Под конец года российские учёные порадовали отечественным смартфоном, роботами и дронами

В декабре российским учёным удалось создать роботизированный сельскохозяйственный комплекс, уникальную многокалиберную снайперскую винтовку, КПК для представителей спецслужб и военных, беспилотный летательный аппарат вертикального взлёта и посадки с увеличенной дальностью полёта, а также впервые в постсоветской России построить авиационный завод.

💡 Это материал из цикла «Сделано в России 🇷🇺», в котором описываются главные отечественные изобретения, а также важные события в различных областях науки и промышленности России.

Разработано военно-полевое мобильное устройство на KasperskyOS

💡 Простыми словами

В России разработали полностью отечественное мобильное устройство, позиционируемое как карманный персональный компьютер, работающий на KasperskyOS. Данная ОС лишена многих привычных пользователям функций, так как ориентирована на отрасли с высокими требованиями к кибербезопасности. Поэтому подобное устройство в первую очередь нацелено не на массового потребителя, а на представителей спецслужб и военных.

👨‍🔬 Детально

Группа «Аквариус» (входит в Национальную компьютерную корпорацию) и «Лаборатория Касперского» разработали полностью отечественное мобильное устройство, в первую очередь предназначенное для военных и спецслужб. Так, в 2019 году после изменений в федеральном законе «О статусе военнослужащих», военные не должны иметь при себе телефоны, планшеты и другие устройства с функцией хранения информации и подключением к интернету во время несения боевого дежурства и нахождения на территории боевой части. Разработчики позиционируют своё устройство как карманный персональный компьютер (КПК) для доступа через приложения к корпоративным сервисам в защищенном режиме. Один из его элементов — IP-соединения, которые защищаются специальным программным обеспечением.

Работает устройство на KasperskyOS, которая ориентирована на отрасли с высокими требованиями к кибербезопасности. Данная ОС не является полноценной системой для потребительского рынка, так как лишена многих привычных пользователям функций. Однако чем меньше в системе функций, тем меньше уязвимостей. «Аквариус» планирует в будущем выпустить подобные устройства на «Авроре» и Android. На каком процессоре работает КПК, не уточняется, но разработчики заявляют, что устройство «полностью российское».

В Санкт-Петербурге разработали сельскохозяйственную роботизированную платформу

💡 Простыми словами

Учёные из Санкт-Петербурга в составе международной группы разработали робототехнический комплекс (наземную сервисную платформу с паркующимся на ней дроном), который поможет автоматизировать выполнение различных задач в аграрном секторе (посев и сбор урожая, доставка грузов, опрыскивание и полив культур). Использование роботов повысит безопасность, увеличит эффективность труда и уменьшит затраты времени на различные виды сельхозработ.

👨‍🔬 Детально

Представители агропромышленного комплекса заинтересованы во внедрении робототехники для повышения производительности труда. Машины имеют большой потенциал для проведения посевных работ, сбора урожая, изучения местности и ландшафта, высокоточного внесения удобрений и многих других задач. Специалисты из лаборатории автономных робототехнических систем СПб ФИЦ РАН совместно с учеными из Германии, Сербии и Турции разработали сельскохозяйственный роботизированный комплекс, который поможет фермерам эффективно выполнять различные виды сельхозработ. Использование роботов приведёт к существенной экономии ресурсов и времени, повышая уровень дохода, что является основной задачей в любом экономически затратном производстве. Комплекс состоит из наземной автономной колесной платформы, способной перемещаться по различным типам сельхозугодий, и дрона.

Платформа снабжена сенсорной системой для обхода препятствий, навигационной системой для ориентации на местности, отсеком для полезной нагрузки, модулем питания и взлетно-посадочной площадкой для дрона. Она может быть дополнительно оборудована системой полива, точечного опрыскивания удобрениями или механизмом посева семян. Дрон же выполняет задачу сбора данных для платформы (фото, видео, данные сенсоров), а также может быть использован для выполнения сельхоз работ (например, для сбора плодов). Для взаимодействия и управления всеми компонентами системы «оператор-платформа-дрон» были разработаны специальные алгоритмы локальной навигации и взаимодействия между роботами на основе интуитивно понятных решений, например, с помощью жестов или голоса.

