Изобретатель из Йошкар-Олы Александр Большаков: «Автоматизацию не остановить»

 Инженер и изобретатель из Йошкар-Олы Александр Большаков намерен сделать первый «умный дом» в Марий Эл. В нем будет автоматизированная система управления света, отопления, кондиционирования. А еще — альтернативные источники получения энергии. Ветрогенератор и солнечную батарею ученый собрал сам. И это только один проект, над которым работает инженер-электроник Марийского машиностроительного завода. Кроме того, он руководит клубом робототехники при ПГТУ, где вместе со студентами собирает роботов. Его изобретения уже используются в метеорологии и других сферах. В беседе с корреспондентом «7x7» инженер рассказал о том, почему он верит в технологическое будущее России.                                    

 

 

«Человек не всегда может объяснить, что и почему ему нравится»

 

— Каков ваш научный и производственный путь?

 

— Я закончил местный Политех по специальности «Технология и проектирование радиоэлектронных средств» и получил диплом инженера. Поступил в аспирантуру здесь же. Стал работать на кафедре конструирования и производства радиоаппаратуры. Именно тогда мне предоставили лабораторию 410 в третьем корпусе ПГТУ, где мы сейчас и находимся. После аспирантуры я сдал все кандидатские экзамены, но кандидатскую диссертацию мне тогда защитить не удалось, так как у меня в исследовании не хватало проведенных экспериментов. У меня уже были публикации, были патенты на изобретения, но у моих проектов не было тогда финансирования, и я не очень понимал, как смогу дальше жить, занимаясь ими. Когда у меня в 2012 году появилась семья, я в поисках более высоких заработков устроился на Марийский Машиностроительный завод инженером-электроником в отдел автоматизации производства. Может, и защищу кандидатскую диссертацию со временем. Наработки есть.

 

— Кто на вас повлиял в вашем интересе к техническим наукам?

 

— Мой отец был инженером. У нас в домашней библиотеке были книги по кибернетике. Они на меня повлияли. В детстве я засматривался сериалом «Bugs — электронные жучки», который повествовал о мире недалекого будущего, где смаковались революционные технические новинки. Этот просмотр случился со мной в критическом возрасте, когда внешние впечатления особенно сильно меняют психику человека. Тогда я и решил поступать на радиотехнический факультет.

 

— Когда образован ваш клуб робототехники?

 

— В 2010 я отвечал за это помещение и мог делать здесь все, что хотел — хоть притон. Решил сделать клуб робототехники. Просто захотелось. Человек не всегда может объяснить, что и почему ему нравится. Спасибо Политехническому университету, что оставил нам эту лабораторию (кабинет 410 третьего корпуса ПГТУ), когда я уже перестал быть аспирантом. Поскольку зарплату нам платить не надо, а университет по определению должен нести просветительскую миссию, деканат факультета одобряет существование клуба. Клуб представляет собой эту лабораторию плюс мой жилой дом, где я использую многое собранное здесь.

 

 

— Почему именно робототехника?

 

— Я думал насчет радиолюбительства. Но, во-первых, при ПГТУ уже есть радиоклуб, а во-вторых, радиолюбительство в наше время мало кого интересует. Робототехника более интересна людям. К сожалению, «более интересна» не означает «интересна многим». Участвующих в работе клуба не так много.

 

— Вы где-то писали, что хотели организовать клуб на принципах хакспейса. Что это такое?

 

— Хакспейс — это тот же клуб по интересам, но организованный не так, как традиционный клуб по интересам. Вот как у нас: кто-то организатор, кто-то финансирует, кто-то предоставляет помещение и инструменты. Хакспейс же — союз людей, которые решили друг с другом что-то сделать. Сами снимают помещение, друг другу проводят мастер-классы по тому, что они умеют, сами приносят инструменты, скидываются на компоненты к технике. Наш клуб сейчас можно назвать хакспейсом с единственным участником — мной. Другие не заинтересовались проектом в силу жадности и лени.

 

«Я не против заработать, но и внутреннюю потребность просвещать и развивать людей чувствую»

 

— К какой области относится ваша работа? Робототехника? Информатика? Электроника?

 

— Автоматизация быта, хотя тот же 3D-принтер можно относить и к промышленной автоматизации. По сути, это же станок с ЧПУ.

 

— Сколько людей в ней работает, в вашей лаборатории, и на каких началах?

 

— Мы — клуб, а не коммерческое предприятие, хотя и принимаем коммерческие заказы. Все работают бесплатно. Сейчас работают здесь двое взрослых — я и мой коллега Кирилл. В прошлом году у нас активно занимался студент Евгений Васенев, собрал своими руками 3D-принтер. Клуб с научно-образовательными целями посещают пять школьников из Руэмского лицея для особо одаренных детей. Сейчас нас, таким образом, семь человек. Некоторые люди исчезают из клуба, так как у них появляются другие заботы. Периодически появляются и другие дети самых разных возрастов.

