

Мехатроника призвана решать проблемы преобразования входящей информации в требуемые механические движения. При их проектировании используется принцип обратной связи. Это означает интеграцию нескольких элементов разной природы в один функциональный модуль. Специальность людей, которые занимаются выполнением операции, может быть разной. В идеале при полном предоставлении нужной информации удается достичь планируемого результата.

Среди функций, присущих мехатронным системам, выделяют четыре наиболее важные:

• управление механическим движением с одновременной обработкой поступающих от сенсоров данных;
• согласование действий с внешними источниками влияния;
• взаимодействие с оператором в режиме реального времени или автономно;
• организация обмена информацией между всеми элементами системы.

Преимущества направления

Мехатроника и робототехника активно развиваются. При этом новые специалисты используют в работе накопленный опыт и готовы к изучению данных.

Преимущество дисциплины по сравнению с обычными средствами автоматизации:

• относительно низкая стоимость, достигаемая интеграцией, стандартизацией и унификацией элементов;
• точная реализация сложных движений за счет методики интеллектуального управления;
• долговечность, надежность, помехозащищенность;
• компактность и совместимость модулей;
• отличные динамические и массогабаритные характеристики.

Происхождение термина

Основы мехатроники были заложены гораздо раньше, чем эта отрасль знания обрела имя. Она появилась в результате слияния достижений двух других областей — механики и электроники. В 1930-х годах зарубежные конструкторы ввели термин «электропривод», который использовался для обозначения механических устройств, работающих на электроэнергии. Их использовали в ходе автоматизации промышленных процессов.

Yaskawa Electric Corp

Термин подхватили во всех странах мира, поэтому годы спустя владельцы решили сделать его общественным достоянием. В России новое понятие вошло в научный обиход в 1990-е годы.

Инженер-робототехник

Инженерные специальности в обозримом будущем не утратят своей востребованности. Одно из самых перспективных направлений инженерии — создание и обслуживание роботов. На самом деле к этому направлению можно будет отнести целый набор отдельных специальностей — создателей домашних роботов, промышленных роботов, медицинских роботов и роботов для развлечений.

Для овладения этими профессиями будущий специалист должен хорошо разбираться в автоматизированных системах, программировании, управлении процессами, не говоря уже о фундаментальных знаниях в области физики, механики и электротехники.

По подсчетам экспертов Cisco, сейчас количество домашних роботов в городах развитых стран удваивается каждые 9 месяцев. После 2020 года промышленные, домашние, детские и медицинские роботы станут повседневной реальностью и необходимостью. Промышленное производство станет автоматизированным примерно на 90%. Роботы полностью заменят людей на самых опасных работах — в шахтах, при проведении подводных и строительных работ. Будет активно развиваться боевое роботостроение.

Появятся такие перспективные отрасли, как создание нейроинтерфейсов для управления роботами, то есть технологии, которая позволит командовать машинами силой мысли.

Основам робототехники уже можно учиться и в российских вузах: подобные курсы и образовательные программы есть в МФТИ, Томском государственном университете, Томском политехническом университете, НИЯУ «МИФИ», Санкт-Петербургском НИУ ИТМО, Московском государственном техническом университете радиотехники, электроники и автоматики, Московском институте стали и сплавов, МГТУ «Станкин», а также в Дальневосточном федеральном университете и других.

В будущем робототехников будут готовить в корпоративных университетах, а также на ведущих образовательных онлайн-площадках вроде Coursera и отечественной Stepik.

Показать свои знания в робототехнике смогут участники Олимпиады НТИ. В рамках профиля «Интеллектуальные робототехнические системы» командам предстоит создать робототехническое оборудование для логистического центра. На базе конструктора ТРИК нужно будет построить наземную мобильную платформу, настроенную для выполнения основной задачи, а также получить достоверную информацию в ходе работы. Для устройства необходимо будет написать программу управления, которая позволит роботу самостоятельно передвигаться по модели, изображающей территорию логистического центра

А в рамках трека «Водные робототехнические системы» конкурсанты должны будут построить двух подводных роботов и наладить между ними связь: один из роботов должен будут идти по данным с камер, а другой — получая сигналы от первого.

Преимущества окончания магистратуры

Балакавриат нередко приравнивают к колледжу. Обучение в магистратуре идет по более углубленным программам. Магистры являются более подготовленными, технически подкованными, что дает им преимущество не только при трудоустройстве, но и в оплате труда.

К другим достоинствам магистратуры можно отнести:

• подготовка профессионалов международного уровня: у магистра больше шансов получить хорошую должность в зарубежной компании;
• освоение навыков подготовки самостоятельных исследований в конкретной научной области;
• возможность заблаговременно выбрать сферу деятельности, улучшить свою подготовку.

