Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Инженер-робототехник: описание профессии». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Поскольку каждый вуз имеет право устанавливать свой перечень экзаменов для поступления на определенный факультет, выпускникам рекомендуется заранее уточнять информацию о том, какие предметы нужно сдавать для зачисления на желаемое направление.
Тем не менее, в любом образовательном учреждении для освоения данной профессии требуется предъявить результаты ЕГЭ по профильной математике. Среди остальных же дисциплин могут присутствовать:
- русский язык,
- физика,
- химия,
- иностранный язык,
- информатика и ИКТ.
Дисциплины, входящие в курс обучения
Среди основных предметов, которые предстоит изучить будущим студентам, наибольшее значение имеют:
- теория математического управления,
- основы мехатроники и робототехники,
- физика,
- детали мехатронных модулей, роботов и их конструирование,
- инженерная и компьютерная графика,
- микропроцессорная техника в мехатроние и робототехнике,
- программное обеспечение мехатронных и робототехнических систем,
- теория автоматического управления,
- электронные устройства мехатронных и робототехнических систем,
- электротехника,
- электрические и гидравлические приводы мехатронных и робототехнических устройств.
Какое образование необходимо
Для трудоустройства требуется профильное образование колледжа или вуза. Выпускники 9-го класса поступают в ссуз по направлению «Мобильная робототехника», где занимаются созданием мини-форматов механизмов и небольших технических узлов. Зачисление происходит на конкурсной основе по среднему баллу аттестата.
Выпускники 11-го класса успешно сдавшие ЕГЭ по русскому, математике, физике и информатике наравне с абитуриентами с дипломом колледжа могут поступить в университет на одно из двух направлений бакалавриата:
- Робототехнические и мехатронные системы автоматизации – подготовка инженеров занятых созданием макетов и готовых изделий с тестовым запуском и последующим тестированием роботов и автоматических механизмов;
- Сервисные и промышленные мобильное робототехнические системы– выпуск профессионалов знакомых с проектированием готовых мехатонных проектов, а также отельных подсистем и модулей.
Формат обучения – заочный, сроком 4 года 6 месяцев. Выпускники занимают должности сервисных и проектных инженеров, конструкторов, техников и программистов. Востребованы в профильных компаниях и НИИ, занятых разработкой инновационных механизмов с искусственным интеллектом и внедрением современных технических средств.
Какая специальность позволяет стать квалифицированным экспертом по созданию новых технологий и роботов, техники?
Если Вам с детства нравилось собирать различные простые «штуки» (конструкторы, автомобили), изобретать новые предметы, самостоятельно собирать и ремонтировать различные элементы, то Вам стоит задуматься о профессиональном развитии в этом направлении. Сегодня для этих целей при ССУЗах и ВУЗах существует специальная программа – «Робототехника».
Образовательная программа «Робототехника» действует в самых разных ВУЗах страны. Притом ее состав может зависеть от того, в какой сфере деятельности будет работать специалист, от возможностей и навыков эксперта, потребностей конкретной отрасли. Данная профессия востребована в IT-индустрии, технике и технологиях, сфере услуг, финансовой среде и пр. Сегодня «искусственный интеллект» присутствует практически повсеместно, выполняя как «домашние дела», так и замещая человеческие ресурсы, облегчая труд.
Работа мечты: как стать робототехником?
У этих специалистов всегда очень много работы. Поэтому, выбрав эту сферу деятельности, вы точно не будете скучать на рабочем месте. Рассмотрим подробнее, чем занимается инженер-робототехник во время работы.
Конструирование роботов — задача не из легких. Здесь, как и в постройке здания, для хорошего результата очень важны точные расчеты. А так как инженер — это не дизайнер, на него ложатся все операции с цифрами и формулам. Так что дружба с физикой и математикой — обязательное условие для робототехника.
В основные рабочие обязанности инженера входит:
- Моделирование и подбор материалов для робототехнических систем. Хороший специалист должен отлично разбираться в сопромате, физике и составлении моделей для будущего робота.
- Программирование и наладка роботов в лаборатории или на производстве. Кроме того, чтобы сконструировать робота, в него нужно «вдохнуть жизнь». Делается это с помощью программирования, которое учит робота тому, для чего он создан.
- Контроль монтажа оборудования, приемка и ввод в эксплуатацию. Конечно, в лаборатории или на производстве инженер-робототехник трудится не в одиночку. Ему помогает большая команда, в которой у каждого есть свои задачи. Инженер должен проследить за тем, чтобы каждый выполнял свою работу качественно, так как от этого зависит конечный результат.