 

 

— Вы говорили о нехватке людей?

 

— Людям, обучающимся техническим наукам в России, дают очень много теории и очень мало практики. Я работал преподавателем здесь на кафедре и в колледже «Политехник» и поэтому знаю, о чем говорю. Может быть, это связано с тем, что для теории нужны только мел и доска, а для практики — оборудование на сотни тысяч рублей и умение самим делать что-то своими руками, чего многие преподаватели не хотят. Несомненно, эта ситуация в первую очередь тормозит развитие технологий и технических наук в России.

 

 

— Как вы пополняете материальную базу?

 

— В основном за свой счет. Некоторую помощь оказывает ПГТУ. Вот солнечную батарею он предоставил. ПГТУ предоставляет помещение для клуба, а также помогает с некоторыми компонентами техники. Многие приносят свои компоненты для собираемой техники и инструменты.

 

— Клуб преследует исследовательские и учебные цели. Какие из них преобладают?

 

— Пятьдесят на пятьдесят. Я не против заработать, но и внутреннюю потребность просвещать и развивать людей чувствую. Мы занимаемся проектированием, программированием, сборкой роботов. Проектирование идет на контроллере Arduino, специально предназначенном для образовательных целей, на котором удобно и дешево делать простые устройства автоматизации, если их не тиражировать.

 

«Работаем в основном на энтузиазме»

 

— Какие эксперименты вы проводили?

 

— Собрать ветрогенератор своими руками из сподручных материалов — вполне себе эксперимент на тему: возможно ли такое в принципе? Тестировали работу солнечной батареи — как она заряжается и разряжается. Исследуем потенциальную мощность собранного нами ветрогенератора. Мы испытывали все наши разработки — как может быть иначе? Помогали одному аспиранту со строительного факультета Политеха испытывать собранное им устройство для измерения влажности помещения. Если студентам нужна материальная база для проведения ими исследований, то мы им всегда поможем, чем сможем.

 

— Какие проекты вы сейчас разрабатываете?

 

— «Умный дом» — устройство для автоматизации действий, которые человек проделывает в своем жилище: включения и выключения света, отопления, кондиционирования, бытового электрооборудования. Заодно «Умный дом» поддерживает микроклимат в помещении — влажности, температуры, уровня освещенности. «Альтернативная энергия» — ветрогенератор и солнечная батарея. Для ветрогенератора все подбираем мотор — у него проблемы с мощностью. Он маленький — диаметр колеса всего метр, 20 сантиметров диаметром. Есть проект «Автоматизация труда тренера при сдаче норм ГТО». Сейчас большая часть денег, что выделяется на возрождение проекта ГТО, — это зарплаты тренеров, которым придется принимать нормы. Вот чиновники от спорта и задумали сократить эти расходы и обратились к нам. Тренеров можно заменить устройствами, которые будут способны фиксировать результаты сдающих ГТО и следить за тем, чтобы они при этом не нарушали правила (не выходили из зоны выполнения упражнений и т. п.). Вместо зарплаты тридцати тренерам можно будет платить зарплату только одному — следящему за техникой.

 

— А какие проекты уже разработали?

 

— «Метеостанция» — коммерческий, довольно закрытый проект. Он позволяет мерить температуру и влажность воздуха, направление и скорость ветра, освещенность местности, примеси в воздухе. Метеостанция оснащена модулем GPS, и способна поэтому определять свое местоположение. Ее удобно носить с собой где-нибудь в рюкзаке и изучать с ней местность. Вся эта информация записывалась на flash-память и по Wi-Fi передавалась к заказчику сведений. Робот-ровер — игрушка, которая способна двигаться как сама на основании данных своих датчиков, так и дистанционно управляться по Bluetooth. Шагоход: он сделан из деталей, произведенных на 3D-принтере. 3D-принтер — самый обычный. Сопла нагревают пластик, а этот нагретый пластик рисует трехмерные изображения. Компоненты для принтера были куплены на мои личные деньги.

 

 

— У вас проекты делятся на коммерческие и некоммерческие?

 

— Да. Есть вещи, которые мы делаем только для собственного удовольствия, а на другие мы получаем заказы и зарабатываем на них. Как правило, заказчики — преподаватели Политеха, которым новинки техники нужны для удовлетворения научных нужд. Деньги у них государственные, так что можно считать, что заказчик моей коммерческой продукции — российское государство. Зарабатываем не очень много. Работаем в основном на энтузиазме.

 

— Есть ли в мире аналоги вашим разработкам?