Мехатроники трудятся над разработкой неизвестных систем, развивают стартапы, становятся частью команд научных институтов, частных и государственных предприятий.

Чем занимается мехатроника

Первоначальная задача мехатроники — сконструировать механизм, который приводится в движение с помощью электричества и управляется программно. Со временем перед специалистами вставали новые проблемы, для решения которых приходилось искать ответы в других областях науки. Теперь сложные мехатронные системы должны не просто двигаться, подчиняясь командам компьютера, но и собирать и анализировать внешние данные, делать соответствующие выводы и менять свое поведение, используя встроенные алгоритмы.

системы мехатроники

Обязательно предусматривается возможность взаимодействия с оператором. Все компоненты такой системы связаны воедино, обмениваются информацией и энергией. Но соединить разнородные детали и снабдить их источником питания недостаточно: мехатронная система должна обладать новыми особенностями, не характерными для ее звеньев, чтобы эффективно функционировать.

Автоматы, способные передвигаться и реагировать на внешнюю среду, обладающие зачатками искусственного интеллекта, заставляют вспомнить и о роботах. В самом деле, робототехника — одно из направлений мехатроники. Поэтому современная мехатроника и робототехника изучаются в комплексе, чтобы будущие специалисты реализовали свои таланты в разных отраслях, занимались как сугубо теоретическими задачами, так и решали производственные вопросы.

Эти ветви знания с каждым днем все сильнее влияют на нашу повседневную жизнь. Сферы их применения не ограничиваются промышленностью, военными операциями, космическими исследованиями, работой с опасными веществами и представлениями с участием андроидов и зооморфных роботов.

зооморфный робот

Компьютеры, стиральные машины и другая бытовая техника, кресла для инвалидов, офисное оборудование, автопилот и система автоматической парковки в машине, тренажеры-симуляторы для медиков, пилотов и водителей — в создании и совершенствовании этих приспособлений проявили себя профессионалы от роботостроения и мехатроники.

Какие знания необходимы для создания робототехники?

Современная робототехника строится на знаниях из области программирования, механики, мехатроники, электротехники, электроники и автоматического управления.

Для освоения робототехники на базовом уровне достаточно школьных знаний по математике и физике. Без понимания физики движения и принципов работы механизмов и электродвигателей сложно собрать функционирующего робота.

Затем идут информатика и проектирование

Так как программирование необходимо в робототехнике не меньше математики, важно разбираться в компьютерных науках и информационных системах. Проектирование поможет создавать удобные продукты

Но знания из других инженерных дисциплин тоже будут полезны.

Основные направления в изучении робототехнике:

• Машиностроение изучает физические составляющие робота — его «тело». Подтемы — механика и сопротивление материалов. Большинство курсов в этом направлении ориентированы на физический дизайн и приведение робота в действие.
• Электротехника и электроника или «нервная система» занимаются электрическими системами внутри робота, встроенными системами, низкоуровневым программированием и теорией управления. Обычно это автоматизация, которая строится вокруг контроля робота.
• Информатика — многие специалисты пришли в робототехнику благодаря увлечению компьютерными науками. Инженеры этого направления концентрируются на программном обеспечении робота и высокоуровневом программировании. Среди тем — искусственный интеллект, навигация, техническое зрение, обработка естественного языка и так далее.

В каком вузе Тюмени можно получить профессию Робототехника (роботехника)

• от 74 612 / год
  Информация о стоимости года обучения предоставлена за 2021 год

  ТюменьГосударственный

  правовое обеспечение национальной безопасности; экономика; мехатроника и робототехника и еще 40 направлений

  Ср. балл ЕГЭ бюджет 2021от 42.7 бал.бюджет

  Ср. балл ЕГЭ платно 2020от 40 бал.платно

  Бюджетных мест 2021 1 554 место бюджет

  Платных мест 2021 2 814 места платно

  Средний балл ЕГЭ на бюджет в 2021 году от 42.7

  Средний балл ЕГЭ на платные места в 2020 году от 40

  Количество бюджетных мест в 2021 году 1 554

  Количество платных мест в 2021 году 2 814

  Что такое средний проходной балл

  Бакалавриат, специалитет

  13 подразделений

• от 54 900 / год
  Информация о стоимости года обучения предоставлена за 2021 год

  ТюменьГосударственный

  строительство; нефтегазовое дело; мехатроника и робототехника и еще 45 направлений

  Ср. балл ЕГЭ бюджет 2021от 45.7 бал.бюджет

  Ср. балл ЕГЭ платно 2021от 39.3 бал.платно

  Бюджетных мест 2021 2 207 места бюджет

  Платных мест 2021 2 866 места платно

  Средний балл ЕГЭ на бюджет в 2021 году от 45.7

  Средний балл ЕГЭ на платные места в 2021 году от 39.3

  Количество бюджетных мест в 2021 году 2 207

  Количество платных мест в 2021 году 2 866

  Что такое средний проходной балл

  Бакалавриат, специалитетМагистратура

  9 подразделений

Проф.ориентация

Выбрать обучение

Моя ли это профессия

Какие знания необходимы для создания робототехники?

