Конкурс атауы: 2023-2025 жылдарға арналған ғылыми және (немесе) ғылыми-техникалық жобаларды гранттық қаржыландыруға арналған конкурс.

Жоба жетекшісі: Алонцева Дарья Львовна, физика-математика ғылымдарының докторы, профессор.

Идентификаторлар:

Жобаның зерттеу тобы

ТАӘ Жоба бойынша лауазымы Сәйкестендіргіштері (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, егер бар болса) және тиісті бейіндерге сілтемелері
 1 Шадрин Геннадий Константинович ЖҒҚ Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57170401000
ORCID https://orcid.org/0000-0002-4716-8383
2

 

Красавин Александр Львович ЖҒҚ Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57189326266
3 Русакова Алена Викторовна АҒҚ Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55669597600
Web of Science Researcher ID: O-8504-2017
https://www.webofscience.com/wos/author/record/1774379
4 Жилкашинова Альмира Михайловна АҒҚ Web of Science  Researcher ID P-5882-2017 https://app.webofknowledge.com/author/record/27689909
Scopus Author ID 55890420000 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=55890420000
ORCID 0000-0003-0948-2280
Жас ғалымдар (40 жасқа дейін + оқытушылар (студенттер, магистранттар))
ТАӘ Жоба бойынша лауазымы Сәйкестендіргіштері (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, егер бар болса) және тиісті бейіндерге сілтемелері Ескерту (ПОҚ, студент, магистрант, докторант)
1 Кадыролдина Альбина Талапжановна СНС Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57202922020
ORCID  https://orcid.org/0000-0001-5572-4792
ПОҚ
2 Құсайын-Мұрат Әсел  Түгелбайқызы СНС Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57207456820
ORCID https://orcid.org/0000-0001-6867-6638
ПОҚ
3 Хожанов Александр Рафаэльевич СНС Scopus Author ID https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57220782525,
ORCID  https://orcid.org/0000-0002-3298-6359
PhD докторант «Техникалық физика» мамандығы
4 Оразова Арайлым Жанболаткызы МНС ORCID https://orcid.org/0000-0002-3913-4562  
5 Толыкбаева Марал Бакыткановна МНС   PhD докторант «Автоматтандыру және басқару» мамандығы 
6 Назенова Гаухар Мырзабекқызы МНС ORCID https://orcid.org/0000-0002-5415-094X PhD докторант «Автоматтандыру және басқару» мамандығы 
7 Порубов Дмитрий Александрович Инженер   ПОҚ

 

Жобаның аңдатпасы

Қазіргі уақытта MEMS технологиясын (микроэлектрондық механикалық жүйелер) пайдалану мобильді роботтарды басқару үшін өте перспективалы болып табылады. Инерция  MEMS датчигі шағын, жеңіл және арзан, өлшеу жылдамдығы жоғары және стандартты цифрлық байланыс интерфейстерімен жабдықталған. Дегенмен, объектінің кеңістіктік бағдарын орнату және оның қозғалысының траекториясын қалпына келтіру мәселесін шешуге байланысты басқару тапсырмалары үшін MEMS технологияларын пайдалану инерция датчигі деректерінің жоғары шу деңгейімен шектеледі.

Жобаның негізгі идеясы инерциялық навигация жүйесін және мобильді роботтың автоматты басқару жүйесін роботты басқару және навигациялау үшін кері байланыс сигналдары ретінде машиналық оқыту әдістерін және инерция MEMS датчиктерінің деректерін пайдаланатын бір жүйеге біріктіру болып табылады. Машиналық оқыту әртүрлі көрсетілген траекториялар үшін басқару жүйесінің деректер мұрағаты арқылы жүзеге асырылады. Жаттығуға арналған кіріс деректер мобильді роботтың нақты және берілген траекторияларының арасындағы айырмашылық ретінде есептелетін болады.

Жобаның шешуге бағытталған негізгі мәселесі – мобильді роботтардың еркін қозғалыс түрлеріне арналған орны мен бағдарын дәл анықтау және деректері өте шулы MEMS датчиктерінің технологиясын өнеркәсіптік (робототехника) және тұтынушы жабдықтарын жобалау үшін қолдану мүмкіндігі. Бұл мәселе сызықты емес автоматты басқару жүйелері үшін машиналық оқыту әдістерін қолдану және  инерция MEMS датчик деректерімен роботтың траекториясын қалпына келтірудің жаңа алгоритмдерін әзірлеу арқылы шешіледі.