 

— Есть. Мы ничего особо оригинального не собираем здесь. У нас здесь не наука. У нас здесь инженерия. Разве что собираемое нами дешевле. Аналогичный нашему роверу робот LEGO Mindstorms стоит двенадцать тысяч рублей. Наш ровер, исходя из цены его компонентов, — тысячу семьсот рублей.

 

 

— Специализируетесь ли вы на определенных видах роботов? (манипулятивных, мобильных, колесных, гусеничных и т. п.)

 

— Главный интерес у меня к шагоходам и к колесным роботам. Они проще других в сборке и в эксплуатации. Хочется собрать гусеничный робот, но он стоит уже в 2 раза дороже.

 

— Что-то из ваших разработок уже используется в экономике?

 

— Метеостанция наверняка используется. Умный дом я надеюсь использовать у себя в новой квартире.

 

— В своей группе «ВКонтакте» вы пишете и о других ваших проектах и конкурсах, в которых вы участвуете. Пройдемся по ним. Читал, что вы занимаетесь «народным Wi-Fi»? Что это такое?

 

— Это удобный чип, поддерживающий беспроводное подключение к интернету. Это просто освоение модулей, которые уже разработаны кем-то другим. Не исследование, а обучение. То же самое с Bluetooth-модулем. Я его купил, создал схему подключения, подключил его и управляю им через контроллер. В процессе я учусь снимать самую разнообразную информацию с кучи датчиков.

 

— Что такое ОВЕН?

 

— Серия промышленных контроллеров, устройство и изготовление которых я тоже стараюсь изучить, но мои попытки пока не слишком успешны. Подробнее о них говорить не могу, так как я давал подписку о неразглашении.

 

— А много сейчас в точном машиностроении запретных зон?

 

— Много. Причем это не обязательно связано с обороной. Попробуй попади на тот же ЗПП [Завод полупроводниковых приборов] и узнай там технологию производства какого-либо вида продукции! Когда я был студентом, нас туда активно водили смотреть, как все там устроено и каким образом какой продукт выпускается. Сейчас такая практика ограничена. Это называется коммерческая тайна. Совершенно необязательно иметь экономику, ориентированную на войну, как в СССР, чтобы в промышленности секреты были везде и всюду.

 

 

— Что такое УМНИК?

 

— Это конкурс, проводимый Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере для аспирантов и просто для умных молодых людей возрастом до 28 лет. Проводится конкурс проектов этих людей на уровне факультета и на уровне университета. Победитель получает грант в двести тысяч рублей на реализацию своего проекта. Я и мои студенты несколько раз участвовали в конкурсе, но без успеха. Наш проект был посвящен созданию стендов. Я сказал, что могу сделать большой стенд за две тысячи рублей. Университет предпочел закупить такой же на стороне за двадцать тысяч. Почему он так поступил? Не знаю.

 

«Разработал программу для изучения контроллера Arduino в условиях малого финансирования»

 

— Одной из задач лаборатории названа разработка программы обучения учащихся. Что для этого сделано?

 

— В годы своего преподавания в колледже «Политехник» мной был разработан курс лабораторных работ по робототехнике. Еще я разработал программу для изучения контроллера Arduino в условиях малого финансирования (смеется). Эти программы успешно воплощаются в жизнь: те, кто хочет получить знания в этих областях, получают их.

 

— Одной из задач лаборатории названо проведение мероприятий профессиональной ориентации. Что для этого сделано?

 

— Приходят сюда школьники. Я им показываю 3D-принтер, собранных нами роботов, предлагаю участвовать в нашей работе. Даже те, кто не остаются, получают примерное представление, что робототехника существует и ей можно заниматься. Недавно мне звонил заведующий кафедрой конструирования и производства радиоэлектронной аппаратуры Николай Иванович Сушенцов и сказал мне, что планирует включить наш клуб робототехники в профориентационные мероприятия для школьников, которые проводит Политех с целью заинтересовать детей техническими науками и специальностями, то есть сделать из них своих потенциальных студентов. Под эти мероприятия нам, надеюсь, выделят денег. Сейчас с целью включения клуба в профориентационные мероприятия я буду писать отчет о наших целях, результатах деятельности и планах.

 

— Какие трудности в вашей деятельности?

 

— Главная трудность — мало людей, чтобы реализовать все задумки. Я рекламирую клуб робототехники посредством объявлений среди студентов, раскрутки группы клуба «ВКонтакте». У меня самого мало времени: у меня есть жена, маленькая дочь и основная работа на заводе. Денег тоже недостаточно. Сколько нам нужно? Нет верхнего предела. Лишними никакие деньги у нас не будут.

 

— Какие сферы экономики более всего заинтересованы в ваших роботах?