- Разработка систем предупредительных мер для техники. Инженеру также важно предусмотреть различные исходы событий и разработать для них те или иные системы мер.
- Организация работ по ремонту и обслуживанию оборудования, контроль выполнения. Отслеживание качества оборудования тоже входит в обязанности инженера. Без качественного оборудования невозможен хороший результат.
Кем можно стать, обучаясь робототехнике?
Безусловно, хорошо совмещать работу с интересами. Робототехника — отличная для этого возможность, так как включает в себя ряд профессий. Начиная от разработчика или сборщика роботов, электронщика, тестировщика, интегратора, вплоть до конструктора, IT специалиста, инженера и системного программиста. В круг задач людей из этих отраслей входит:
- Проектирование роботов и автоматических систем
- Создание программного обеспечения
- Продумывание элементов управления робототехническими системами: техническое зрение, обработку речи и т.д.
- Моделирование и подбор материалов для изготовления роботов
- Поиск и исправление ошибок в разработках
- Обучение персонала по пользованию роботом, консультация по его конструктивным особенностям
- Ремонт, обслуживание и многое другое.
Основные особенности профессии
Роботы в современном мире перестали быть фантастикой. На данный момент все мировые компании-гиганты вкладывают большую часть инвестиций в развитие робототехники для того, чтобы повысить качество производимого товара, автоматизировать производство и в итоге снизить стоимость товара. Поэтому профессия робототехника сейчас одна из самых востребованных на рынке труда.
Работа специалиста очень разнообразна и интересна. Основные профессиональные обязанности:
- разработка концепции нового устройства и описание идеи;
- подготовка проекта;
- изготовление деталей;
- сборка робота;
- тестирование;
- дальнейшее техническое обслуживание.
Количество выполняемых обязанностей зависит от приоритетов специалиста, базового образования и квалификации. Для успешной деятельности робототехника необходимо знание не только механики, но и программирования, а также технического английского языка на уровне выше среднего.
Михаил, Московский энергетический институт
Поступил в МЭИ, потому что вуз закончили знакомые, и часто слышу о нем положительные отзывы. В вузе дают хорошие знания по математике и инженерной графике, считается что МЭИ в этом чуть ли не лучший. На наши лекции приходят студенты из других университетов. До этого учился в МИИТе, он совсем не оправдал ожиданий. Сейчас я от своего института в восторге. В отличие от многих других вузов, нас не грузят по гуманитарным дисциплинам, а ключевые предметы связаны с механикой.
Мы не особо изучаем языки программирования: была легкая интрижка с С++ и все. А реализовывать свои проекты трудно, потому что нет ни человека, который поможет советом, ни хорошего оснащения, ни хорошего доступа к имеющемуся оборудованию. Если говорить про качество образования, то в предыдущем семестре у нас вел пары по одному предмету наш же староста, который сам ничего в этом не понимает. Нет вовлеченности и поощрения для создания проектов — это действительно огорчает в вузе. Мало практики, тонны теории. Без применения знаний это всё забывается на раз.
Что такое мехатроника?
Данный термин был получен при соединении слов «механика» и «электроника». Впервые он был применён в 1969 году. На данный момент времени мехатроника – это наука, которая посвящена созданию и целенаправленной эксплуатации машин и систем, движение которых определяется электронно-вычислительной техникой. Она базируется на знаниях механики, микропроцессорной техники, информатики, электроники и компьютерном управлении движения агрегатов и машин.
Изучить основы мехатроники можно при желании, поскольку научно-образовательной литературы по этому направлению достаточно. Для большего придётся приложить значительные усилия, чтобы найти необходимый материал. Хотя можно, теоретически, и самому додуматься, что представляет собой мехатроника. Что это такое мы уже выяснили, давайте перейдём к отдельным аспектам.
Особенности профессии
Робототехника (роботехника) – это прикладная научная отрасль, посвященная созданию роботов и автоматизированных технических систем. Такие системы также называют робототехническими системами (РТС).
Ещё одно название – роботостроение. Так называют процесс создания роботов, по аналогии с машиностроением.
Роботы особенно нужны там, где человеку работать слишком тяжело или опасно, и там, где каждое действие должно выполняться с нечеловеческой точностью.
Например, робот может взять пробы грунта на Марсе, обезвредить взрывное устройство или провести точную сборку прибора.
