Профессии, связанные с робототехникой: список, описание

Анатолий, ЯрГУ им. П.Г. Демидова

В детстве всегда привлекали роботы. Хотел научиться делать их сам. Но специальности робототехники в городе не было. Решил поступить в университет на специальность радиофизика и электроника (так она так называлась). Подумал, что научившись работать с электронными компонентами смогу делать роботов. Так получилось, что на одной из кафедр начинали работать над мобильным манипулятором (маленький 3-х звенный манипулятор, установленный на гусеничную платформу). Над управлением платформой уже работали. Но были нужны студенты, которые займутся его управлением. Одним из них стал я. И в итоге защитил диплом по тематике разработки алгоритма управления манипулятором.

Так как я поступил на физический факультет, то в большей степени нам преподавали теорию. Есть и прикладные специальности, например, радиотехника и инфокоммуникационные технологии. Без общей физики, мат анализа, дифференциальных уравнений не обошлось. Иначе бы не поняли оставшийся материал. Изучал аналоговую и цифровую электронику, теорию цепей и сигналов.

На нашем факультете программирование воспринимается как способ решать задачи моделирования различных радиофизических процессов. И, исходя из этого, нас учили не самому программированию, не искусству написания программ, а через программирование объяснили суть и механизмы процессов. И занимались мы этим на Turbo Pascal. Требовали от нас не красивого кода и быстро работающей программы, а верного вывода данных для любых начальных условий. Изучали объектно-ориентированное программирование на Delphi, но на нем тоже преподавали основную суть. Так же были и более специфичные среды для моделирования (Mathcad, Matlab). Был курс программирования микроконтроллеров на ассемблере.

Я считаю что для этой специальности таких курсов вполне достаточно

Самое важное, что изучался не определенный язык программирования, а принцип, как заставить компьютер выполнить необходимые действия. И это очень помогло мне в дальнейшем изучить почти самостоятельно С для программирования микроконтроллеров AVR и C# для создания программы управления с графическим интерфейсом

Конечно, уровень, на котором изучил языки чисто любительский, но для решения задач хватает.

На кафедре, на которой я учился (сейчас она называется Инфокоммуникационные технологии), если у студента была идея то ее обязательно продвигали. Потому что намного приятнее заниматься тем, что интересно. Так что свои проекты очень поощрялись. Особенно, если проект был интересный и полезный не только для студента.

Я занимался алгоритмом управления манипуляторов. Задача состояла в том, чтобы решить обратную задачу кинематики для конкретной модели, которая была на кафедре, и реализовать его на микроконтроллере (микроконтроллер нужен для управления сервоприводами, которые вращают звенья манипулятора). В итоге получил робота, которым можно было управлять вручную через установленное на компьютере ПО или с помощью клавиатуры, геймпада, сенсорный экрана и leap motion — устройства, которое определяет положение ладони человека над собой. Реализовал автономные режимы: от банального перекладывания предметов, как конвейерный робот, до рисования букв и слов.

Преподают в университете хорошо. Преподаватели знают свой предмет, умеют рассказать и объяснить его студенту. Все, чего хотел от учебы, я получил. И сбылась моя мечтал сделать робота, хоть он пока что недостаточно умный.

После окончания университета я не стал работать в робототехнике, потому что в Ярославле нет работы в этой сфере (кроме образования), а переезжать не хотелось.

Карьера после окончания по программы подготовки специалистов среднего звена «Мехатроника и мобильная робототехника» в колледжах Тулы

Выпускники получают квалификацию техников-мехатроников и специалистов по мобильной робототехнике по выбору.

Основные профессиональные функциональные обязанности выпускников:

• Монтаж компонентов и модулей мехатронных систем в соответствии с технической документацией.
• Настройка и конфигурирование программируемых логических контроллеров и микропроцессорных систем в соответствии с принципиальными схемами подключения.
• Разработка управляющих

Выпускники получают квалификацию техников-мехатроников и специалистов по мобильной робототехнике по выбору.

