Не бойтесь начать: за робототехникой будущее
Денис Симагин, выпускник ФКН и руководитель группы робототехники, рассказал о ее появлении на факультете, целях, задачах и вдохновении
Путь в компьютерные науки
Любовь к математике появилась у меня еще в школе. Мне всегда нравилось решать сложные и нестандартные задачи, поэтому я с радостью ходил на кружки и олимпиады по математике.
К старшим классам я уже открыл для себя программирование, и оно захватило меня полностью. «Интернетов» в те времена еще не было, поэтому все приходилось изучать по книгам. Например, я откладывал карманные деньги, чтобы купить самоучитель по С++ и «Современные операционные системы» Таненбаума. И, конечно, не обошлось без попыток написать свою собственную игру на Паскале.
В Вышку я поступил по олимпиаде без экзаменов, и передо мной встал выбор: переезжать в Москву или учиться в Нижегородском филиале, оставаясь дома. Я точно знал, что хочу учиться на ПМИ, но боялся, что Москва может вскружить мне голову — хотя сейчас это и звучит забавно. Из-за этого решил окончить бакалавриат в Нижнем. В Москву перебрался уже во время магистратуры, которую совмещал с ШАДом. В год моего выпуска базовая кафедра Яндекса превратилась в ФКН, так что я являюсь одним из первым выпускником нашего факультета.
Роботами я стал заниматься, когда перешел в команду беспилотников в Яндексе. Очень долго не решался пройти собеседование — боялся, что не подойду. Мне казалось, что в беспилотниках работают какие-то космические программисты, которые делаю звездолеты на неведомых технологиях будущего. Оказалось, что в этом есть большая доля правды, но бояться не стоило. Как показала практика, хорошая математическая подготовка, опыт разработки и желание учиться новому компенсируют пробелы знаний в предметной области. Сейчас я руковожу небольшой частью команды планирования траектории у робота-доставщика, так что наши студенты обеспечены опытом и забавными байками из реальной индустрии.
Как на ФКН появилась робототехника
Моя работа в качестве руководителя группы робототехники на ФКН началась со случайного разговора с моим хорошим товарищем Евгением Соколовым. Мы подумали, что будет здорово, если у студентов появится место, где они смогут работать с реальными роботами. Робототехника объединяет в себе самые разные задачи, начиная от программирования микроконтроллеров и заканчивая компьютерным зрением и обучением нейронных сетей в физическом симуляторе. А это значит, что талантливые студенты с разными интересами могут заниматься наукой, работая вместе, в одной команде.
Нашу идею поддержал декан ФКН, Иван Аржанцев. Мы договорились, что в качестве старта организуем небольшое помещение, где будет доступ к нужному оборудованию и электронным компонентам, чтобы студенты под моим руководством могли делать первые прототипы.
Мы начали с достаточно простой задачи — нашим первым проектом стал CartPole. Это известная физическая задача: свободно подвешенный маятник прикреплен к каретке, которая двигается вдоль горизонтальной оси. Нужно поднять маятник в вертикальное положение неустойчивого равновесия, управляя лишь движениями каретки. В рамках летней практики мы с двумя студентами третьего курса смогли сделать работающий прототип. Сейчас двое студентов делают курсовые на основе этого проекта: один занимается улучшением конструкции и микроконтроллером, а второй вычислением траектории и калибровкой модели.
Другой задачей мы занимаемся вместе со студентами второго и четвертого курсов — это проект Truck, небольшая машинка около 80 см в длину. По кинематике она напоминает реальный автомобиль, а еще она оснащена стереокамерой и вычислителем, которые помогают ездить в статическом пространстве внутри помещения. Пока мы находимся на ранней стадии разработки, и, к сожалению, движемся не так быстро как хотелось бы. Здесь надо сказать, что робототехника — это вообще для сильных духом. Постоянно что-то не работает, и на отладку уходит много времени. Тем не менее, у нас есть определенный прогресс: студенты погружаются в задачи локализации, управления, построения траектории, симуляции, разработки и прототипирование шасси. Получается, что у каждого есть своя небольшая зона ответственности.
Цели и задачи
Направление исследований я для себя формулирую так: «роботы передвигающиеся и взаимодействующие со сложной средой». Огромным вдохновением для нас служат результаты компании Boston Dynamics и таких лабораторий, как Robotic Systems Lab Университета Цюриха или Biomimetic Robotics Laboratory MIT. Очевидно, что к такому невозможно сразу прийти, поэтому мы двигаемся от простого к сложному. При этом для нас критично важно делать работающие устройства, а не просто показывать симуляцию или выводить формулы. Мне очень хочеся создать творческую и инженерную среду, в которой студенты могли бы делать реальные проекты и перенимать опыт у крутых преподавателей.
На самом деле все, что мы сейчас делаем — это подготовка, чтобы создать ходячего робота в стенах ФКН. В июне нашей группе будет год: ко дню рождения мы планируем доделать шасси машинки с возможностью дистанционного управления и научиться записывать карту и локализовываться. Потом мы будем доводить до ума планер траектории, чтобы можно было ездить по коридорам Вышки. О сроках всегда говорить сложно, потому что не знаешь, где и когда застрянешь, но мы уверены, что рано или поздно машинка поедет сама.
Кроме роботов
Свободного времени у меня очень мало — все-таки я совмещаю деятельность группы робототехники с работой в Яндексе. Я большой фанат мотоциклов — могу потратить выходные, чтобы привести технику в порядок после очередных приключений в лесу. Путешествовал в Карелию и на Кавказ, мечтаю проехать Норвегию, Альпы и когда-нибудь устроить «сафари» в условной Африке. Любовь к мотоциклам сложно объяснить, если этого никогда не пробовал — мне приходит в голову только слово «свобода». Кстати, если увидите где-то рядом с ФКН мотоцикл «Триумф», то скорее всего это мой.
А еще я обожаю кататься по Москве на велосипеде, хотя бы раз в год стараюсь выбраться в горы, чтобы покататься на лыжах. Я считаю, что спорт должен быть в жизни каждого, это банально делает нашу жизнь лучше и ярче.
Если вы хотите попробовать свои силы в группе робототехники — пишите Денису на почту.