 

— Мои разработки больше имеют отношение к сфере образования, чем к производству. Но у Министерства образования есть свои фавориты в области робототехники — та же компьютерная школа «Инфосфера», Центр автоматизированного машиностроения, выпускающий станки с ЧПУ. Там тесные контакты, там наверняка и совершенно другие деньги. Я не в обиде на них — они делают то же полезное дело, что и мы. Мне, видимо, стоит более интенсивно заниматься раскруткой собственной группы не в интернете, а оббивать пороги министерств. Кто хочет, тот всегда меня найдет.

 

— Какие у вас планы на будущее?

 

— Работать. Сделать «Умный Дом» у себя и у друзей, которые этим проектом интересуются. Хочется полностью перевести свое жилище на энергию, вырабатываемую ветрогенераторами и солнечными батареями. Мы хотим заняться нейросетями. Нейросеть — это обучаемая система. Она действует не только в соответствии с заданным алгоритмом и формулами, но и на основании прошлого опыта. Это искусственная имитация нервной системы человека, прообраз искусственного интеллекта. Когда соберем еще несколько роботов, хочу поучаствовать в соревнованиях по робототехнике, которые проводит «Инфосфера» для LEGO Mindstorms. Мне этого мало — в этой лаборатории я хочу провести свои соревнования на прохождение линии на скорость, на прохождение лабиринтов на скорость, даже сумо. Может быть, будут даже бои роботов. Нужно только искать спонсора, который оплатить боевые потери роботов от столкновений с другими роботами. Для этого нам еще нужно два участника клуба.

 

«Не считаю, что Россия серьезно отстает в развитии высоких технологий»

 

 

— Каковы перспективы развития робототехники в России при нынешних общественных отношениях?

 

— Она будет успешно развиваться. Автоматизацию не остановить. Вот видите, сколько с вами приборов…

 

— Мой диктофон собран не в России. Мой андроид собран не в России. Я вообще не помню, чтобы в течение своей жизни пользовался оборудованием, собранным в России…

 

— Устройство, подобное вашему андроиду, собирается несколькими предприятиями в России, хоть и называется оно иначе. Функции у этого устройства точно такие же. Ну, по крайней мере, собирать придуманные за границей приборы Россия может. Многие производства насмерть привязаны к территории, и никуда их перенести нельзя. Куда можно перенести выпечку хлеба? Потребности экономики в автоматизации невыгодно удовлетворять только за счет импорта. Местное производство станет выгодно развивать. А чтобы люди смогли справляться с новыми автоматами, им нужно по меньшей мере в детском или юношеском возрасте заниматься в клубах, подобных моему. И по этой же причине высокотехнологическое образование будет совершенствоваться.

 

— С уходом Дмитрия Медведева с поста президента стихли разговоры о первоочередной необходимости высокотехнической модернизации России. Чувствовали ли вы тогда и сейчас изменение внимания к вашей деятельности?

 

— По своей деятельности я не чувствовал большего внимания к себе тогда, в годы его президентства, ни снижения этого внимания после его ухода с поста президента. Внимание оставалось на одном низком уровне.

 

— Какова опасность для России навсегда отстать в техническом отношении от развитых стран и превратиться в «белую Африку»?

 

— Я не считаю, что Россия серьезно отстает в развитии высоких технологий. Зайдите на ММЗ и ЗПП и посмотрите на оборудование там. Ни тебе грязи, ни бухих рабочих.

 

— А почему тогда огромное количество людей в России занято тяжелым физическим трудом? Четверть мужского населения в четырнадцатом году XXI века занята в профессии охранника. Роботы ведь вполне могут их заменить?

 

— Ну как можно доверить роботу охрану магазина? Робот-полицейский пока существует только в научной фантастике. А широкое распространение в современной России тяжелого ручного труда — это временно. Автоматизация свой путь найдет.

 

— Охлаждение отношений с Западом может быть губительным для российской отрасли высоких технологий? Что будет, если деловые и научные связи будут прекращены?

 

— Есть тот же ОВЕН — российское оборудование, которое делается из российских компонентов. Вполне себе собираются в России и микроконтроллеры, и автоматические блоки. Все зарубежные компоненты можно заменить. А во-вторых, все комплектующие к роботам давно устанавливаются в Китае. А с Китаем у нас никакого охлаждения отношений нет!

 

— Какой сейчас самый глобальный проект в области робототехники в мире?

 

— Очень актуальны гугловские роботы-автомобили. Там на новом уровне отрабатывается передвижение, распознавание образов, взаимодействие робота с человеком и с другими роботами. Недавно я сказал бы, что это Asimo — человекоподобный робот-андроид, который ходит по лестнице и распознает людей. Но он стоит миллион долларов и поэтому не может быть пущен в массовое производство. Я вам могу за две тысячи рублей собрать робота, который ходит.

 

Занятия в клубе робототехники проходят по субботам в лаборатории 410 третьего корпуса ПГТУ, а всю информацию о деятельности клуба можно найти в его группе на сайте «ВКонтакте».