Основные профессиональные функциональные обязанности выпускников:

• Монтаж компонентов и модулей мехатронных систем в соответствии с технической документацией.
• Настройка и конфигурирование программируемых логических контроллеров и микропроцессорных систем в соответствии с принципиальными схемами подключения.
• Разработка управляющих программ мехатронных систем в соответствии с техническим заданием.
• Наладка компонентов и модулей мехатронных систем в соответствии с технической документацией.
• Техническое обслуживание компонентов и модулей мехатронных систем.
• Диагностика неисправности мехатронных систем с использованием алгоритмов поиска и устранения неисправностей.
• Замена и ремонт компонентов и модулей мехатронных систем.
• Составление схем простых мехатронных систем в соответствии с техническим заданием.
• Моделирование работы простых мехатронных систем.
• Оптимизация работы компонентов и модулей мехатронных систем.
• Настройка и конфигурирование управляющих контроллеров мобильных робототехнических комплексов в соответствии с принципиальными схемами подключения.
• Разработка управляющих программ мобильных робототехнических комплексов в соответствии с техническим заданием.
• Настройка датчиков и исполнительных устройств мобильных робототехнических комплексов в соответствии с управляющей программой и техническим заданием.
• Разработка конструкции и схемы электрических подключений компонентов и модулей несложных мобильных робототехнических комплексов.
• Сборка и монтаж компонентов и модулей мобильных робототехнических комплексов в соответствии с технической документацией.
• Техническое обслуживание компонентов и модулей мобильных робототехнических комплексов.
• Диагностика неисправности мобильных робототехнических комплексов с использованием алгоритмов поиска и устранения неисправностей.
• Замена и ремонт компонентов и модулей мобильных робототехнических комплексов в соответствии с технической документацией.

РазвернутьСвернуть

Недостатки профессии инженер-мехатроник

Учитывая сложность профессии и дефицит специалистов в области мехатроники, можно отметить, что одним из серьезных недостатков профессии является как раз дефицит квалифицированных кадров. Естественно, это зачастую становится причиной напряженного рабочего графика и работы во внеурочное время в случае возникновения неполадок.

“Авральный” режим работы, в свою очередь, нарушает нормальный ритм жизни, что негативно сказывается на состоянии здоровья. Нужно также понимать что, в зависимости от отрасли и места работы, специалисту по автоматизированным системам часто приходится работать в экстремальных условиях, связанных с риском для жизни и здоровья.

Карьера после окончания по программы подготовки специалистов среднего звена «Мехатроника и мобильная робототехника» в колледжах Липецка

Выпускники получают квалификацию техников-мехатроников и специалистов по мобильной робототехнике по выбору.

Основные профессиональные функциональные обязанности выпускников:

• Монтаж компонентов и модулей мехатронных систем в соответствии с технической документацией.
• Настройка и конфигурирование программируемых логических контроллеров и микропроцессорных систем в соответствии с принципиальными схемами подключения.
• Разработка управляющих

Выпускники получают квалификацию техников-мехатроников и специалистов по мобильной робототехнике по выбору.

Основные профессиональные функциональные обязанности выпускников:

• Монтаж компонентов и модулей мехатронных систем в соответствии с технической документацией.
• Настройка и конфигурирование программируемых логических контроллеров и микропроцессорных систем в соответствии с принципиальными схемами подключения.
• Разработка управляющих программ мехатронных систем в соответствии с техническим заданием.
• Наладка компонентов и модулей мехатронных систем в соответствии с технической документацией.
• Техническое обслуживание компонентов и модулей мехатронных систем.
• Диагностика неисправности мехатронных систем с использованием алгоритмов поиска и устранения неисправностей.
• Замена и ремонт компонентов и модулей мехатронных систем.
• Составление схем простых мехатронных систем в соответствии с техническим заданием.
• Моделирование работы простых мехатронных систем.
• Оптимизация работы компонентов и модулей мехатронных систем.
• Настройка и конфигурирование управляющих контроллеров мобильных робототехнических комплексов в соответствии с принципиальными схемами подключения.
• Разработка управляющих программ мобильных робототехнических комплексов в соответствии с техническим заданием.
• Настройка датчиков и исполнительных устройств мобильных робототехнических комплексов в соответствии с управляющей программой и техническим заданием.
• Разработка конструкции и схемы электрических подключений компонентов и модулей несложных мобильных робототехнических комплексов.
• Сборка и монтаж компонентов и модулей мобильных робототехнических комплексов в соответствии с технической документацией.
• Техническое обслуживание компонентов и модулей мобильных робототехнических комплексов.
• Диагностика неисправности мобильных робототехнических комплексов с использованием алгоритмов поиска и устранения неисправностей.
• Замена и ремонт компонентов и модулей мобильных робототехнических комплексов в соответствии с технической документацией.

