Роботизированная техника идет на стройку
Отечественная инженерная школа представила первый опытный отряд роботизированной дорожно-строительной техники на выставке «Дорога 2025». К серийному запуску готовы асфальтоукладчик и катки для укладки асфальта высокого уровня автоматизации. Следующий на очереди — грунтовый каток.
Фактически год потребовался проектной команде для создания роботизированной спецтехники на отечественных технологиях — ровно столько времени прошло с момента получения задания до презентации работы опытных образцов. Благодаря совместным усилиям специалистов Росавтодора, профильных ведомств, отраслевых ассоциаций, научного сообщества и производителей техники общественности представили высокоавтоматизированный асфальтоукладчик и катки с автоматизированными системами управления.
На уличной экспозиции перед МВЦ «МинводыЭКСПО», где в этом году проходила XII Международная специализированная выставка «Дорога 2025», сначала робот-асфальтоукладчик «Десна 2100» распределил асфальтобетонную смесь по участку протяженностью 60 метров, затем высокоавтоматизированный каток «Раскат» провел предварительное вибрационное уплотнение. После этого перед зрителями предстал второй каток весом 11 тонн, который также в автоматизированном режиме завершил процесс укладки верхнего слоя. Работу машин между собой синхронизировал комплекс «Прометей», а точность их перемещения на полигоне обеспечивала система «Филин».
«Дорожная отрасль — локомотив не только перемен в стране, но и в экономике. Одним из таких факторов является повышение производительности труда и автоматизация процессов. Впечатляющая демонстрация укладки верхних слоев асфальта с помощью беспилотной отечественной техники, а также технологии удаленного управления дорожной техникой при укладке нижнего слоя дорожного полотна наглядно доказывает, что это отличные помощники отрасли. Спасибо специалистам за разработку технологий, а участникам — за то, что нашли время приехать сюда, пообщаться и обменяться опытом», — заявил заместитель председателя правительства России Марат Хуснуллин.
Новая техника может выполнять задачи практически непрерывно, в том числе ночью. Благодаря «Прометею» оператор имеет возможность управлять катком дистанционно или запрограммировать его для автономной работы. За счет высокой точности позиционирования системы «Филин» дорожные работы выполняются с минимальными отклонениями, что обеспечивает высокое качество дорожного покрытия и снижает затраты.
Под чутким руководством специалистов ФАУ «РОСДОРНИИ» технику оснастили комплексом специализированного оборудования: датчиками и детекторами для контроля температуры смеси в бункере, отечественным датчиком для мониторинга равномерности распределения смеси в шнеке, системой автоматического нивелирования для точного позиционирования по опорной плоскости, системой сбора телеметрии и прочим устройствами.
Программным обеспечением, гарантирующим автономность движения и точность позиционирования техники до 2 см, занимался ВНИИ «Сигнал». В его основе заложена математика, обеспечивающая движение по заданной траектории в соответствии с технологической картой. В программной части реализованы сценарии укладки с конкретными параметрами: захваткой, перемещением и геометрией, которые должны соблюдаться по технологии. Подготовительный этап работ также включал в себя создание цифровой модели участка.
Возможности дистанционной укладки
Во второй части мероприятия разработчики продемонстрировали дистанционную укладку нижнего слоя дорожного полотна также с помощью технических средств исключительно российского производства. В режиме удаленного управления был использован бульдозер производства «ДСТ-УРАЛ». Оператор, сидя в кресле на динамической платформе, с легкостью управлял техникой, находящейся за несколько тысяч километров, — на специализированном полигоне в Челябинской области. Видео с камер передавалось в очки виртуальной реальности. Также оператор видел приборную панель, цифровую модель местности с моделью управляемой машины для лучшего ориентирования на рабочей площадке.
Оператором выступил Юрий Осолодков — кавалер ордена Мужества, ветеран СВО, получивший в боях тяжелое ранение в ногу, восстановившийся и вернувшийся к работе. Полученные им травмы обычно несовместимы с профессией бульдозериста в привычном виде, однако технологии удаленного и роботизированного управления спецтехникой позволяют маломобильным людям вернуться в профессию.