Мақсаты:

Микроэлектромеханикалық (MEMS) инерция датчиктері бойынша жылжымалы роботтың орнын және кеңістіктік бағдарын анықтау алгоритмдерін құру және кері сигнал ретінде MEMS датчиктерінің деректерін пайдаланатын жүйелер үшін мобильді роботты автоматты басқару әдістерін әзірлеу. Айырықша ерекшелігі роботты навигация және автоматты басқару мәселелерін шешу үшін машиналық оқыту әдістерін қолдану болып табылады.

Жобадан күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер:

Жыл Зерттеу бойынша алынған нәтижелері.
Жарияланымдар (оларға сілтемелері бар) мен патенттер; әлеуетті пайдаланушыларға арналған ақпарат
2023 жыл

Сенімді, рецензияланған ашық дереккөздерде (журнал мақалалары, конференция материалдары, монографиялар, патенттер) келтірілген қазіргі заманғы шешімдердің артықшылықтары мен кемшіліктеріне салыстырмалы талдау жасалды. Инерциялық навигацияда машиналық оқыту әдістерін және жылжымалы роботтардың навигациялық жүйелерінде MEMS инерциялық датчиктерді қолданудағы соңғы жетістіктерді талдау нәтижелері бойынша, қолданыстағы тәсілдердің артықшылықтары мен кемшіліктерін салыстыру, жабдықтың техникалық сипаттамалары 2023 жылы сатып алынған жобаның мақсатына жету үшін қажет (ноутбук) стерео камерамен, жоғары жылдамдықты 32-биттік микроконтроллердің әзірлеу тақтасымен, стереокамерамен, бақылау камерасымен, MEMS сенсорлық модульдерімен жұмыс істеу үшін нақтыланды, ол сонымен қатар жоба аяқталғаннан кейін машиналық оқыту әдістерін және инерциялық навигацияны пайдалана отырып MEMS инерция датчиктерін пайдалана отырып мобильді роботтардың кеңістіктік бағдарын анықтау бойынша зерттеулер жүргізу және осы салаларда мамандарды оқыту үшін пайдаланылуы тиіс.
Титанды эндопростетикалық имплантқа металл жабынды бүрку процедурасын орындайтын роботтық манипуляторды басқарудың жаңа алгоритмі объектінің динамикасы мен бұзылуларын өтеудің түпнұсқа әдісін қолдана отырып әзірленді және импланттың биоүйлесімділігін арттыру мақсатында тәжірибелік өндіріс орнында іске асырылды. беті,
10.05.2023 жылғы 2023/0995.2 өтінімі бойынша «Титан қорытпаларынан жасалған импланттарға көпқабатты жабынды бүрку әдісі» пайдалы модельге 15.12.2023 жылы № 8714 ҚР патенті алынды (Авторлары: Алонцева Д.Л., Прохоренкова Н.В., Красавин А.Л., Назенова Г.М.)..
3 халықаралық конференцияда баяндамалар жасалды:
1) Д.Серікбаев атындағы ШҚТУ құрылуының 65 жылдығына арналған «Computational and Information Technologies in Science, Engineering and Education (CITech-2023), халықаралық конференциясында 2–3 қазан, Өскемен, Қазақстан, КҒҚ PhD докторант, Назенова Г.М. «Development of a mathematical model of the control system for the dynamic motion of a flat manipulator with two rotational links by the method of compensating the object dynamics and perturbations» (авторы Kussaiyn-Murat A.,  Shadrin G., Nazenova G., Krasavin A., Аlontseva D) тақырыбында баяндама жасады, қатысу сертификатын алды.
2) 13th International Advances in Applied Physics & Materials Science Congress & Exhibition (APMAS 2023) халықаралық конференциясында, 2023 жылдың 11-17 қазанында Олудениз (Даламан-Фетхие) Мугла қаласында өткен,  ЖҒҚ Красавин А.Л. 1 баяндама жасады, баяндамашы сертификатын алды және 1 тезис жариялады: А. Krasavin*, D. Alontseva A. Kadyroldina The Use of Electron Microscopy for the Characterization of Biocompatible Materials and Robotic Microplasma-Sprayed Coatings// Book of Abstracts. 13th International Advances in Applied Physics & Materials Science Congress & Exhibition (APMAS 2023) 11-17 October 2023, pp 128-129  https://www.apmascongress.org/
3) 18th International Symposium on Applied Informatics and Related Areas (AIS 2023), 2023 жылғы 16 қарашада Обуда университетінде, Секешфехервар, Венгрияда өткен  халықаралық конференцияда 2 баяндама жасалды: 1 пленарлық баяндаманы жоба жетекшісі, проф. . Алонцева Д.Л. «Development of new control algorithms for a robotic manipulator for microplasma spraying of medical implant coatings»  тақырыбында және 1 постерлік баяндаманы КҒҚ докторанты PhD Оразова А. жасады, ол бойынша 1 мақала конференция материалдар жинағында жарияланды: Krasavin A., Alontseva D., Kussaiyn-Murat А., Kadyroldina А., Orazova* А. A novel method for the identification of flat curves// Proceedings of 18th International Symposium on Applied Informatics and Related Areas (AIS 2023) Obuda University, November 16, 2023, Székesfehérvár, Hungary, ISBN 978-963-449-334-1, pp. 73-79. http://ais.amk.uni-obuda.hu/proceedings/2023/AIS_2023_Proceedings.pdf
ҒЖБССҚК ұсынған отандық басылымда 1 мақала  жарияланды: Шадрин Г.К., Назенова Г.М., Құсайын-Мұрат Ә.Т., Красавин А.Л., Алонцева Д.Л Екі айналмалы байланысы бар жазық манипулятордың динамикалық қозғалысын басқару жүйесінің математикалық моделін объектінің динамикасы мен бұзылыстарын өтеу әдісімен әзірлеу Вестник ВКТУ им. Д. Серикбаева № 4, 2023, стр. 419-427 DOI 10.51885/1561-4212_2023_4_419.
Аралық ғылыми баяндама жазылды. Жоба есебі туралы қысқаша ақпарат ҰМҒТСО сайтында тіркелген