РазвернутьСвернуть

Что такое мехатроника?

Данный термин был получен при соединении слов «механика» и «электроника». Впервые он был применён в 1969 году. На данный момент времени мехатроника – это наука, которая посвящена созданию и целенаправленной эксплуатации машин и систем, движение которых определяется электронно-вычислительной техникой. Она базируется на знаниях механики, микропроцессорной техники, информатики, электроники и компьютерном управлении движения агрегатов и машин. Изучить основы мехатроники можно при желании, поскольку научно-образовательной литературы по этому направлению достаточно. Для большего придётся приложить значительные усилия, чтобы найти необходимый материал. Хотя можно, теоретически, и самому додуматься, что представляет собой мехатроника. Что это такое мы уже выяснили, давайте перейдём к отдельным аспектам.

Подготовка кадров

Мехатроника и робототехника — дисциплины, которые черпают знания из точных, естественных и гуманитарных наук. Желающие освоить профессию сталкиваются с необходимостью изучить множество дисциплин.

Среди них такие направления:

• инженерное дело;
• программирование;
• кибернетика;
• механика;
• принципы автоматического управления;
• гидравлика;
• детали мехатронных модулей.

Преодолеть тернистый путь и стать профессионалом в этой области молодым людям помогают пытливый ум, стремление к инновационным и нестандартным решениям, глубокие знания прикладных дисциплин, желание опережать время. Хорошим подспорьем станет знание английского языка. Оно открывает возможность найти хорошо оплачиваемую работу за рубежом.

Где учиться по специальности мехотроника и робототехника, зависит от города проживания, результатов ЕГЭ, финансовых возможностей будущего абитуриента. Обучение ведут столичные и региональные ВУЗы.

В Москве абитуриентов ждут:

• технологический университет МГУПИ;
• государственный технический университет им. Э. Баумана;
• технологический университет «Станкин»;
• Петербургский университет путей сообщения.

Профильные факультеты занимаются подготовкой специалистов высокого класса, способных работать со сложными техническими агрегатами и комплексами, используемыми для выполнения определенных функций. Молодые кадры также ориентированы на научно-исследовательскую работу, проектирование сложных роботизированных механизмов. Они проходят курс подготовки управления существующей техники, оттачивают организаторские способности.

https://youtube.com/watch?v=uHCortEe6WA

Литература

• Мехатроника: Пер с япон. / Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. — М.: Мир, 1988. — С. 318. — ISBN 5-03-000059-3
• Введение в мехатронику: В 2-х кн. Учебное пособие / А. К. Тугенгольд, И. В. Богуславский, Е. А. Лукьянов и др. Под ред. А. К. Тугенгольда. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2004. — ISBN 5-7890-0294-3.
• Карнаухов Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 320 с. — (Высшее образование). — 3000 экз. — ISBN 5-222-08228-8.
• Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Конструирование мехатронных модулей. — М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. — 368 с.
• Брага Н.  Создание роботов в домашних условиях. — М.: НТ Пресс, 2007. — 368 с. — ISBN 5-477-00749-4.
• Камлюк В. С., Камлюк Д. В. Мехатронные модули и системы в технологическом оборудовании для микроэлектроники: учебное пособие — Минск : РИПО, 2016. — 383 с. : схем., табл. — Библиогр. в кн. — ISBN 978-985-503-627-3
• Камлюк В. С. Новая парадигма — мехатронизация Москва; изд.сис. Ridero; 2018 — 32 с. УДК 82− 9,ББК 76.01,К18− ISBN 978-5-4493-7287-1

