Студенты Самарского политеха разработали обучающий комплекс по программированию БПЛА

Студенты Самарского политеха Евгений Кайзеров, Арсений Фёдоров, Матвей Степанов и Никита Беляков под руководством директора центра интеллектуальных робототехнических систем Сергея Сусарева разработали программно-аппаратный комплекс БПЛА, предназначенный для обучения школьников и студентов программированию беспилотников. Обучение построено по принципу «от простого к сложному»: сначала ученики составляют программы для дрона из готовых визуальных блоков – как из конструктора, без единой строчки кода. Затем осваивают разные прошивки (внутренние программы дрона) и язык Python, а на продвинутом уровне переходят к языку Rust и учатся напрямую изменять исходный код системы. Проект реализуется при поддержке гранта Фонда содействия инновациям (программа «Умник»).

Образовательные решения в области беспилотных систем, существующие на рынке, отличаются фрагментарностью. Сейчас почти нет возможности попробовать свои силы в настройке современных прошивок и в программировании роя дронов (группы взаимодействующих летательных аппаратов). Из-за этого обучающиеся не всегда понимают принципы управления роем.

Чтобы решить эту проблему, политеховцы создали действующий прототип программно-аппаратного комплекса для отладки программных решений, собрав его из комплектующих, доступных на российском рынке. Инженеры говорят, что новая платформа для разработки программного обеспечения будет гибче, понятнее в настройке и безопаснее в эксплуатации, чем существующие аналоги.

Кроме того, политеховцы спроектировали оригинальную раму дрона и собственную платформу для разработки программного обеспечения роботов. В её основе – альтернативный протокол связи и отечественная ROS2 (аналог зарубежной программной платформы, которую сегодня широко используют разработчики роботов и дронов по всему миру). Благодаря этому работоспособность комплекса не зависит от иностранных разработок. Новая платформа рассчитана на больший набор функций и при этом расходует меньше ресурсов бортового мини-компьютера летательного аппарата. Дрон сможет не только летать по заданной программе, но и в реальном времени обрабатывать данные с камер, распознавая объекты.

«Мы создали платформу, на которой можно будет учить всему и сразу: от пайки и сборки до программирования одиночного дрона, целого роя БПЛА и систем компьютерного зрения, – поясняет Евгений Кайзеров. – Сейчас аналоги либо недоступны массовому пользователю, либо «игрушечные»– научить кого-либо программированию БПЛА с их помощью довольно сложно. Наш же комплекс – конструктор для настоящей инженерии. Работая с ним, школьник или студент поймёт, как дрон видит мир, как принимает решения и как десяток дронов общаются между собой без участия человека».

Школьники могут использовать разработку политеховцев для моделирования БПЛА или подготовки к соревнованиям. Студентам она будет полезна во время лабораторных работ по программированию и компьютерному зрению. В отличие от узкоспециализированных аналогов, разработанная платформа позволит сформировать широкий спектр навыков программирования дронов: от настройки контроллера до создания распределённого искусственного интеллекта для группы БПЛА.