Современная робототехника строится на знаниях из области программирования, механики, мехатроники, электротехники, электроники и автоматического управления.

Для освоения робототехники на базовом уровне достаточно школьных знаний по математике и физике. Без понимания физики движения и принципов работы механизмов и электродвигателей сложно собрать функционирующего робота.

Затем идут информатика и проектирование

Так как программирование необходимо в робототехнике не меньше математики, важно разбираться в компьютерных науках и информационных системах. Проектирование поможет создавать удобные продукты

Но знания из других инженерных дисциплин тоже будут полезны.

Основные направления в изучении робототехнике:

• Машиностроение изучает физические составляющие робота — его «тело». Подтемы — механика и сопротивление материалов. Большинство курсов в этом направлении ориентированы на физический дизайн и приведение робота в действие.
• Электротехника и электроника или «нервная система» занимаются электрическими системами внутри робота, встроенными системами, низкоуровневым программированием и теорией управления. Обычно это автоматизация, которая строится вокруг контроля робота.
• Информатика — многие специалисты пришли в робототехнику благодаря увлечению компьютерными науками. Инженеры этого направления концентрируются на программном обеспечении робота и высокоуровневом программировании. Среди тем — искусственный интеллект, навигация, техническое зрение, обработка естественного языка и так далее.

Преимущества поступления в магистратуру

Многие студенты, окончив бакалавриат, принимают решение продолжить обучение по более углубленным программам в магистратуре. И это дает им особые преимущества:

1. Магистратура готовит профессионалов международного уровня, которые в дальнейшем могут найти высокооплачиваемую работу за границей.
2. У магистрантов появляется шанс заблаговременно выбрать сферу своей будущей деятельности и усовершенствовать свою подготовку.
3. Студенты магистратуры осваивают навыки подготовки и проведения самостоятельных исследований в изучаемой научной области.
4. Магистранты имеют большую востребованность на рынке труда, нежели бакалавры.

Из каких этапов состоит общение с клиентом?

Открытие

Представьте себе следующую ситуацию. У клиента есть явная потребность — он ищет хороший лазерный принтер, но не знает, какой выбрать. Прежде чем принять решение о покупке, он ищет информацию в Интернете.Вы управляете магазином электроники. На данный момент вы можете повлиять на его решение.

Каким образом? Создавая контент, который отвечает его потребностям. В этом случае это могут быть обзоры лучших лазерных принтеров, подбор оборудования к конкретным потребностям (например, офисный или домашний принтер) или руководство о том, как работать с определенными типами принтеров, чтобы они работали как можно дольше.

Если получатель получает ценный и полезный контент, а также связывает их с вашим брендом — это огромный плюс.

Какие бывают роботы?

Слово «робот» произошло от слова robota, что можно перевести как «подневольный труд». То есть то, что называется «роботом», вопреки своей воле должно выполнять команды и по своей сути являться рабом. А если быть точнее, термин подразумевает под собой устройство, которое предназначено для выполнения определенного рода действий по заранее заданной инструкции. Обычно роботы получают информацию об окружающей обстановке со встроенных датчиков, которые играют роль органов чувств. А выполнением задач они занимаются либо самостоятельно, следуя заложенной программе, либо повинуясь командам другого человека. Назначение роботов может быть разным, начиная от развлечения людей и заканчивая сборкой сложных устройств.

Роботы бывают разные, но главное, чтобы они не вредили людям

Инженер-робототехник

Мы уверенно входим в новую эру автоматизации. Сегодня фильмы про будущее уже не кажутся такими несбыточными, потому что прогресс неумолимо наступает на пятки. Робототехника стала одним из самых передовых направлений, на которые ученые и инженеры делают особенный упор. Поэтому в наши дни специалисты этого профиля чрезвычайно ценятся на рынке труда. Почему бы не попробовать себя в профессии инженера-робототехника?

Специалист этого профиля занимается разработкой и обслуживанием роботов и автоматизированных технических систем. Звучит очень футуристично, правда? На его плечах лежит продумывание механики будущего помощника человека, его электронной части и программирование действий. Таким образом, робототехника находится где-то между механикой, электроникой и программированием. Именно поэтому будущему специалисту необходимо разбираться и в одном, и в другом, и в третьем.

