«Папочка» на ринге: интервью с робототехником о том, как проходят битвы умных машин
![«Папочка» на ринге: интервью с робототехником о том, как проходят битвы умных машин «Папочка» на ринге: интервью с робототехником о том, как проходят битвы умных машин](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/abd/abd0861bd733a5cc70b3a2968a6ad9cf_ce_989x659x60x31_cropped_510x340.webp)
Артем, для начала расскажите о команде: что вы за люди и как попали на «Игры будущего»?
Нас пятеро, мы инженеры «СберСервиса» и Мариинского театра. Средний возраст членов команды – 30 лет, от 25 до 33. Самому мне 32 года. Боями роботов я увлекался с детства: смотрел телешоу по Discovery, пытался делать копии машин из дерева и пластмассы. И мечтал однажды выступить в этой дисциплине.
![Команда Daddy bots. Первый ряд: Артем и Анастасия Юмашевы. Второй ряд, слева направо: Дмитрий Румянцев, Дмитрий Мурахин, Илья Антосюк. Как устроен боевой робот «папочка» и как проходят сражения машин на рингах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/673/673798e88f32978f72ee2ab7e6930ee7_cropped_510x405.webp)
О том, что такие соревнования начали проводиться в России, я узнал лет пять-шесть назад. Посмотрел на них и понял, что меня это все не впечатляет. Я тогда решил, что если уж выступать, то за рубежом – там, где сражаются сильнейшие. Но в 2023 году, когда к чемпионату подключилось государство, стало ясно, что и у нас все переходит на новый уровень. И отказываться от участия нельзя, потому что это шанс показать себя и свои идеи.
Жена (она в нашей команде единственный человек без технического образования) меня поддержала. У нас всего год назад родился ребенок, а я понимал, что создание робота потребует много времени. Но супруга сказала: «Ты же мечтал об этом всю жизнь, давай!». После этого я собрал команду из друзей, коллег, единомышленников – и мы начали работать.
Кому-то из нас раньше доводилось вытачивать детали, кто-то умел ремонтировать автомобили, но с робототехникой или машиностроением не был связан никто. Зато мы видели много зарубежных боев, знали тенденции и горели энтузиазмом. Помогал и опыт работы с техникой: мы интуитивно чувствовали, что можно использовать при строительстве машины, работающей с огромными нагрузками, а что нет.
![Как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах Как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/e24/e24a23c8afac673409a5dc2a53854f2f_cropped_510x287.webp)
Сколько времени заняло создание робота?
В современном роботостроении около 70% времени уходит на компьютерное проектирование и моделирование. Поскольку изучать программы 3D-моделирования мне пришлось с нуля, этот этап длился целых четыре месяца.
Кроме того, отчаянно не хватало вводных. Например, мы понимали, что есть аккумуляторы литий-ионные и литий-полимерные. Но какие токи они одномоментно выдают, сколько времени смогут выдержать при максимальной загрузке? Расчеты позволяют получить лишь очень приблизительные цифры, а производители не делятся такого рода данными.
Кроме того, никто не знал, какую мощность можно снять с моторов, каков предел прочности подшипников при экстремальных нагрузках. Этой информации просто нет. Все вместе – проектирование, изготовление деталей, сборка робота и тесты – заняло восемь месяцев. После этого мы выступали в разных боях, каждый раз дорабатывая машину. С начала проекта до участия в международном чемпионате на «Играх будущего» прошло 10 месяцев.
![Финальный поединок. Слева – Godspeed, справа – «Папочка». Оружие у обоих роботов уже вышло из строя и оставалось лишь таранить друг друга. «Папочка» был быстрее, а индийский Godspeed развивал больший крутящий момент и потому толкался эффективнее. как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/751/7516f8a2e5d1d00351a40cc3734f3524_cropped_510x340.webp)
Расскажите про конструкцию вашего робота. Это ведь не секрет?
Свои секреты есть у всех. Но кое-чем не только можно, но и нужно делиться с новичками. Например, подсказать, что для машин годятся только литий-полимерные аккумуляторы: именно они обеспечивают максимальную отдачу тока при компактных размерах. Одна только эта информация уменьшит срок проектирования на десятки дней. А вот нюансы, дающие конкурентные преимущества, большинство робототехников стараются скрывать.
Однако конструкция нашего «Папочки» не секрет: это симметричная двусторонняя машина, которая способна продолжать бой даже после переворота.
![Как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах Как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/9fc/9fcae51725f818f2f310852ec50218b1_cropped_510x361.webp)
А почему, кстати, не все делают роботов симметричными, ведь это явно более выигрышный вариант?
Такой подход накладывает серьезные ограничения, в первую очередь, на диаметр оружия. Боевая машина получается довольно высокой, а это ведет к увеличению ее массы.
Некоторые команды выбирают двустороннюю конструкцию с подпорками, добавляя маленькие колесики на том конце, где оружие. Но это не полная симметрия, как у нас, а компромиссное решение, помогающее, пока робот не перевернулся обратно. Основным материалом для нашего «Папочки» стал распространенный алюминиевый сплав Д16т, он достаточно жесткий. Внешние элементы – из стали марки Hardox, высокопрочной, износо- и ударостойкой. Ее, в частности, используют при изготовлении ковшей карьерных экскаваторов. Мы бы с удовольствием сделали стальными все детали, но на соревнованиях есть ограничения по массе машины.
