Научная группа
под руководством профессора Виктора Казанцева
Команда
Казанцев Виктор Борисович
Доктор физико-математических наук, доцент
Руководитель направления
Ведущий научный сотрудник
Лобов Сергей Анатольевич
Кандидат биологических наук
Старший научный сотрудник
Гордлеева Сусанна Юрьевна

Кандидат физико-математических наук
Старший научный сотрудник
Кастальский Иннокентий Алексеевич
Кандидат физико-математических наук
Научный сотрудник
Миронов Василий Иванович
Младший научный сотрудник
Митин Илья Васильевич
Младший научный сотрудник
Коротаев Роман Александрович
Младший научный сотрудник
Жаринов Алексей Иванович
Техник
Проекты группы
Разработка нейроморфной системы управления подводного биоморфного робота
Цель - решение фундаментальной проблемы разработки киберфизической (интегрированной с сенсорами) системы управления подводным беспилотным аппаратом биоморфного типа ("рыба-робот"). Отдельными научными проблемами при этом являются: исследование и разработка методов обнаружения и классификации объектов на основе сенсорной информации с датчиков различной природы в условиях подводной съемки; обеспечение подводного канала связи; исследования гидрофизических полей, индуцируемых движением биоморфных объектов.

Задачи:

1. Разработать нейроноподобную систему управления движением биоморфного робота-рыбы. Система обеспечивает колебания хвостового плавника (гибкого биоморфного корпуса) с адаптивно изменяемой частотой и смещением оси колебаний для обеспечения поворота. Кроме того, будет изучена возможность создания фазово-волновых приводов, обеспечивающих движение объектов с удлиненным гибким корпусом (типа "робота-угря", "робота-щуки").

2. Создать ходовой макет подводного биоморфного робота с нейроморфной системой управления.

3. Разработать систему технического зрения для подводной среды с возможностью идентификации заданных подводных объектов (рельеф дна, косяки рыб, дайверы, затонувшие суда и т.д.). Система будет строиться на основе анализа визуального видеоряда с возможностью корректировки в замутненной воде.

Ожидаемые результаты проекта лежат в русле современных мировых трендов, направленных на конвергенцию фундаментальных заделов в разработку инновационных технологий и устройств. В части разработки биоморфных роботов одним из ориентиров является MIT (США), которая ведет подобные разработки с 1993 года. В Российской Федерации, по нашим данным, работы по созданию биоморфных подводных роботов до настоящего времени практически не велись.

Успешное выполнение проекта безусловно будет иметь потенциал для внедрения в практическую сферу. Это, прежде всего, научный флот нового поколения, где сравнительно дешевые подобные биоморфные роботы могут перевозиться на коммерческих судах и по необходимости автономно выполнять задачи в заданном целевом районе. Высока вероятность и коммерческого интереса к таким разработкам, включая экологический мониторинг, управление биоресурсами, поиск и сопровождение заданных объектов под водой и др.
    Разработка экзоскелетов
    Целью работы является разработка нейротренажерных комплексов на основе экзоскелетов верхних и нижних конечностей с управлением от интерфейса мозг-компьютер моторно-воображаемого типа для восстановления двигательных функций после инсульта или нейротравм. Результатом разработок являются готовые к производству прототипы экзоскелетонов, управляемых от ИМК, основанных на воображении движений.
    Разработки
    Биоморфный робот-тунец
    Работа сфокусирована на реализации подходов искусственного интеллекта, имитирующих принципы работы живого мозга в задачах управления робототехническими устройствами. Текущий проект данного направления направлен на разработку и создание подводного биоморфного робота – рыбы, который будет воспроизводить принципы движения, навигации и взаимодействия с живыми организмами в естественной среде, как это задумано самой природой. При этом ключевой особенностью разрабатываемого биоморфного робота является нейроуправление, которое позволяет принимать решения и контролировать движения на основе работы современных искусственных нейросетей, а именно биолого-правдоподобных спайковых нейронных сетей.

    Для реализации проекта задействованы ученые-биологи, математики, физики, инженеры. Здесь важно продумать каждую деталь — от способа передвижения в воде и использования существующих технологий искусственного интеллекта, до разработки новых алгоритмов ИИ, позволяющих роботу принимать самостоятельные решения в отсутствии под водой привычных технических средств связи и позиционирования, например, таких как GPS. Это первый в Российской Федерации проект по созданию подобного подводного устройства.

    Создание биоморфного робота позволит ученым расширить, с одной стороны фундаментальные знания — изучить механику передвижения живых организмов, принципов оптимизации энергопотребления, системы принятия решений и т.д. А, с другой — у проекта есть вполне конкретное практическое применение — управление биоресурсами.
    Контакты

    8 (4012) 595 595 доб. 6630
    BCNAI@kantiana.ru
    Центр нейротехнологий и машинного обучения БФУ им. И. Канта