Отметим, что удаленное роботизированное управление спецтехникой — та технология, которая позволит оператору контролировать работу машин на расстоянии с использованием беспроводных каналов связи. Это может быть как локальная сеть предприятия или конкретной площадки, так и глобальная, когда расстояния между оператором и местом проведения работ достаточно существенны. Естественно, при обеспечении безопасности соединения.
Навигация высокой точности
Важным моментом стало то, что демонстрация отечественной беспилотной техники прошла в условиях фактического отсутствия мобильной связи. Как пояснил генеральный директор ГК «Роскосмос» Дмитрий Баканов, беспилотной дорожно-строительной технике помогают работать, в том числе, сервисы, позволяющие определять местоположение: «Перспективным направлением являются полностью беспилотные комплексы, способные работать без участия человека, на отдельных территориях, где отсутствует покрытие сотовой связью. Что сегодня нам очень эффективно было продемонстрировано».
Для двусторонней связи используются терминалы массой порядка 2,5 кг (скорость на приме — 80 Мбит/сек, на передачу — 5 Мбит/сек). Технология уже успешно прошла испытания в МЧС и РЖД.
Ожидается, что расширить географию связи поможет серийный запуск российских низкоорбитальных космических аппаратов одной из частных отечественных компаний. Развертывание такой группировки начнется в декабре 2025-го — январе 2026 года, а сейчас на орбите уже находятся первые шесть тестовых аппаратов.
Автоматизация грунтового катка
Параллельно над созданием отечественной роботизированной техники работает еще одна проектная команда, в состав которой входят специалисты АО «ГЛОНАСС» и подрядной компании «Нацпроектстрой». На данный момент эксперты завершили тестирование технологии полуавтономного грунтового катка (так называемое автовождение или траекторное управление), а до конца года намерены создать полностью автономную машину, которая сможет функционировать без участия человека. Отметим, что именно грунтовые катки сегодня выполняют примерно 85% строительных задач, тогда как на асфальтный приходятся остальные 15%.
«Мы сделали только первый этап — это полуавтономная работа. Но уже сейчас мы видим экономику, и буквально на днях состоится подписание с “Нацпроектстроем” первого коммерческого контракта, — говорит генеральный директор АО «ГЛОНАСС» Алексей Райкевич. — Мы “добежали” до него всего за полгода, потому что наработки, которые имеются в сельхозтехнике, полностью применимы. И оказалось, что задачи даже проще, потому что в дорожном строительстве техника двигается медленнее».
Отметим, что в сферу сельского хозяйства роботизация пришла около десяти лет назад, из которых последние семь в работе участвуют специалисты «ГЛОНАСС». По мнению Алексея Райкевича, в сегмент строительства технологии не могли прийти раньше из-за высокой стоимости.
Также над созданием роботизированной дорожно-строительной техники работают специалисты компании «Газпромнефть — Битумные материалы». А компания «Мостовик» в течение года планирует внедрить машины без водителей на одном из карьеров Донецкой Народной Республики для проведения работ по переработке щебня. «Ждем доклад на следующей выставке с оптимизацией стоимости куба щебня», — дал указание разработчикам руководитель Федерального дорожного агентства Роман Новиков.
С защитой от угона
Появление большого количества роботов требует защиты от перехвата управления. Для этого по поручению Президента России Владимира Путина совместно с федеральным Минтрансом компания «ГЛОНАСС» реализует проект по созданию единой системы идентификации всех роботов.
«Мы не только обеспечим прозрачность функционирования техники, но и впервые в стране начнем централизовано обеспечивать кибербезопасность, — рассказывает Алексей Райкевич. — Представьте себе, что будет, если управление такой тяжелой техникой будет перехвачено злоумышленником, или в результате неполадки будет утерян контроль за ней?» Для решения этого вопроса будет создана система, которая, принимая телеметрию с роботизированной техники, сможет увидеть любые аномалии: по вмешательству в управление, «перепрошивке» или потере контроля. Также появится функция принудительной остановки, если техника окажется под управлением злоумышленников с преступными целями.