Конечно, для каждого вида работы нужен специальный робот. Роботов-универсалов пока не существует. Всю робототехнику можно разделить на промышленную, строительную, авиационную, космическую, подводную, военную. Кроме этого существуют роботы-помощники, роботы для игр и т.д.
Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора. Роботов с самостоятельным мышлением и мотивацией, со своим эмоциональным миром и мировоззрением пока тоже нет. Оно и к лучшему.
Робототехника находится в родстве с мехатроникой.
Мехатроника – это дисциплина, посвящённая созданию и эксплуатации машин и систем с программным управлением. Часто мехатроникой называют электромеханику и наоборот.
К мехатронике относятся заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства, современная офисная техника и пр. Иными словами, приборы и системы, предназначенные для выполнения какой-то конкретной задачи. Например, задача офисного принтера – печать документов.
А что такое робот по своей сути?
Как видно из самого названия, робот изначально представлялся как подобие человека. Но прагматизм берёт верх. И чаще всего роботу отводится роль технического приспособления, для которого внешность не имеет большого значения. По крайней мере, промышленные роботы на людей совсем не похожи.
Однако у роботов есть признак, который объединяет их со всеми живыми существами – движение. И способ движения порой довольно чётко копирует то, что встречается в природе. Например, робот может летать, подобно стрекозе, бегать по стене, словно ящерица, ходить по земле, словно человек и пр.
(См. ролик внизу страницы.)
С другой стороны, некоторые роботы специально рассчитаны на душевный отклик людей. Например, роботы-собаки скрашивают жизнь людям, у которых нет времени на настоящую собаку. А плюшевые «младенцы» облегчают депрессию.
Не за горами то время, когда среди прочей бытовой техники у нас появятся роботы, помогающие по хозяйству. Лично я предпочла бы слугу в виде улыбчивого пластикового кокона на колёсах. Но кому-то наверняка захочется, чтобы их роботы-мажордомы были как настоящие люди. В этом направлении уже сделаны потрясающие успехи.
Создание робота – это то, чем занимается робототехник. Точнее, инженер-робототехник. Он исходит из того, какие задачи робот будет решать, продумывает механику, электронную часть, программирует его действия. Такая работа – не для одиночки-изобретателя, инженеры-робототехники работают в команде.
Но робота нужно не только изобрести и разработать. Его нужно обслуживать: управлять работой, следить за «самочувствием» и ремонтировать. Этим также занимается робототехник, но специализирующийся на обслуживании.
В основе современной робототехники находятся механика, электроника и программирование.
Но, как подсказывают фантасты, со временем для изготовления роботов будут широко использовать био- и нанотехнологи. В результате получится киборг, т.е. кибернетический организм – что-то среднее между живым человеком и роботом. Чтобы не слишком радоваться по этому поводу, можно посмотреть фильм «Терминатор», любую его часть.
Начало истории роботов
Слово «робот» придумал Карел Чапек в 1920 г. и использовал его в своей пьесе «R.U.R.» («Россумские Универсальные Роботы»).
Позже, в 1941 г., Айзек Азимов использовал слово «робототехника» в научно-фантастическом рассказе «Лжец».
Но видимо, одним из первых робототехников в истории человечества можно считать арабского изобретателя Аль-Джазари, жившего в XII веке.
Остались свидетельства, что он создал механических музыкантов, которые развлекали публику, играя на арфе, флейте и бубнах.
Леонардо да Винчи, живший в XV–XVI веках, оставил после себя чертежи механического рыцаря, способного двигать руками и ногами, открывать забрало своего шлема.
Но эти выдающиеся изобретатели вряд ли могли представить, каких вершин достигнут технологии через несколько столетий.
Что еще потребуется изучить?
Программирование. Избежать его возможно только на первоначальном этапе, потом же без него никуда. Начать можно с Lego Mindstorms, Python, ROS (Robot Operating System).
Базовую механику. Начинать можно с поделок из бумаги, картона, бутылок, что важно и для мелкой моторики, и для общего развития. Самого простого робота можно сделать вообще из отдельных деталей (моторчики, провода, фотодатчик и одна несложная микросхема). Познакомиться с базовой механикой поможет «Мастерилка с папашей Шперхом».
Основы электроники. Для начала научиться собирать простые схемы. Для детей до восьми лет эксперты советуют конструктор «Знаток», дальше можно перейти к набору «Основы электроники. Начало».
Как выбирать курсы для занятий робототехникой?