2024 жыл

MEMS сенсорының деректері негізінде мобильді роботтың орнын және кеңістіктік бағдарын анықтаудың компьютерлік модельдеу ортасы әзірленді: компьютерлік модельдеу ортасының екі құрамдас бөлігі құрылды: мобильді платформада орнатылған MEMS сенсор деректерінің симуляторы және симулятор. мобильді платформа. MEMS инерциялық сенсор деректерінің симуляторы пайдаланушыға мобильді платформаның траекториясын және оның өтуінің уақыт параметрлерін көрсетуге, сондай-ақ MEMS инерциялық сенсорларымен модельденген кездейсоқ және жүйелі қателер параметрлерін көрсетуге мүмкіндік беретін интерфейсті қамтиды. Мобильді платформаның симуляторы (қозғалысы мен басқаруын тұрақты токтың екі щеткалы қозғалтқышы жүзеге асыратын доңғалақты робот) қозғалтқыш жетектерінің симуляторлары мен роботқа орнатылған MEMS сенсорының деректерінің симуляторын қамтиды. MEMS инерциялық сенсор деректерінің симуляторы мобильді роботтың навигациялық жүйесі үшін алгоритмдерді сынауға мүмкіндік береді, ал мобильді платформа тренажеры мобильді роботты автоматты басқару алгоритмдерімен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

MEMS инерция сенсорының деректеріне негізделген мобильді роботты басқару және навигациялау алгоритмдері компьютерлік модельдеу әдістерін қолдану арқылы құрылды және жөндеуден өтті. Траекторияны басқару және навигация, сондай-ақ төрт доңғалақты жылжымалы роботтың жылдамдығы мен бағытын басқару үшін динамика мен бұзылуларды өтеу әдісін қолдану алгоритмдері әзірленді. Әзірленген басқару алгоритмдерін жөндеу және тестілеу жүргізілді, онда MEMS инерция датчиктерінің деректері жылжымалы доңғалақты роботтың траекториясын тұрақтандыру үшін пайдаланылады. Бақылау сапасын бағалау үшін математикалық модельдеу және компьютерлік модельдеу орындалды. Әзірленген басқару алгоритмдері жылжымалы платформаның көрсетілген траекториясының өтуін және оның өтуінің уақыт параметрлерін қамтамасыз етеді.

Халықаралық конференцияларда 4 баяндама жасалды. жұмыс нәтижелерін әлеуетті пайдаланушылар, ғылыми қоғамдастық және қалың жұртшылық арасында тарату мақсатында конференция веб-сайттарында баяндамалардың тезистерін жариялау және/немесе ұсыну арқылы:

2024 жылғы 3-4 қазанда Өскемен қаласында (Қазақстан) өткен «Инженерлік білім: қиындықтар, трендтер, үздік тәжірибелер (EE: CTBP)» халықаралық конференциясында 1 баяндама, баяндамашы сертификаты алынды. Баяндама жасаған А.Л. Красавин, Г.М. Назенова, Д.Л. Алонцева, Қ.Асқадұлы «Дөңгелекті мобильді роботтың траекториясын қадағалау симуляциясы» 2025 жылы ҚР Білім және ғылым министрлігінің Біліктілікті арттыру және жоғары білімді дамыту комитеті ұсынған «Д.Серікбаев атындағы ШҚТУ вестник» журналында жарияланады. «АКТ» бағыты бойынша Қазақстан Республикасының ғылымы.