Помимо этого, научное сообщество России сейчас работает над импортозамещением и обеспечением технологического суверенитета в области спутниковой связи в движении. Для обеспечения высокоточной навигации через космические спутники необходимо научиться доставлять корректирующую поправку в роботов. Отметим, что на данный момент структуры «Роскосмоса» создали российское решение по полноценной спутниковой связи, которая работает через российские геостационарные спутники, а одно из предприятий компании разработало математический аппарат для расчета корректирующей поправки высокоточной навигации.
Технологии для человека
По мнению председателя правления ГК «Автодор» Вячеслава Петушенко, применение результатов космической деятельности может открыть практически безграничные возможности для дорожной отрасли на любой стадии жизненного цикла: от технико-экономического обоснования, когда нужно выбрать вариант прохождения трассы и учесть геологические и климатические изменения, до приемки работ. Впрочем, для последнего нужна исключительная точность.
«Было бы ошибкой считать, что искусственный интеллект и нейросеть заменят человека полностью в его деятельности, отберут работу у людей, как говорили про беспилотный транспорт. Конечно же, нет! Технологии должны стать нашим основным помощником. Кроме того, мы получаем новые возможности трудоустроить тех людей, которые по какому-то признаку потеряли полную трудовую способность, а запрос у них на дорожную деятельность, машин и механизмов имеется», — подчеркнул Роман Новиков.
Искусственный интеллект в руках профессионала вполне может превратиться в действенный инструмент, но вряд ли заменит человека — машина не умеет ни мечтать, ни фантазировать, зато прекрасно просчитывает варианты. На дискуссионной площадке международной выставки архитектуры и дизайна «АРХ МОСКВА 2024» эксперты отрасли обсудили спорный вопрос и поделились опытом применения новых технологий.
Через проекты умных городов цифровые технологии постепенно входят в сферу градостроительства и ускоряют процессы. Например, запрос данных из Росреестра сейчас занимает не 7–10 дней, а секунды. Застройщики и девелоперы начинают получать информацию об участке в автоматическом режиме. С помощью новых технологий власти осуществляют контроль за освещенностью улиц, качеством дорожного покрытия, уборкой снега и даже заполняемостью мусорных урн на остановках. Кроме того, цифровые технологии помогают налаживать связь между обществом и государством. Так, в ходе недавнего голосования за объекты благоустройства стали понятны потребности горожан.
«Но в архитектуре, к сожалению, мы не видим большого продвижения. Да, многие скажут, что используют ТИМ, но еще ни разу в российской действительности мы не видели применения этих систем от этапа проектирования до эксплуатации, а в этой плоскости есть большой потенциал, — говорит заместитель руководителя ИКМО города Казань Радик Шафигуллин. — Да, возможно, отрасль строительства консервативна, не очень хочет, чтобы все процессы были видимыми и оптимизировались, но это лишь вопрос времени — максимум два-три года. Мы видим, что на основе данных предыдущих проектов искусственный интеллект способен собрать новый и привязать его к местности».
По мнению участников дискуссии, новым технологиям вполне под силу создать надбавленную стоимость к таланту архитектора.
В ожидании умного проекта
«Множество из описанных вещей искусственным интеллектом не является. ”Если мусорка наполнилась, то пора сделать то-то” — это алгоритм. Да, цифровые технологии нужны, но искусственный интеллект — это другое. Он накапливает опыт, обучается. Мы от него находимся довольно далеко, но обязаны к нему прийти», — уверена главный архитектор Генпро Елена Пучкова.
Часть архитектурных бюро уже использует в работе новые технологии, и это не только привычный ТИМ. Например, с помощью генеративных систем создается квартирография и проектируются паркинги, в виртуальных вселенных возводятся объекты для портфолио, здесь же происходят встречи с заказчиками, нейросети помогают быстро сгенерировать облик будущих объектов, которые после утверждения клиентом концепции дорабатываются проектировщиками. «Нормана Фостера технологии, естественно, не сделают, а Заху Хадид сделают. Параметрическая архитектура производится из алгоритмов, то есть архитектор пишет алгоритм, задает код, по которому машина и рисует форму. Вы никогда не знаете, что получится в конце», — говорит г-жа Пучкова.