Особенности профессии

Робототехника (роботехника) – это прикладная научная отрасль, посвященная созданию роботов и автоматизированных технических систем. Такие системы также называют робототехническими системами (РТС). Ещё одно название – роботостроение. Так называют процесс создания роботов, по аналогии с машиностроением. Роботы особенно нужны там, где человеку работать слишком тяжело или опасно, и там, где каждое действие должно выполняться с нечеловеческой точностью. Например, робот может взять пробы грунта на Марсе, обезвредить взрывное устройство или провести точную сборку прибора.

Конечно, для каждого вида работы нужен специальный робот. Роботов-универсалов пока не существует. Всю робототехнику можно разделить на промышленную, строительную, авиационную, космическую, подводную, военную. Кроме этого существуют роботы-помощники, роботы для игр и т.д.

Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора. Роботов с самостоятельным мышлением и мотивацией, со своим эмоциональным миром и мировоззрением пока тоже нет. Оно и к лучшему.

Робототехника находится в родстве с мехатроникой.

Мехатроника – это дисциплина, посвящённая созданию и эксплуатации машин и систем с программным управлением. Часто мехатроникой называют электромеханику и наоборот.

К мехатронике относятся заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства, современная офисная техника и пр. Иными словами, приборы и системы, предназначенные для выполнения какой-то конкретной задачи. Например, задача офисного принтера – печать документов.

А что такое робот по своей сути?

Как видно из самого названия, робот изначально представлялся как подобие человека. Но прагматизм берёт верх. И чаще всего роботу отводится роль технического приспособления, для которого внешность не имеет большого значения. По крайней мере, промышленные роботы на людей совсем не похожи.

Однако у роботов есть признак, который объединяет их со всеми живыми существами – движение. И способ движения порой довольно чётко копирует то, что встречается в природе. Например, робот может летать, подобно стрекозе, бегать по стене, словно ящерица, ходить по земле, словно человек и пр.

(См. ролик внизу страницы.)

С другой стороны, некоторые роботы специально рассчитаны на душевный отклик людей. Например, роботы-собаки скрашивают жизнь людям, у которых нет времени на настоящую собаку. А плюшевые «младенцы» облегчают депрессию.

Не за горами то время, когда среди прочей бытовой техники у нас появятся роботы, помогающие по хозяйству. Лично я предпочла бы слугу в виде улыбчивого пластикового кокона на колёсах. Но кому-то наверняка захочется, чтобы их роботы-мажордомы были как настоящие люди. В этом направлении уже сделаны потрясающие успехи.

Создание робота –  это то, чем занимается робототехник. Точнее, инженер-робототехник. Он исходит из того, какие задачи робот будет решать, продумывает механику, электронную часть, программирует его действия. Такая работа – не для одиночки-изобретателя, инженеры-робототехники работают в команде.

Но робота нужно не только изобрести и разработать. Его нужно обслуживать: управлять работой, следить за «самочувствием» и ремонтировать. Этим также занимается робототехник, но специализирующийся на обслуживании.

В основе современной робототехники находятся механика, электроника и программирование. Но, как подсказывают фантасты, со временем для изготовления роботов будут широко использовать био- и нанотехнологи. В результате получится киборг, т.е. кибернетический организм – что-то среднее между живым человеком и роботом. Чтобы не слишком радоваться по этому поводу, можно посмотреть фильм «Терминатор», любую его часть.

Начало истории роботов

Слово «робот» придумал Карел Чапек в 1920 г. и использовал его в своей пьесе «R.U.R.» («Россумские Универсальные Роботы»). Позже, в 1941 г., Айзек Азимов использовал слово «робототехника» в научно-фантастическом рассказе «Лжец».