14th International Advances in Applied Physics & Materials Science Congress & Exhibition (APMAS 2024) халықаралық конференциясында 1 баяндама, 8-14 қазан 2024 ж., Даламан, Мугла, Түркия, баяндамашы сертификаты алынды және 1 тезис жарияланды: А. Красавин, Д. Алонцева, А.Қадыролдина, А.Құсайын-Мұрат «Роботтық микроплазмалық бүрку арқылы медициналық имплантаттар үшін биоүйлесімді жабындарды өндіру: жабынның біркелкі қалыңдығын және белгіленген кеуектілігін қамтамасыз ету» ID.2627 Рефераттар кітабы APMAS 2024, 179 б.

Халықаралық конференцияда 1 баяндама Қолданбалы информатика және сабақтас салалар бойынша 19-шы симпозиум (AIS 2024), 2024 жылғы 14 қарашада Обуда университетінде, Секешфехервар, Венгрия, конференция материалдарында жарияланған 1 мақала: Красавин А., Алонцева Д. Назенова, « Микроконтроллер негізіндегі доңғалақты мобильді роботты бағдарламалық модельдеу». Қолданбалы информатика және сабақтас салалар бойынша 19-шы халықаралық симпозиум материалдары (AIS 2024) Обуда университеті, 14 қараша, 2024 ж., Секешфехервар, Венгрия, pp. 81-89.

IEEE SENSORS 2024 халықаралық конференциясында «Төрт доңғалақты мобильді роботтың жылдамдығы мен бағытын басқару үшін өтемақы алгоритмдерін қолдану» тақырыбындағы шақырылған баяндамамен ұсынылған 1 мақала Дюссельдорф, Германия, 5-12 қыркүйек, (Ең жақсы қағаз сертификаты)

1 мақала «Төрт дөңгелекті мобильді роботтың жылдамдығы мен бағытын басқару үшін өтемақы алгоритмдерін қолдану» (авторлары: Шадрин Г., Красавин А., Назенова Г., Құсайын-Мұрат А., Қадыролдина А., Хайдеггер Т. ., Алонцева* Д.) Sensors 2024 журналында жарияланған; 24(22):7233. https://doi.org/10.3390/s24227233

Sensors Journal (MDPI): Web of Science Journal Rank: JCR - Q2 (Instruments & Instrumentation) / CiteScore - Q1 (Instrumentation) Әсер ету факторы: 3.4. Scopus процентильі (2023) 83% (Құралдар)

Аралық ғылыми баяндама жазылды. Жоба есебінің қысқаша мазмұны Мемлекеттік техникалық сараптаманың ұлттық орталығында тіркелген.

2025 жыл

Толық ауқымды эксперименттер үшін тәжірибелік орта құрылады: навигация және платформаны автоматты басқарудың әзірленген алгоритмдерін сынау үшін тәжірибелік мобильді робот әзірленді және орнатылды.
Web of Science деректер базасында импакт-фактор бойынша 1-ші (бірінші) және (немесе) 2-ші (екінші) квартилге енгізілген   және Science Citation Index Expanded-те индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 65-тен (алпыс бес) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымдарда 1 (бір) мақаладан және (немесе) шолудан кем емес  не Web of Science деректер базасында импакт-фактор бойынша 1-ші (бірінші)  квартилге енгізілген   және Science Citation Index Expanded-те индекстелетін және (немесе) Scopus базасында CiteScore бойынша 80-тен (сексен) кем емес процентилі бар рецензияланатын ғылыми басылымдарда 1 (бір) мақала жарияланады.
Бағдарламалық қамтамасыз ету машиналық оқыту әдістерін пайдалана отырып, әзірленген алгоритмдерді жүзеге асыратын мобильді роботтың бөлігі болып табылатын бағдарламаланатын құрылғылар үшін әзірленетін болады.
Жұмыс нәтижелерін әлеуетті пайдаланушылар, ғылыми қоғамдастық және қалың жұртшылық арасында тарату мақсатында конференцияның веб-сайттарында тезистерді жариялау және/немесе ұсыну арқылы беделді халықаралық конференцияларда кемінде 3 баяндама жасалады.
Қазақстандық баспадан 1 монография шығады. Монографияны робототехника, аспап жасау, автоматтандыру және басқару мамандықтары бойынша докторанттарды оқыту барысында оқу процесінде де, инерциялық навигация мамандары да, яғни әзірленген ғылыми-техникалық өнімдерді соңғы пайдаланушылар да пайдалана алады.
1 Ph.D.диссертация қорғалады.
Қорытынды ғылыми есеп жазылады.

Инфографика

https://altaitv.kz/ru/news/18609

https://www.youtube.com/watch?v=HB7Y5ykeR7I&ab_channel=ALTAITV