Однако основным остается вопрос: какое место в этом процессе занимает творческий человек? Сотрудники архитектурного бюро «Т+Т Architects» не понаслышке знакомы с искусственным интеллектом и даже участвуют в обучении системы Kandinsky, однако не уверены, что на данном этапе развития технология способна ускорить процесс проектирования. «Если проводить аналогию от умного города до умного проекта, то раздирают противоречия между надеждой и скепсисом применяемости. С одной стороны, есть визионерские ощущения, что применение нейронных сетей, искусственного интеллекта и любых генеративных алгоритмов сильно упростят нашу проектную жизнь, выведут продукт на новый уровень качества, сожмут сроки реализации до минимальных значений и уберут человеческий фактор в плане ошибки. С другой стороны, есть определенный спектр сомнений в применении прикладных инструментов, которые мы можем использовать в проектировании. Сколько раз мы ни пытались работать с нейронной сетью для получения практически применяемого результата (особенно на этапах концепции), то по времени и трудозатратам получается либо столько же, либо дольше», — говорит руководитель бюро «Т+Т Architects» Сергей Труханов.
Сущность ИИ
При этом профессиональное сообщество архитекторов уверено: машина не в состоянии работать без человека. Хорошим примером развенчивания мифа стал проект здания исследовательского центра в Торонто (Канада). Изначально заявлялось, что объект был спроектирован с применением искусственного интеллекта, но позже оказалось, что все ограничения и параметры, необходимые для проектирования, закладывались человеком, а машина, по сути, выносила только шорт-лист решений, самый эффективный из которых выбирал опять же профессиональный архитектор.
«Это не генеративный инструмент, — поясняет Радик Шафигуллин. — Он не может сказать: “Давайте здесь линию нарисуем”. Он смотрит и говорит: “Если здесь стоит эта панель, то в большинстве случаев к ней ставится этот элемент”. Пока мы не видели вариантов ИИ, который мог бы сам что-то ”допиливать”».
Другими словами, архитектор становится оператором, который может изучить сценарии, предложенные машиной, оттолкнуться от них, внести корректировки и дальше работать в привычном режиме. По словам Сергея Труханова, в технологии нет ничего удивительного: «Это не искусственный интеллект, а заранее предустановленные решения, которые могут существовать в зависимости от параметров, выбранных для проекта. Машина никогда не создаст новый контент, потому что не умеет мечтать, а может лишь брать накопленный опыт и интерпретировать его».
Компьютер предлагает среднестатистический образ объекта на основе загруженных в него данных, то есть это усредненное представление людей, которые участвовали в обучении машины. Не исключено, что технология существенно поможет тем, кто строят дома без участия архитектора, а создатели в это время продолжат претворять в жизнь уникальные здания и сооружения.
«Если мы будем разбирать исходный термин, то увидим, что имеется в виду машинное обучение алгоритмов и программ. И только русская душа наделяет его понятием “интеллект” и дает определение “искусственный”, что одушевляет предмет и побуждает вступить с ним в ментальное взаимодействие, — рассуждает сооснователь архитектурного бюро Osetskaya.Salov Александр Салов. — Можем ли мы освободить мозг творца, применяя цифровые технологии, передать им всю механическую работу, чтобы автор мог сосредоточиться только на главный мысли?» В будущем — вполне возможно. Нейросети обучаемы, и сейчас архитектор может приступить к ее тренировке, задавая параметры собственного творчества, ценности, определенные ориентиры, визуальную статистику, чтобы в конечном итоге генерации выдавались в рамках фирменного стиля компании.
Кто останется без работы?
Подобно тому, как однажды стали не нужны телефонистки, может трансформироваться отрасль проектирования. Рутинная, монотонная и повторяющаяся работа перейдет к машине. Однако одновременно с этим вырастет спрос на вовлеченных в работу архитекторов, обладающих высоким уровнем профессионализма и экспертизы.