Но видимо, одним из первых робототехников в истории человечества можно считать арабского изобретателя Аль-Джазари, жившего в XII веке. Остались свидетельства, что он создал механических музыкантов, которые развлекали публику, играя на арфе, флейте и бубнах. Леонардо да Винчи, живший в XV–XVI веках, оставил после себя чертежи механического рыцаря, способного двигать руками и ногами, открывать забрало своего шлема.  Но эти выдающиеся изобретатели вряд ли могли представить, каких вершин достигнут технологии через несколько столетий.

Профессии, связанные с робототехникой: список

Профессий в сфере робототехники довольно много. Как правило, специалисты обучаются в инженерных вузах, изучают проектирование, робототехнические технологии и программную разработку. Однако всех специалистов из сферы робототехники можно разделить не только на теоретиков, которые разрабатывают идеи и занимаются проектированием, и на практиков, претворяющих эти идеи в жизнь. Технические специалисты различаются также по узким отраслям, в которых они работают и применяют свои знания. Вот сферы, в которых востребованы профессии, связанные с роботами:

• промышленность;
• строительство;
• авиация;
• космические разработки;
• подводные изыскания;
• военные технологии;
• сервис и услуги;
• развлечения.

Роботов применяют там, где нужны точность и автономность. Например, в медицине и военных разработках

Итак, какие же профессии связаны с робототехникой? Чтобы вы не запутались, мы собрали все специальности в одну таблицу:

Многие разработки, которыми мы пользуемся в жизни, пришли именно из мира военных технологий. Например, экзоскелеты — это внешняя конструкция, которую придумали для правильного распределения нагрузки во время военных действий. В современном мире её активно используют в медицине, помогая людям с ограниченными возможностями вернуть утраченные функции тела (рук, ног и так далее). Неудивительно, что именно в военной отрасли профессия «робототехник» наиболее востребована.

Мехатроника и робототехника — что это такое

Специальность «Мехатроника и робототехника» возникла в российских высших учебных заведениях относительно недавно, однако сразу вызвала повышенный интерес у многих абитуриентов. Ведь это направление для деятельности считается крайне перспективным и востребованным. В то же время, далеко не каждому будущему студенту понятно, чего можно ожидать, получив образование в этом направлении.

Мехатроника и робототехника — это не профессия. Это — название специальности, по которой осуществляется подготовка в высших учебных заведениях. При этом возможные профессии в которых можно работать, получив такое образование, достаточно широко могут отличаться, в зависимости от конкретного предприятия и личных устремлений каждого выпускника.

Поэтому, прежде чем выбирать эту специальность для поступления, стоит тщательно рассмотреть все ее особенности, преимущества и недостатки, и ознакомиться с возможным перечнем направлений для ведения деятельности. Ведь обучение займет несколько лет, и далеко не каждому человеку хочется потратить их впустую и разочароваться в своей профессии. Поэтому лучше всего сначала будет ознакомиться с тем, как выбрать профессию по душе, а лишь потом сосредотачиваться на отдельных специальностях и направлениях обучения.

Но что же такое непосредственно мехатроника и робототехника? Мехатроника — это научная дисциплина, образованная из соединения электроники и механики и сформированная изначально в 60-е годы 20-го века. Мехатроника изучает возможности создания электронных устройств и систем, которые обеспечивали бы фактическое выполнение каких-либо механических процессов в целях автоматизации производства и решения иных задач, стоящих перед наукой. Робототехника же является лишь одним из направлений мехатроники, однако — самым известным, популярным и востребованным. Именно поэтому она упоминается в рамках этой учебной дисциплины отдельно.

Востребованные профессии, связанные с робототехникой

Условно специальность можно разделить на специалистов теоретиков (идея, проект) и практиков (реализация), хотя выигрышной комбинацией может обладать и один специалист.

Теоретики

Проектировщик медицинских роботов – специалист, занимающийся разработкой биосовместимых робототехнических систем и кибер-устройств для биотехнологий и медицины. К создаваемым устройствам относятся медицинские нанороботы, киберпротезы, хирургические комплексы (самый известный пример — Da Vinci).