При записи на курсы обратите внимание на педагога, рекомендует коммерческий директор компании Promobot Олег Кивокурцев. «Бывают прецеденты, когда педагог просто отдает ребятам оборудование, а дальше занимайтесь кто чем хочет», — согласна с Олегом Татьяна Волкова. От таких занятий толку будет мало.
Татьяна Волкова: Хороший педагог — тот, кто учит детей новым понятиям на достаточном уровне абстракции вне зависимости от используемого оборудования, а не только «сейчас нажать туда, здесь написать это»».
При выборе курсов также стоит обратить внимание и на имеющуюся материально-техническую базу. Есть ли там конструкторские наборы (не только Lego), имеется ли возможность писать программы, изучать механику и электронику, самому делать проекты. На каждую пару учащихся должен быть свой робототехнический комплект. Желательно с дополнительными деталями (колесами, шестернями, элементами каркаса), если хочется участвовать в соревнованиях. Если с одним набором работает сразу несколько команд то, скорее всего, никаких серьезных соревнования не предполагается.
Поинтересуйтесь, в каких соревнованиях участвует клуб робототехники. Помогают ли эти конкурсы закрепить полученные навыки и дают ли возможность для дальнейшего развития.
Связь мехатроники с робототехникой
Очень часто их можно встретить вместе. Почему так? Дело в том, что робототехника – это самое перспективное направление мехатроники, которое может развиваться исключительно в её рамках. Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Дело в том, что сейчас мехатроника занимается автомобильной, авиационной, космической, бытовой, медицинской и спортивной техникой. Но чтобы изготавливать предметы этого типа существуют отдельные специальности. И специально, чтобы акцентировать внимание на том, что студенты будут заниматься проектированием роботов, станков с численно-программным управлением и подобных устройств, а также их созданием, направление подготовки и называется «мехатроника и робототехника».
Общее описание практической составляющей
Что нам даёт мехатроника? Что это такое с точки зрения практики создания? Давайте рассмотрим общую схему построения машин, которые имеют компьютерное управление и ориентированы на то, чтобы автоматизировать производственные и бытовые задачи. Внешней средой для них является технологическое окружение, с которым будет происходить взаимодействие.
Когда мехатронная система выполняет свои функции, то это происходит благодаря рабочим органам. Следует отметить, что данное научное направление является довольно молодым, в нём много неточностей и расплывчатых формулировок даже в научной литературе, поэтому со временем некоторые теоретические принципы могут поменяться. Мехатронные системы формируются из трех частей, которые связаны между собой информационными и энергетическими потоками:
- Электромеханической. Сюда относят механические звенья, передачи, электродвигатели, сенсоры, рабочий орган, дополнительные электротехнические элементы, сенсоры. Все составляющие применяются для того, чтобы обеспечить необходимые движения. Особую важность для корректного выполнения поставленных задач имеют сенсоры. Они собирают данные про состояние объекта работ и внешней среды, непосредственно мехатронного устройства и его составляющих.
- Электронный. Сюда относят микроэлектронные устройства, силовые преобразователи и измерительные цепи.
- Компьютерной. Сюда относятся микроконтроллеры и электронно-вычислительные машины высшего уровня.
Кто такой инженер-мехатроник?
Инженер-мехатроник – специалист, создающий программы, обеспечивающие управление и контроль за различными механизмами, которое осуществляется с помощью компьютера и микросхем, встроенных в механические приборы. В случае остановки автоматизированных систем представитель этой профессии должен уметь находить неисправности и устранять их. Мехатроники также занимаются проектированием и сборкой автоматизированных систем.
Подчеркнем, что специальность инженер-мехатроник требует обширных знаний и умений:
- Знание механики, автоматики, электричества, информатики;
- Умение составлять схемы и читать их, знать основные узлы и принцип их работы;
- Знание рабочих инструментов, измерительного оборудования, принципов их работы, владение навыками их использования и обслуживания;
- Знание прикладных программ обеспечения и уверенное владение знаниями технической документации.
В обязанности инженера-мехатроника входит:
- Осуществление эксплуатации автоматизированных систем;
- Сборка/демонтаж, переустановка и запуск оборудования;
- Ремонт, наладка, профилактика автоматизированных модулей, систем и комплексов.
Кроме основных обязанностей инженер-мехатроник должен осуществлять руководство вверенным ему коллективом и проводить инструктаж по технике безопасности. Специалист по мехатронике должен постоянно повышать свой профессиональный уровень, поскольку непрерывное развитие технологий требует быть постоянно в курсе появления новых, более современных программ.