Кто хоть раз заказывал китайские Lego на маркетплейсах, прекрасно помнит неприятное чувство, которое возникает, когда в коробке с конструктором не хватает одной или пары деталей. А теперь представьте, что такой «некомплект» получил не ребенок, а промышленное предприятие, где из набора разных деталей должны собрать не игрушку, а какой-нибудь агрегат. Школьники из Челябинска придумали аппарат, который сам контролирует комплектацию готовых изделий.

Ребята-изобретатели занимаются в Региональном центре технического творчества. Свой проект они разрабатывают по техническому заданию промышленной группы «Метран».

«В прошлом году по заказу „Метрана“ ребята создали систему контроля сборки на основе RFID-меток. Этот проект принес им победу на Всероссийском конкурсе „Инженерные кадры России“. Заказчик был впечатлен предыдущим проектом и серьезным подходом команды и предложил нам два более сложных проекта», — говорит педагог дополнительного образования Регионального центра технического творчества Дамирьян Ахмедьзянов.

Новые проекты получили названия «Жираф» и «Слон», так как этих животных и напоминают рабочие конструкции.

«Жираф» — изящная стойка с камерой наверху. «Метран» планирует установить ее на конвейере с готовой продукцией. При помощи системы компьютерного зрения «Жираф» будет заглядывать в каждую из коробок и проверять комплектацию.

«„Жираф“ должен увидеть, что лежит в коробке. Проверить, все ли на месте. Сфотографировать результат и дать добро на отправку товара заказчику. Более того, если все ОК, то программа присваивает персональный номер каждой единице товара для складского хранения. Фотоархив качественной готовой продукции хранится на предприятии и может далее использоваться в работе при необходимости», — рассказывает Дамирьян Ахмедьзянов.

Пока умную установку научили распознавать три предмета: саму коробку, бумажную инструкцию и готовую продукцию — датчик — то, что было необходимо «Метрану». Человек может устать, отвлечься и пропустить, к примеру, бумаги. «Жираф» же не ошибается никогда. При некомплекте он не даст добро на отправку заказа на склад. В будущем искусственный интеллект можно обучить работе с большим количеством комплектующих.

Установка «Слон» — низкая и широкая, напоминает коробку с камерами по бокам, сверху и снизу. Данное оборудование позволит контролировать качество и полноту сборки разных механизмов.

«Сейчас „Слон“ учится проверять качество сборки датчика давления производства „Метрана“. Прибор собран из разных деталей. На каждом есть ярлычок с его характеристиками. „Слон“ будет анализировать информацию на шильдике. Если изделие собрано правильно, из верных деталей, „Слон“ дает добро для отправки заказчику. Если есть ошибки — запрещает», — объясняет Дамирьян Ахмедьзянов.

Обе установки являются продолжением технических разработок американской компании Emerson. Она владела «Метраном» до 2022 года, но ушла из России, не доведя начатое до конца.

«В задаче, которую нам предстояло решить, совпали интересы ДЮТТ и „Метрана“, совпало даже понимание, как должны выглядеть необходимые устройства. Проекты технически сложные: многоэтапные, многоступенчатые, многоэлементные, с машинным зрением и искусственным интеллектом — идеальные для обучения, востребованные на производстве. Это тот редкий случай, когда разработка юных техников найдет применение в реальном секторе экономики. Автоматические контролеры ОТК до сих пор не появились в цехах только по одной причине: профессиональные инженеры были заняты более важными делами. А мы на двух кейсах — „Слоне“ и „Жирафе“ — сможем вырастить не одно поколение изобретателей», — говорит директор ГБУ ДО «Дом юношеского технического творчества Челябинской области» Владислав Халамов.

По словам Халамова, функция технического контроля на производстве будет востребована всегда. Проекты школьников легко тиражировать — переделать с машиностроения, приборостроения на металлургию, пищевую промышленность, сельское хозяйство. Идея найдет применение в разных отраслях.

Работа над умными устройствами строится по принципу проектной деятельности, где каждый участник отвечает за свое направление. Конструктор Данил Пушкарев создает 3D-модели установок. Кирилл Табаков обучает нейросеть распознавать картинку. Например, чтобы «Жираф» различал три предмета: коробку, инструкцию и сам датчик, Кирилл сделал и обработал 10 тысяч изображений. Михаил Сибагатов разрабатывает графический интерфейс будущих рабочих программ. А Илья Никифоров пишет код для расшифровки маркировки.

«В нашем Центре технического творчества занимаются дети до 18 лет. Обычно ребята начинают с азов робототехники на самых простых конструкторах, а потом переходят к более сложным направлениям — например, к 3D-печати и программированию. Помимо „Метрана“, мы сотрудничаем с ЧКПЗ и КОНАР. Работая с нами, предприятия присматриваются к будущим кадрам, и уже сейчас есть студенты из числа наших выпускников, обучающиеся по целевому договору от таких предприятий. Таким образом мы помогаем талантливым детям найти свой путь в профессию», — отмечает значимость школьных проектов руководитель структурного подразделения центра Наталья Штраух.

Все надеются, что «Слон» и «Жираф» найдут реальное применение на производстве и приблизят мальчиков к их мечте — стать инженерами, изобретателями.

Между тем команда юных робототехников из челябинской школы № 84 создала проект сервисного робота для Челябинского тракторного завода.