В задачи проектировщика промышленной робототехники входит разработка проектов производственных устройств, учитывающих особенности конкретного производства или деятельности. Погрузчики, упаковщики, транспортеры, манипуляторы, из которых могут состоять полностью автоматизированные предприятия, когда-то были придуманы этими специалистами.

Разработка, модернизация и внедрение систем управления, в том числе и искусственного интеллекта, ложится на плечи проектировщика нейроинтерфесов по управлению роботами. В их функции входит создание интерфейсов управления, которые помогут оператору эффективно управлять робо-помощником.

Практики

Робототехника или роботостроение – прикладная научная отрасль, занимающаяся созданием роботов и автоматических систем. Смежным направлением является мехатроника, посвященная разработке и использованию устройств с программным управлением. Движущую силу направлений составляют инженеры различных специализаций, располагающие знаниями о работе устройств, свойствах материалов, и IT-специалисты, занимающиеся программированием.

Робототехник не имеет узкой привязки к области специализации, свой потенциал и навыки конструирования может раскрыть практически в любом направлении: от создания марсохода до сортировщика отходов.

Специалист занимается монтажом, наладкой, эксплуатацией и техническим обслуживанием робототехнических комплексов. Инженеры робототехники отталкиваются от данных о том, какие задачи робот будет решать, какие функции будет выполнять, и уже после этого продумывают механику, электронную часть и программируют действия робота. Проект подразумевает знания в разных областях – это задача не для одиночки-изобретателя, зачастую робототехники работают в команде.

Самым сложным этапом в создании роботов является большая конкуренция, сегодня существуют десятки стартапов, создающих примерно одинаковые устройства.

Перед разработчиками стоит несколько важных задач:

• анализ существующих решений проблемы;
• поиск оптимальных вариантов решения;
• разработка конструкции, механики, электроники и ПО;
• создание эффективного и конкурентоспособного прототипа.

И не всегда результат будет успешен. Кроме того, сегодня нет универсальных роботов. Все созданные устройства делятся в зависимости от сферы использования на медицинские, промышленные, строительные, военные, космические и бытовые.

Когда и как начинать подготовку?

Если хотите, чтобы в будущем ребенок имел достойную зарплату и интересную профессию, уже сегодня необходимо задуматься над его образованием. Можно купить робототехнику, самостоятельно изучить мастер-классы и заняться обучением. Такой подход имеет довольно много сложностей: — нужно выделить время для занятий; — найти робототехнический конструктор, чтобы он соответствовал возрасту и особенностям развития ребенка; — заняться самообразованием. Не каждый может позволить себе купить робототехнику, поскольку стоимость ее измеряется десятками тысяч рублей. Даже на начальном уровне придется выложить крупную сумму. Поэтому особую актуальность приобретают различные кружки. Есть они во многих городах. Знакомство с ними лучше начинать с официального сайта и встречи с педагогом. Первый позволяет получить общую информацию: — по какой программе идет образовательный процесс; — какие типы робототехнических конструкторов используются; — есть ли сертификаты для ведения образовательной деятельности.

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, как и кем работать

Выпускник сможет проектировать составные части и целые мехатронные системы, разрабатывать для них документацию и оформлять патенты, собирать, испытывать, совершенствовать, корректировать и чинить механизмы. Также можно заняться исследовательской работой или преподаванием, ведь наука не стоит на месте, а передавать знания нужно и новому поколению коллег, и работникам других отраслей, в которых используются автоматы и роботы.

разработчик

Перспективы и заработок инженеров зависят от опыта и сферы деятельности. Заработная плата варьируется: молодой техник может рассчитывать на 30 тысяч рублей, при наличии опыта доход в два раза больше, а для высококвалифицированного разработчика — до 100 тысяч и выше, особенно на руководящей должности. При наличии деловой хватки возможно открытие собственного дела.

Будь то частное или государственное предприятие, производственное, коммерческое, научное или образовательное учреждение, работа найдется всегда: мехатроников и робототехников не хватает, в дальнейшем спрос на них будет расти, а свежие силы требуются в любой области, где не обойтись без высоких технологий.