Пару им составят специалисты по кибербезопасности. Сегодня это направление представляет собой самую большую опасность, ведь творческая разработка архитектора легко может стать доступной неограниченному кругу лиц. И этот вызов пока остается без ответа.
Системы архитектурного обогрева все активнее задействуются в эксплуатации зданий и сооружений, прилегающих к ним территорий и инженерии. По мнению экспертов, в перспективе технология получит еще более массовое распространение.
В большинстве российских регионов ярко выражен зимний сезон. На протяжении нескольких месяцев держится снежный покров, и наблюдаются отрицательные температуры воздуха. Данные природные факторы негативно влияют на качественную эксплуатацию зданий и сооружений. В частности, снег на кровле увеличивает нагрузку на несущие конструкции, возникают протечки, сосульки и наледи при падении могут травмировать людей и привести к другим ЧП. Свести к минимуму такие происшествия и повысить устойчивость кровли и других элементов сооружений к воздействию снега и перепадов температур способны системы архитектурного обогрева (АО).
Технологии АО все активнее задействуются в эксплуатации жилых, коммерческих, промышленных зданий и сооружений, прилегающих к ним территорий и инженерии, а также в загородном домостроении. Эксперты полагают, что архитектурный обогрев в ближайшие годы найдет еще более массовое распространение, в том числе за счет появления на рынке новых видов АО, заинтересованности собственников различных объектов в их энергоэффективности и безопасности.
Выполняя задачи
Архитектурный обогрев представляет собой кабельные системы электрического обогрева, предназначенные для борьбы со снегом и образованием наледи, рассказывает продакт-менеджер направления обогрева, бренд EKF, Артем Евстропов. «Главным элементом системы являются нагревательные кабели, которые при работе обеспечивают выполнение поставленных задач. Электрический обогрев очень удобен. По сравнению с другими видами он может применяться для решения различных задач, для любых типов кровли и площадок, размеров и т. д. Нагревательные кабели технологичны и удобны в монтаже, легко управляются с помощью специализированных контроллеров, что позволяет рационально расходовать электроэнергию. Задачи по антиобледенению встречаются везде, поэтому данные системы применяются повсеместно: это обогрев кровель промышленных цехов, площадок и ступеней в переходах метро и торговых центрах, защита от замерзания труб в частном домостроении».
Ключевые различия, которые можно выделить в системах архитектурного обогрева, – тип греющего кабеля, отмечает ГИП (главный инженер проекта) ООО «Обогрев Люкс» Игорь Скворцов. Он может быть резистивным и саморегулирующимся. Отличие кабелей в пусковых токах (у саморегулирующихся он есть, у резистивных — нет) – в материале, внутренней конструкция кабеля, а также линейной мощности обогрева (в среднем – 30 ватт на погонный метр, но может варьироваться в зависимости от применения). Высокая эффективность и долговечность систем АО достигается благодаря применению систем управления на основе датчиков температуры, воды и осадков – вовремя установленная и запущенная система обогрева сможет самостоятельно реагировать на любые изменения температуры среды и автоматически регулировать уровень отдачи тепла. Соответственно, это позволяет оптимизировать работу системы и снизить энергопотребление. «Еще можно отметить разницу между саморегулирующимися кабелями и резистивными в бытовом плане. За счет матрицы с частицами графита внутри “самрегов” кабель способен самостоятельно изменять выделение тепла (а следовательно, и электропотребление) в зависимости от температуры окружающей среды. Таким образом, его можно подключить напрямую в сеть и использовать по назначению без дополнительного контроля (например, многие используют готовые кабельные секции на основе саморегулирующегося греющего кабеля для обогрева бытовых трубопроводов). Резистивный же кабель — это кабель постоянной мощности, требующий постоянного контроля через терморегулятор», – поясняет специалист.
Улучшая характеристики
По словам руководителя направления архитектурного и промышленного обогрева компании «Теплолюкс» Константина Архипова, современные технологии не стоят на месте, и это находит отражение в разработке и производстве систем АО. В последние годы на рынке появились решения, которые не только повышают эффективность таких систем, но и делают их более безопасными и долговечными.