В России создали уникальную мультикалиберную снайперскую винтовку

💡 Простыми словами

Уникальная мультикалиберная винтовки DXL-5 «Опустошитель» благодаря модульной конструкции (стволы можно менять прямо в бою) позволяет вести огонь патронами разного калибра, что существенно повышает её экспортный потенциал. Кроме того, она обладает лучшей точностью и дальностью стрельбы, чем у зарубежных конкурентов, что делает её отличным кандидатом для ведения боя против снайперских подразделений противника.

👨‍🔬 Детально

Компания Lobaev Arms начала испытания уникальной мультикалиберной винтовки DXL-5 «Опустошитель» (экспортное наименование — Havoc), которая способна вести огонь как патронами калибра стран НАТО 12,7×99 миллиметров, так и российского — 12,7×108 мм. Это достигается благодаря модульной конструкции. Снайперы могут прямо во время боя в зависимости от стоящей перед ним боевой задачи менять стволы. При этом «Опустошитель» имеет бо́льшую прицельную дальность стрельбы, чем американский конкурент Barrett (около 2300 метров против 1800), а также стреляет в четыре раза точнее (кучность стрельбы — 0,5 угловой минуты против 2). Также винтовка оборудована демпфирующим устройством на прикладе, которое значительно снижает эффект от отдачи винтовки. А самое интересное, что с помощью «Опустошителя» военные будут испытывать новые калибры. Уже сейчас разработано четыре новых калибра, которые в случае успешных тестов смогут ещё больше поднять дальность и точность стрельбы снайперской винтовки.

Открыт сверхбыстрый способ управления данными

💡 Простыми словами

Группа исследователей из России, Нидерландов и Германии нашла способ более быстрого и энергоэффективного хранения данных магнитных систем. Учёные открыли новый метод управления распространением спиновых волн и тем самым сделали важный шаг к созданию новой технологии обработки данных в будущем. Метод основан на применении ультракоротких импульсов света терагерцевой частоты для управления включения и выключения спин-решеточного взаимодействия.

👨‍🔬 Детально

С увеличением объёма сохраняемой информации возникает необходимость в разработке новых способов и технологий для энергоэффективной и сверхбыстрой обработки и хранения данных. Представьте что было бы, если человечество до сих пор пыталось записывать терабайты данных на 3,5-дюймовые дискеты объёмом примерно в три мегабайта (их бы понадобилось около 350 тысяч штук для записи 1 ТБ). Поэтому учёные всегда находятся в поисках новых способов хранения и записи информации. Так, в декабре группа исследователей из России, Нидерландов и Германии обнаружила новый механизм включения и выключения спин-решеточного взаимодействия, управляемый ультракороткими импульсами света терагерцевой частоты. Именно взаимодействие элементарных магнитных моментов электронов (спинов) с решеткой играет важнейшую роль в процессе записи магнитных битов.

Известно, что в качестве носителей данных в магнитном материале учёные предлагали использовать антиферромагнитные магноны. У них есть множество преимуществ, но и существенный недостаток — слабое взаимодействие с решёткой, что затрудняет управление распространением спиновых волн. Оказалось, что терагерцовый импульс света резонансно взаимодействует с магноном в антиферромагнетике дифториде кобальта (CoF2). Исследователи полагают, что такой же подход к управлению спин-решеточной связью с помощью терагерцового света должен работать и в других магнитных материалах, а значит — технология поможет решить проблемы магнитного хранения данных и обеспечить сверхбыструю запись при минимальных затратах энергии. Возможно, это приведёт к созданию новой технологии обработки данных в будущем.