Моторов у робота четыре. Два по 15 кВт – на оружие, они произведены на заказ. Еще два – мотор-колеса от электросамокатов. Это очень простое решение, но и подводных камнейу него множество. Мы понимали, что не успеем спроектировать полноценную ходовую, именно поэтому взяли колеса от самокатов – и они нас действительно выручили. Но с каждым боем, с каждым тестом становилось очевидно, что это решение надо снова и снова дорабатывать. И другие элементы конструкции тоже. В итоге ни один готовый узел не сохранил свой первозданный вид.
Оружие «Папочки» – вертикальный спиннер в форме асимметричной рамки, выточенный из цельного куска стали Hardox. Масса заготовки составляла 100 кг. Спиннер работает на скорости 5000 об/мин, и такая форма обеспечивает ему больший момент инерции при меньшей массе. На данный момент это самая эффективная конструкция. В боковой проекции она симметрична, так что запустить вращение можно в любую сторону. Кроме того, она широкая, что увеличивает зону поражения.
Спиннер – самое эффективное оружие на данный момент? На «Играх будущего» сражались в основном роботы со спиннерами и флипперами, причем последние явно проигрывали. Но почему не используются топоры, молоты или кан-оупенеры с клешнями, вскрывающие противника, как консервную банку?
Есть несколько уровней погружения в тему. В первом приближении спиннер – самый простой вариант: для него достаточно передать крутящий момент на рабочую часть – вертикальную стальную болванку. У нас вместо такой болванки рамка, и даже это сразу вызвало массу сложностей при проектировании. А если вырезать лазером две плоские болванки, получится недорогой и мощный ударный элемент. Есть еще барабанные спиннеры – они лучше, но и цена вопроса выше.
![как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/50a/50afe64646c73daa757b25661cfdadef_cropped_510x340.webp)
Что касается других типов оружия для роботов, то в России пока не научились делать их эффективными. Например, некоторые зарубежные флипперы вполне способны победить спиннер. Российские флипперы подкидывают противника максимум на 1,5 м, а надо на 5 м. Что касается молота, то нынешний мировой чемпион вооружен именно им. Но конструкция там хитрая: вместо ударной части установлен спиннер. В результате векторы сил складываются, так что удар идет и за счет движения молота, и за счет вращения. Но это невероятно сложный вариант. Даже с обычным молотом придется повозиться, чтобы робот выдерживал отдачу от своих же ударов. Так что эффективными могут быть разные орудия, главное – довести их до нужного уровня. Кстати, горизонтальные спиннеры тоже отличная вещь: они хорошо себя проявляют в весовой категории до 1,5 кг, выигрывая у моделей с вертикальным спиннером.
На «Играх будущего» ваши выступления были весьма эффектными, а в финальном бою «Папочка» горел, но продолжал сражаться...
Для начала подчеркну, что вся «начинка» в битвах роботов работает на пределе возможностей. Температура аккумуляторов – максимально допустимая. На контроллеры тоже приходится огромная нагрузка, они постоянно находятся на грани перегрева. Настройки подбираются опытным путем. Потому что победить можно, только добившись от техники сверхусилия.
![И стены, и потолок арены сделаны из ударопрочного стекла: они должны выдерживать атаки роботов массой более 100 кг, а те во время боя нередко отправляют друг друга в полет. Как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/440/44083f8085fb23a0a0c3c808d808fad7_cropped_510x346.webp)
Во время финального боя «Папочки» с индийским роботом Godspeed уже через 20 с после начала произошел удар оружием в оружие (у Godspeed тоже вертикальный спиннер, а его скорость составляет 8000 об/мин). В результате у обеих машин оно оказалось повреждено. У индийского робота погнулась ось спиннера, и его заклинило. У нашего ось деформировалась не так сильно, и спиннер мог продолжать вращаться. Однако контроллер, отвечающий за оружие, от столкновения перегрузился и по слаботочной сети «убил» себя и своего напарника, хотя они и были разведены по питанию. Как следствие, машина утратила контроль над оружием.
Ну а потом, когда Godspeed толкнул «Папочку» на шнекоротор – элемент арены, добавленный для зрелищности, – от удара загорелся сначала один аккумулятор, а за ним и все остальные, связанные с оружейной частью. При этом ходовая у нас изолирована и функционирует независимо. Поэтому мы уверенно продолжали бой, набирая очки за агрессию, за управление. А когда я понял, как действует Godspeed, я начал переигрывать индусов.
Наша машина оказалась быстрее за счет мотор-колес, но на ее сопернике установлены редукторы, цепная передача – конечно, его было не перетолкать, там тяга выше. Мы могли брать только хитростью: я наносил удар, быстро отъезжал назад, чтобы индийская команда не успела ответить, потом повторял атаку – и получал очки. Возможно, мы даже стояли вровень по очкам за агрессию и управление, но по урону они нас опередили.
![Первое место на битвах роботов на «Играх будущего» завоевала команда DS Robotics из Индии. Хотя петербуржцы уступали ей не так уж сильно, робот Godspeed оказался сильнее «Папочки» благодаря редукторному шасси и низкому профилю. как устроен боевой робот «Папочка» и как проходят сражения машин на рингах](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/2bb/2bbaca7ba989a40f6df0744ec13ae7fb_cropped_510x329.webp)
Какие у вас планы по модернизации «Папочки»?
По итогам боев наша команда получила сертификат «Новичок года» и право на участие в следующих «Играх будущего», поэтому нам есть к чему готовиться. Первое, над чем придется поработать, – ходовая часть. Будем уходить от мотор-колес к редукторной схеме. Но в целом конструкция останется той же. Хотя плоский, как у индийской команды, робот почти во всем лучше, наша форма позволяет сделать больший размах оружия и наносить гораздо более сильные удары.