«Одним из ключевых нововведений стало использование передовых материалов, обладающих малодымными и негорючими свойствами. Такие материалы оболочек греющих кабелей обеспечивают не только высокий уровень безопасности, но и продлевают срок службы систем, что особенно важно в условиях эксплуатации на открытых пространствах. Также стоит отметить широкое применение саморегулирующихся греющих кабелей. Эти кабели автоматически адаптируются к условиям окружающей среды, изменяя свою мощность в зависимости от температуры воздуха и наличия влаги. Это позволяет значительно снизить энергопотребление, так как система будет работать ровно столько, насколько это необходимо в текущих условиях. Такие кабели стали особенно востребованными благодаря их высокой надежности и экономичности», – отмечает специалист.
Можно сказать, что саморегулирующийся кабель – это более современная и энергоэффективная технология в сравнении с резистивным кабелем, продолжает тему директор по продажам компании «Современные технологии нагрева» Александр Саразов. Автономное управление (метеостанция) гарантирует энергосбережение системы архитектурного обогрева, так как она работает только во время снегопада или иных осадков. Да и в целом избавляться от наледи дешевле, проще и безопаснее, чем вручную сбивать лед с крыши. Саморегулирующийся кабель – сейчас самый используемый. Его преимущество – отсутствие перегрева. Он наиболее эффективен при обогреве кровли и водостоков.
Совсем недавно мы улучшили характеристики, добавляет Александр Саразов, и резистивных нагревательных кабелей. Обновили производство серии НРК ТР FEP со фторопластовой изоляцией нагревательных жил. Это решение для систем антиобледенения и снеготаяния с улучшенными показателями. Обновленный кабель НРК ТР FEP удобен в монтаже и имеет усиленную защиту от механических и иных повреждений. Резистивные нагревательные кабели постоянной мощности эффективны при укладке на открытых участках кровли скатных крыш и иных наружных объектов, обеспечивают равномерный нагрев по всей длине. Обновленный кабель НРК ТР FEP удобен в монтаже и имеет такие преимущества, как защита от перегрева, повреждений при укладке, УФ-лучей и агрессивного воздействия, повышенная термостойкость.
Коммерческий директор компании «Антилед-групп» Максим Павлов также отмечает, что в последнее время в производстве систем архитектурного обогрева все чаще используются инновационные материалы и технологии. Например, появились тонкие гибкие пленки, способные равномерно обогревать поверхность без создания видимых элементов. Также разработаны системы автоматизации, которые могут контролировать и регулировать температуру в зависимости от погодных условий. «Таким образом, технология АО является эффективным способом обеспечения безопасности и комфорта на различных строениях. С появлением новых решений и инноваций – как в производстве, так и в установке систем антиобледенения – данная технология становится все более популярной и востребованной в современном домостроении».
По нашим подсчетам, рассказывает руководитель направления технико-коммерческого сопровождения партнерских продаж «ИВС» (входит в ГК «ССТ») Марина Борисова, системы электрообогрева окупаются в ближайшие два-три года эксплуатации за счет экономии на расходах по вызову бригад по уборке территорий от снега и льда. Плюс это страховка от незапланированных судебных исков от собственников автомобилей, на которые могут упасть ледяные глыбы, или пешеходов, или жителей, которые могут получить травмы из-за наледи. Говоря про энергопотребление систем электрообогрева, нельзя не отметить, что решения на основе саморегулирующих кабелей на 20−30% энергоэффективнее аналогичных решений на основе резистивных кабелей. А при применении автоматизированных систем управления (АСУ) системы обогрева работают только в необходимый промежуток времени, при заданных температурах и исключительно при наличии осадков. «При выборе подрядчика мы рекомендуем обращать внимание на качество нагревательных кабелей. Все-таки система рассчитана не на один год службы, а на 10−25 лет, и лучше выбирать не дешевые китайские аналоги, а качественные изделия. Важно, чтобы вы могли в любое время обратиться за гарантийной и технической поддержкой, которую всегда окажет российский производитель», – добавляет специалист.