В Дубне создали первый специализированный завод по производству беспилотников

Компания «Кронштадт» создала в подмосковной Дубне специализированный серийный завод крупноразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) самолётного и вертолётного типов. Важно то, что это первый авиационный завод, который построен в России после распада СССР. Центр производства БПЛА представляет собой единую промышленную площадку общей площадью более 50 га. Он включает в себя производственные цеха АО «Кронштадт», реконструированные корпуса АО «Дубненский машиностроительный завод имени Н. П. Федорова», а также три новых цеха — агрегатной сборки, окончательной сборки, изготовления деталей и оснастки из композитных материалов с малярным отделением.

В Тюмени изобрели военный дрон, который заряжается от линий электропередачи

💡 Простыми словами

В Тюмени придумали способ увеличения дальности полётов малых беспилотников. Для этого дроны можно оборудовать специальными клещами, с помощью которых они смогут подсоединяться к линиям электропередачи для зарядки аккумуляторов. Проект подобного разведывательного аппарата уже представлен общественности.

👨‍🔬 Детально

Разработка новых технологий для улучшения характеристик беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) является одной из главных задач в современном мире. Специалисты Тюменского высшего военно-инженерного командного училища разработали проект дрона, способного заряжаться от линий электропередачи. Беспилотник будет мультикоптером (летательным аппаратом с несколькими несущими винтами), в нижней части которого установлен размыкаемый кольцевой магнитопровод (токовые клещи), благодаря которому будет совершаться подсоединение к ЛЭП для подзарядки аккумулятора. Продолжительность полёта современных дронов сильно ограничена как раз из-за малой ёмкости используемых в их конструкции аккумуляторов. Предлагаемая технология подзарядки «на лету» может значительно увеличить продолжительность полёта малых беспилотников. Это касается как гражданских аппаратов, так и военных. К примеру, представленный дрон сможет внедряться гораздо глубже на территорию противника, подзаряжаюсь при необходимости от ЛЭП. При этом во время зарядки будут продолжать работать камеры и датчики, то есть разведывательная миссия не будет приостанавливаться.

Создан уникальный беспилотный летательный аппарат вертикального взлёта и посадки

💡 Простыми словами

Ещё одним интересным изобретением в сфере БПЛА в декабре поделились специалисты из Университета Иннополис. Они показали беспилотник вертикального взлёта и посадки с увеличенной дальностью полёта (до 100 километров), который способен нести до 5 килограмм полезной нагрузки. В его конструкции используются бортовые сенсоры на базе протокола UAVCAN. Кроме того, он обладает системой искусственного интеллекта, которая помогает управлять полётом и посадкой. Его можно использовать для различных задач, включая мониторинг территории и перевозку грузов.

👨‍🔬 Детально

Специалисты из Университета Иннополис разработали новый гибрид самолёта и беспилотника, который не требует взлётно-посадочной полосы или пускового устройства с парашютом (как обычные самолётные беспилотники) и работает дольше своих аналогов за счёт аэродинамической подъёмной силы крыла. Его дальность полёта оценивается в 100 километров. Он может брать на борт до 5 килограмм полезной нагрузки, при этом его общий вес будет составлять 25 кг. Беспилотник может работать при температуре от -20 до +40°C. Бортовые фотокамеры позволяют производить съемку протяженных объектов до 200 квадратных километров разрешением 10 см/пикс за пятичасовой полёт. За управление БПЛА отвечает система искусственного интеллекта, обеспечивающая повышенную точность движения вдоль заданной траектории, облёт возникающих препятствий и автоматический выбор места посадки.

Но главное преимущество данного аппарата перед аналогами — использование бортовых сенсоров на базе протокола UAVCAN, обеспечивающего обмен данными в реальном времени по сетям CAN, Ethernet и другим. Это даёт возможность увеличить время полёта и повышает общую надежность аппарата. Данный БПЛА может использоваться для мониторинга линий электропередачи, нефтепроводов, лесных, водных и прибрежных зон, а также для перевозки различного оборудования (геодезические камеры и платы, камеры для сельского хозяйства, устройства сброса грузов, метеорологическое оборудование и так далее).