Области применения робототехники

Применяются роботы самых различных сферах, но основными являются следующие:

• Промышленность: промышленные роботы;
• Исследовательская деятельность: роботы-ученые, исследователи;
• Боевые роботы: безпилотники, роботы-саперы, охрана и безопасность;
• Нанотехнологии: микро- и нано-роботы в исследовательских и медицинских целях;
• Домашние технологии: бытовые роботы, пылесосы, мойщики окон и персональные.

В сфере промышленности роботы позволяют выполнять большой объем работ с высокой скоростью и точностью. Они позволяют решать такие задачи, с которыми невозможно справиться человеческими силами.

Очень многие места нашей планеты и за ее пределами не исследованы по той причине, что делать это человеку невозможно. Например, о том, что творится в океанных глубинах и в космосе мы знаем благодаря роботам-исследователям.

Рост инновационных технологий позволяет оптимистически смотреть в будущее. Робототехника стремительно развивается, открывая человечеству новые возможности.

Где и кем востребованы профессии

Кем работать мехатронику и робототехнику, молодые специалисты решают после получения диплома бакалавра. Кто-то остается учиться дальше на платной основе, получает диплом магистра, который открывает более широкие перспективы.

Специальность дает возможность освоить наиболее актуальные в современном мире профессии:

• электроник;
• IT- специалист;
• кибернетик;
• конструктор;
• робототехник;
• системный программист.

Вышеперечисленные должности — одни из наиболее высокооплачиваемых в России и в мире. У мехатроника и робототехника зарплата в начале карьеры — 30000 руб. и выше. Оклад ведущих специалистов измеряется в шестизначных цифрах.

Понятия робот и робототехника

Термин «робот» ввел чешский писатель Карел Чапек, использовав его в своем произведении «Универсальные роботы Россума». В переводе с чешского «robota» означает — рабство, работа. Вот и в романе Чапека роботы были рабами, созданными человеком.

Слово «робототехника» обязано своим появлением американскому писателю российско-еврейского происхождения Айзеку Азимову, который внес немалый вклад в популяризацию науки.

История появления роботов берет начало с появления первых механических машин андроидного типа, а развитие робототехники, как отрасли, начинается с первых индустриальных конвеерных роботов, использующихся на производствах.

Бытовые роботы

Одним из первых примеров удачной массовой промышленной реализации бытовых роботов стала механическая собачка AIBO корпорации Sony.

Робот-пылесос iRobot

В сентябре 2005 в свободную продажу впервые поступили первые человекообразные роботы «Вакамару» производства фирмы Mitsubishi. Робот стоимостью $15 тыс. способен узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять некоторые секретарские функции, следить за помещением.

Всё большую популярность набирают роботы-уборщики (по своей сути — автоматические пылесосы), способные самостоятельно прибраться в квартире и вернуться на место для подзарядки без участия человека.

Специалист по финансовым технологиям

Финтех — одна из самых быстрорастущих технологических отраслей нашего времени. И все же, по состоянию на 2017 год, отрасль занимает не более 1% всего финансового сектора мировой экономики. Объем венчурных инвестиций в финтех в США в 2016 году достиг 13,6 миллиарда долларов. Для сравнения, вся финансовая отрасль страны составляет 11 триллионов долларов.

Эксперты называют пять основных направлений развития финансовых технологий в будущем — платежи и переводы, кредиты и займы, управление капиталом, страхование, валютный рынок. То есть во всех этих отраслях роль информационных технологий будет возрастать..

Специалист, сочетающий знания финансовых и технологических инструментов, в ближайшие десятилетия будет востребован как никогда. Будут активно развиваться такие направления, как использование больших данных для оценки рисков в страховании, применение искусственного интеллекта в управлении активами, разработка индивидуальных пенсионных программ и другие.

Вместе с тем, некоторые привычные профессии в развитых странах уйдут в прошлое — бухгалтеры, операционисты и даже, возможно, биржевые трейдеры.

Хорошую финансовую подготовку с технологической составляющей дают курсы НИУ «Высшая школа экономики», Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова, Финансовой академии при Правительстве РФ, Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, Санкт-Петербургского государственного университета.

Участники Олимпиады НТИ смогут продемонстрировать свои познания и в сфере финтеха. Им предстоит создать децентрализованное приложение на стыке технологий блокчейна и интернета вещей для обеспечения взаимодействия между производителями аккумуляторных батарей для электромобилей, сервисными центрами, обеспечивающими быструю замену батарей, и электромобилями. Команды должны будут разработать такое решение, которое сможет проверять на контрафакт заменяемые батареи, подтверждая заявленное качество и текущий износ. Вопросы экономического взаимодействия тоже не останутся в стороне: сервисная станция полностью автоматизирована, значит, школьникам придется перевести все денежные расчеты на автоматическую основу, в том числе определяя оптимальные параметры для совершения сделок.