Роботизированное устройство «Полкан» предназначено для обнаружения следов химических соединений на внешней стороне объектов, вызывающих подозрение.
Ирина Петрова
Юлия Шалтаева, заведующая лабораторией и старший преподаватель на кафедре микро- и наноэлектроники НИЯУ МИФИ. Источник фото: пресс-служба НИЯУ МИФИ
Инициативная группа, возглавляемая Юлией Шалтаевой, которая занимает должность заведующей лабораторией и старшего преподавателя на кафедре микро- и наноэлектроники НИЯУ МИФИ, создала действующий макет мобильного робота с дистанционным управлением, получившего название «Полкан».
В состав коллектива разработчиков входят учащиеся этого же университета. Основное назначение устройства — осмотр подозрительных объектов и обнаружение на их внешней стороне частиц потенциально опасных химических веществ.
Разработка «Полкана» ведётся в русле современной тенденции к повышению безопасности специалистов, работающих с потенциально опасными объектами. Дистанционный формат работы позволяет минимизировать непосредственный контакт человека с угрозой, а автоматизация процесса забора и анализа проб снижает влияние человеческого фактора.
Система, по замыслу авторов, должна стать не заменой сапёра или кинолога, а их высокотехнологичным дополнением, берущим на себя наиболее рискованный этап первичного обследования. Это особенно актуально в условиях городской среды, где подозрительные предметы могут быть замаскированы под бытовые вещи, а их осмотр требует особой осторожности и оперативности.
Что представляет собой аппарат
Конструкция аппарата представляет собой управляемую на расстоянии платформу, оснащённую механической рукой и блоком для проведения анализа. Сотрудник, управляющий роботом, направляет его к интересующему объекту. После подъезда манипулятор производит забор микропробы с поверхности. Данный образец помещается во встроенный аналитический отсек.
Там находится прибор под названием «Сегмент», выпускаемый компанией «Южполиметалл-холдинг» (ЮПХ). Этот аппарат обрабатывает полученный материал, применяя технологию спектрометрии ионной подвижности. В результате становится возможным обнаружить и распознать конкретные вещества, содержащиеся в пробе.
Использование отечественного аналитического модуля «Сегмент» является важной особенностью проекта. Интеграция прибора, выпускаемого компанией «Южполиметалл-холдинг», в конструкцию робота не только обеспечивает автономность технологии, но и открывает перспективы для дальнейшей кооперации между учебным заведением и промышленным предприятием.
Подобное взаимодействие позволяет студентам, участвующим в проекте, получить практический опыт работы с реальным производственным оборудованием, а индустриальному партнёру — апробировать свою продукцию в новых условиях эксплуатации. Сотрудничество с холдингом и поддержка акселератора НИЯУ МИФИ создают предпосылки для быстрой адаптации разработки к требованиям рынка и её последующей коммерциализации.
Конструкция аппарата «Полкан» представляет собой управляемую на расстоянии платформу, оснащённую механической рукой и блоком для проведения анализа. Источник фото: пресс-служба НИЯУ МИФИ
Юлия Шалтаева отметила, что прибор, основанный на спектрометрии ионной подвижности, способен «улавливать запахи», то есть изучать газообразные испарения, находящиеся в воздушном пространстве непосредственно у обследуемого предмета.
Но данная методика не всегда результативна, когда необходимо выявить вещества, которые испаряются слабо и остаются на поверхности долгое время. В подобной ситуации робот выполняет взятие пробы дистанционно, что даёт возможность сапёру находиться на безопасном удалении, пока проводится осмотр.
Перспектива семейства «Полканов»
Своё имя робот получил из-за сходства его функций с задачами, которые обычно выполняет специально обученная собака. Существующий сегодня экспериментальный экземпляр именуется «Полкан-0».
Что касается технической эволюции, то нынешний прототип «Полкан-0» выполняет скорее демонстрационные функции, позволяя оценить взаимодействие всех узлов — от платформы до аналитического блока. Однако конструкторам уже очевидны направления для доработки.
В версии «Полкан-1», выход которой намечен на декабрь 2026 года, планируется улучшить ходовые характеристики, увеличив проходимость и манёвренность в ограниченном пространстве.
Также ожидается, что манипулятор станет более точным в позиционировании, что позволит производить забор микропроб с труднодоступных участков поверхности.
Особое внимание будет уделено увеличению времени автономной работы и улучшению помехозащищённости каналов управления, поскольку в реальных условиях эксплуатации возможны внешние воздействия.
После создания этого экземпляра предстоит провести серию дополнительных проверок, а также выполнить регламентные процедуры, необходимые для того, чтобы подготовить устройство к возможному запуску в производство и дальнейшей эксплуатации.
Сотрудничество с проектом осуществляет холдинг «Южполиметалл» (ЮПХ), который специализируется на изготовлении аппаратуры для досмотра и аналитических исследований. Дополнительно проект получает поддержку со стороны Акселератора технологических проектов, действующего при НИЯУ МИФИ.
Помимо очевидного практического применения в сфере безопасности, проект имеет и образовательную ценность. Участие в создании сложного робототехнического комплекса позволяет студентам применить знания из области микроэлектроники, мехатроники, программирования и аналитической химии.
Возможно, в будущем разработка группы под руководством Юлии Шалтаевой станет базой для создания целой линейки специализированных роботов, адаптированных под различные задачи — от экологического мониторинга до УЗ-контроля или автономного мобильного обходчика и контроля качества на промышленных предприятиях.
Таким образом, начатый как узкоспециализированный проект, «Полкан» может открыть дорогу для целого направления исследовательских и прикладных работ, востребованных в различных отраслях экономики.