В 1964 году советские дети знакомятся с Электроником, тем временем отечественные учёные пытаются создать настоящего робота, и в 1969 году на свет появляется первый интегральный исследовательский робот типа «ЛПИ» и начинает развиваться такое научное направление, как робототехника. Лидером в этой области (и не только в этой) стал исследователь Евгений Юревич, которому как ученому было свойственно начинать любую разработку прежде всего с фундаментального исследования проблемы и поиска новых физических принципов ее решения, а затем непременно применить найденный ответ в «железе».
В 1944 году Евгений Юревич поступил в Ленинградский политехнический институт (так в то время называли Политех), где по инициативе оставшихся в городе преподавателей был открыт первый военный прием. Во время учебы в институте будущий основатель нескольких новых научных направлений проявил себя как активный общественник и организатор. Он работал секретарем комитета ВЛКСМ института, создал и возглавил студенческий строительный отряд, занимавшийся восстановлением института. Весной 1949 года Юревич поступил в аспирантуру Политехнического института. С 1962 по 1963 год уже в должности старшего научного сотрудника он завершил многолетний цикл исследований по теории управления сверхмощными объединенными электроэнергетическими системами, а на следующий год защитил докторскую диссертацию по этой актуальной тогда проблеме.
«Кактус» для мягкой посадки
В середине 1960-х годов Евгений Иванович включился в работы по космической тематике. Именно тогда перед конструкторами остро встал вопрос: как обезопасить экипаж космического корабля при его возвращении на Землю. Для создания эффекта мягкой посадки можно уменьшить скорость спуска аппарата непосредственно перед его соприкосновением с поверхностью планеты. Но чтобы это сделать, необходимо обеспечить довольно высокую точность выдачи сигнала по высоте на срабатывание двигателей мягкой посадки. Несвоевременное включение двигателей могло привести к травмированию и даже гибели космонавтов.
Юревич руководил работами по созданию гамма-лучевого высотомера — «Кактуса». Разработка оказалась столь удачной, что модифицированный вариант этого устройства используется на пилотируемых космических кораблях типа «Союз» до сих пор.
Евгений Юревич создал новое научное направление по техническому освоению рентгеновского и гамма-лучевого участка спектра электромагнитных излучений — фотонная техника.
Фотонная техника использует более короткие волны, диапазон электромагнитных колебаний, на 6–7 порядков опережающий классическую радиотехнику.
Но процессы в этом диапазоне требуют уже не волнового, а корпускулярного (с характеристиками элементарной частицы) описания в виде потока фотонов. Евгений Иванович совместно с учениками разработал физико-математическую теорию, методы расчета и проектирования технических систем различного назначения, основанные на использовании этого излучения.
Фотонные технологии позволили автоматизировать многие технологические процессы: слепая посадка самолетов, ручная стыковка космических аппаратов (система «АРС»), измерение воздушных параметров летательных аппаратов, массы, а также расхода компонентов топлива, нефти, фазового и химического составов жидкостей.
Первые роботы
Параллельно коллектив, который возглавлял Юревич, совершал первые шаги в робототехнике. Исследования в этой области начались еще в 1968–1969 годах, когда по заказу Института океанологии АН СССР в ОКБ ТК была создана система супервизорного управления по телевизионному каналу манипулятором глубоководного робота-геолога «Краб-02».
Под руководством Юревича были созданы первые в стране исследовательские очувствленные роботы ЛПИ-1, 2, 3 (очувствленные — имеющие искусственную сенсорную систему, позволяющую анализировать поступающую из внешнего мира информацию и корректировать свои действия, опираясь на полученные данные). Евгений Иванович разработал модульный принцип построения роботов, который сегодня является общепризнанным.
В 1985 году в ЦНИИ РТК завершились работы по созданию системы бортовых манипуляторов для космического корабля «Буран». Чтобы протестировать их в земных условиях, создали два уникальных динамических стенда с имитацией невесомости: плоскостной на воздушной подушке и пространственный. Для размещения последнего потребовалось строительство полой башни высотой 70 метров и диаметром около 30 метров. Это здание стало символом ЦНИИ РТК и Санкт-Петербурга. К сожалению, ни один из изготовленных в те годы «бурановских» манипуляторов так и не побывал в космосе.
Роботы в радиоактивной зоне
Проверкой на прочность для Евгения Юревича и его коллектива стало участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Более двухсот сотрудников института работали в зоне техногенной катастрофы. Евгений Иванович лично занимался доводкой новых роботов на станции и обучал операторов, которым затем передавал управление ими. Главный конструктор уточнял на станции особенности предстоящих работ и требования к роботам. По телефону эти данные передавались разработчикам в ЦНИИ РТК. После обсуждения с ними принимались основные технические решения и определялись сроки поставки очередного робота. Нередко переговоры проводились с несколькими перерывами, когда разработчики брали тайм-аут для каких-либо прикидок и согласований со специалистами смежных направлений.
Во время Чернобыля модульный принцип построения роботов доказал свою эффективность. Он позволил экстренно разработать, изготовить и поставить на АЭС роботов, собранных из ранее отработанных унифицированных модулей. В числе этих роботов были первые, во всяком случае в СССР, дистанционно управляемые роботы-разведчики, снабженные подвижными передающими телевизионными камерами, гамма-локаторами и дозиметрической аппаратурой. Они успешно работали в условиях самых интенсивных ионизирующих излучений с мощностью дозы до 20 тысяч рентген в час. Один из первых таких роботов был запущен прямо под взорвавшийся четвертый энергоблок. Он передавал оттуда информацию почти сутки, затем «ослеп» и потерял управляемость.
На станцию было поставлено также несколько тяжелых роботов, в том числе робот-подборщик типа РП, транспортный робот типа ТР-А1 с автономным питанием и радиоуправлением, дублированной кабельной связью, робот ТР-Б1 с навесным подъемным ковшом для взятия радиоактивных грузов весом до 150 кг, роботы-бульдозеры ТР-А2, ТР-Г1, ТР-Г2 с кабельным энергопитанием и управлением.
Там же, на станции, Юревич разработал и внедрил систему доставки роботов на рабочие места, включая кровли зданий, с помощью вертолетов на тросе с укрепленной на нем системой технического зрения для обеспечения достаточно точной и «мягкой» посадки.
Согласно официальным актам руководителей ЧАЭС, сотрудники ЦНИИ РТК с помощью роботов выполнили такой объем работ:
— обследовано с составлением карт дозных полей и съемкой видеофильмов более 10 тысяч квадратных метров помещений внутри станции, прежде всего там, где недопустимо было нахождение дозиметристов, кровли зданий и территории ЧАЭС;
— очищено более 4 тысяч квадратных метров кровли зданий станции со сбросом радиоактивного мусора в провал, образовавшийся на месте взорвавшегося энергоблока;
— очищено 600 квадратных метров особенно сильно загрязненной территории, так называемых иловых полей.
Создав роботов, которые использовались при ликвидации последствий аварии, Юревич заложил основу для нового направления — экстремальной робототехники.
Знакомьтесь с легендами науки на дзене «Теория большого Политеха»: