Предметом исследования является использование интеллектуальной системы управления движением руки антропоморфного робота при выполнении операций размещения объектов манипулирования в контейнер заданных размеров. Объектом исследования является процесс определения параметров относительного положения основания руки по отношению к объектам манипулирования и контейнера, при которых возможно выполнение двигательных заданий. Автор подробно рассматривает алгоритм определения положения основания руки антропоморфного робота c использованием синтеза движений по вектору скоростей при решении задачи установки объектов манипулирования заданных, в виде прямоугольных призм в контейнер. Особое внимание в статье уделяется методике определения центра системы координат, связанного с основанием робота в неподвижном пространстве и вычисления целевых точек, в которые перемещается центр выходного звена при различных положениях ранее установленных в контейнер объектов манипулирования. Суть метода состоит в использовании компьютерного моделирования движения антропоморфного робота с использованием синтеза движений по вектору скоростей с оценкой взаимного положения механизма руки и запретных зон. В качестве запретных зон выступают установленные ранее объекты манипулирования располагающихся внутри контейнера и боковые стенки самого контейнера. Основными выводами представленного исследования является возможность использования разработанного алгоритма для проверки синтеза движений руки при заданных геометрических параметрах, задающих положение антропоморфного робота, конвейера и контейнера, при которых отсутствует возникновение тупиковых ситуаций. Новизна исследования состоит в разработке метода, основанного на итерационном поиске значений параметров взаимного положения основания руки, конвейера и контейнера на каждой итерации при возникновении тупиковых ситуаций. Представлены результаты расчетов положения основания руки робота и промежуточных конфигураций, построенных с использованием компьютерного моделирования движений на основе использования разработанного алгоритма. Проведенные исследования могут быть использованы при разработке информационно-управляющих комплексов подвижных объектов, в частности при разработке интеллектуальных систем управления автономно функционирующих антропоморфных роботов в организованных средах.
Рассмотрен аварийный участок сооружения установки противопожарной ляды строящейся вентиляционной установки угольной шахты. По результатам инженерно-геологических изысканий установлено, что основной причиной возникновения опасных деформаций фундаментов конструкций является наличие слабого несущего слоя основания из насыпного грунта и угля, что способствует повышению деформаций и перемещений, возникновению крена фундаментной плиты. На основе инженерно-геологических изысканий были разработаны две расчетные конечно-элементные схемы объемной модели, включающей прогноз напряженно-деформированного состояния (НДС) массива при естественном и закрепленном состояниях грунтового основания. Были проанализированы расчетные вертикальные сечения через каждые 15 градусов относительно центра опоры, на основе этого были определены наиболее опасные сечения, особенно характерны сечения (0, 45, 90, 135 градусов) с распределением напряжений и деформаций для обеих моделей грунтового основания. Для более точного прогнозирования устойчивости основания сооружения были определены интегральные показатели НДС для каждого угла поворота сечения при естественном грунтовом основании и при его закреплении. На основе результатов геомеханического прогноза было предложено использовать дополнительные инъекторы в зонах наиболее опасных сечений, что позволит повысить устойчивость фундамента, разработан план и схема расположения инъекторов, определены длины инъекторов, шаг и зоны закрепления основания. Сопоставление локальных и интегральных параметров НДС показало, что вертикальные нормальные напряжения после закрепления ослабленной зоны возросли по сравнению с естественным основанием, а значения горизонтальных деформаций массива основания уменьшились. Проведена оценка повышения точности расчета максимальных напряжений и деформаций за счет объемной постановки решаемой задачи, которое составило 6,22% и 41,69% соответственно
Статья содержит результаты историко-статистического исследования с использованием геоинформационных методов, ориентированного на изучение пространственной динамики заселенности территории России в ХХ веке. Цель исследования - выявление возможностей геоинформационных методов для визуализации и анализа пространственной динамики заселенности территории России в ХХ веке. Предмет исследования - заселенность территории России в ее исторической трансформации под влиянием социально-экономических и политических изменений. Под заселенностью территории в данной работе понимается численность населения, сконцентрированная в пределах административно-территориальных единиц на определенный период. Изменение этой численности во времени позволяет судить о пространственной динамике заселенности территории России. В основу исследования положены статистические данные о численности населения по административно-территориальным единицам губернского, областного краевого, республиканского уровней, представленные в официально изданных сборниках материалах и в архивных источниках; официально изданные политико-административные карты в разные годы ХХ в. Основными методами исследования в данной работе выбраны: историко-статистический; историко-географический; геоинформационный, а именно метод компьютерного моделирования с использованием геоинформационной системы Surfer. Исследование проводилось по пяти выбранным периодам (датам), которые отражали характерные изменения в заселенности территории России, обусловленные социально-экономическими и политическими факторами: 1900, 1936, 1946, 1965, 2000 гг. В результате исследования выявлены пространственные волны заселения территории России в ХХ в., визуализированы процессы формирования очагов концентрации расселения; наглядно представлена поляризация расселенческого пространства, характерная для каждого выделенного этапа социально-экономического развития под влиянием объективных факторов. Новизна исследования состоит в демонстрации эффективности метода геоинформационного моделирования с помощью ГИС-пакета Surfer для анализа динамики пространственного исторического процесса заселения территории России в ХХ веке. Это дало возможность выявить пространственные волны заселения территории России в ХХ в., визуализировать процессы формирования очагов концентрации расселения; наглядно представить поляризацию расселенческого пространства. Практическая значимость состоит в совершенствовании методологии прикладных историко-географических исследований, выполняемых с помощью цифровых технологий.
Рассматривается применение электронных образовательных ресурсов, в частности компьютерного моделирования в Matlab/Simulink в инженерном образовании. Рассматриваются основные принципы работы с Simulink, его интеграция со средой Matlab. Приводятся примеры применения среды Matlab/Simulink в анализе механических систем на примере маятника Фуко. Оцениваются преимущества использования компьютерного моделирования в исследовании динамики нелинейных систем для обучения студентов технических направленностей.
Рассмотрены преимущества использования компьютерного моделирования в процессе математической подготовки студентов в техническом вузе, которые способствуют усилению мотивации к учёбе и упрощению громоздких расчётов. Раскрывается процесс математического моделирования физических явлений на примере физического маятника. Рассматриваются некоторые физические процессы и приводятся модели их реализации с помощью компьютерных программ.
Робототехнические задачи удаленной манипуляции механическими объектами из космических давно перешли к земным. Например, уже выпускается беспилотный КАМАЗ-6559 (Юпитер 30). Ростсельмаш запускает производство беспилотных комбайнов на базе TORUM 785, на очереди беспилотные надводные и подводные аппараты, не говоря уже о ра-боте в агрессивных средах [1]. Все аппараты такого класса оснащены множеством разнообразных датчиков. Вся их совокупность заменяет живого пилота, у которого есть только один основной тип датчика – зрение – и один вспомогательный – слух (лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать). Их человеку достаточно для решения любых самых сложных про-блем навигации. Очевидно, что и в робототехнике дальнейшее развитие будет тесно связано с 3D-зрением, что естественно перекликается с задачами голографии, особенно с современной цифровой и компьютерной голографией. Анализу одного из путей современного развития цифровой голографии, а именно передаче голографической объемной информации об окружающем пространстве от местоположения искусственного аппарата к оператору, удаленно осуществляющему контроль и функции управления, посвящена настоящая статья.
Активное применение имитационных и агент-ориентированных моделей выходит на принципиально новый уровень. Исследование развития этого направления в России с позиции публикационной активности было опубликовано в предыдущей работе. Подход с применением передового инструментария дает преимущества для разработчиков управленческих механизмов. На данный момент приобретают популярность языковые модели, которые способны генерировать ответы и решать задачи на высоком уровне сложности. Подобные разработки уже применяют вместе с агент-ориентированным подходом, что вызывает особый интерес с точки зрения перспектив прикладной значимости. Масштабирование исследований с помощью такого инструмента может быть скорректировано в нужный вектор, и настроено на разный уровень детализации - от отдельных модельных объектов в виде сущностей до параметрических особенностей каждого отдельного государства вместе с глобальными изменениями мировой экономики. Основой статьи является обзор различных моделей, где проанализированы российские и зарубежные разработки, сконструированные с помощью методологии компьютерных имитационных моделей. Данный метод позволяет специалистам внедрять новые подходы в структуру государственного управления за счет анализа и прогнозирования вызовов в различных сферах общественной жизни. Помимо этого, рассмотрены популярные программные обеспечения для работы с моделями подобного класса. В другом блоке приведена подборка прикладных моделей с индивидуальной настройкой под каждую из задач, и демонстрацией результатов, которые передают специфику разных сфер общественной жизни, начиная с демографической оценки населения стран, планирования в системе здравоохранения до военных столкновений и заканчивая программными продуктами для анализа космической обстановки. Примерами стали модели, где изучена демографическая ситуация в России, распространение пандемии. В результатах экспериментов некоторых моделей можно выделить социальную направленность, которая хорошо помогает разобраться в специфике демографических и социальных проблем - сокращение населения, уровень поддержки политической элиты, поведение людей в стрессовой ситуации, меры государственной поддержки, дающие положительный эффект для населения.
При автоматизированном конструировании поверхностей технических изделий важен процесс создания их математической модели, позволяющий управлять формой неосциллирующих кривых-обводов высокого порядка гладкости по заранее заданным геометрическим и дифференциальным условиям на отдельном участке поверхности. Решение задач интерполирования выпуклой кривой позволяет решать многовариантные оптимизационные задачи по выбору наилучших технических решений.
Универсальные шарнирные роботы являются инструментальной основой гибких производственных ячеек, которые определяют современный уклад производства и технически обеспечивают вариативное изготовление большой номенклатуры изделий с широким диапазоном типоразмеров. Универсальный робот поставляется как отдельная единица технологического оборудования и может быть оснащен богатым спектром рабочих органов, инструментов и захватных устройств. В данной работе разработано захватное устройство с червячной передачей для робота Kawasaki, которое отличается повышенной точностью за счет минимизации зазоров и возможностью адаптивно захватывать объекты разной формы. Разработанное устройство является отдельным изделием и может быть использовано с любым другим роботом с аналогичной повышенной грузоподъемностью. Разработанная методика проектирования пригодна для конструирования различных захватных устройств и включает алгоритмическую часть, связанную с подключением и управлением.
Выполнено совместное моделировании формы поверхности сетеполотна, натянутого на силовой каркас, и статистических радиолокационных характеристик калибровочного отражателя. Для решения задачи предложена и реализована комплексная компьютерная модель, предусматривающая анализ напряженного состояния сетеполотна, формирующего поверхность раскладного сферического отражателя, численный электродинамический расчет пространственной диаграммы обратного рассеяния и оценивание статистических радиолокационных характеристик, соответствующих произвольному направлению локации в процессе наблюдения. С использованием комплексной компьютерной модели для выбранного варианта конструкции раскладного сферического отражателя рассчитана равновесная форма отражающей поверхности, разработана фацетная трехмерная электродинамическая модель, выполнен расчет пространственных диаграмм обратного рассеяния, проведено оценивание статистических радиолокационных характеристик для различных волновых размеров объекта. Представленная комплексная компьютерная модель может быть использована в исследованиях, связанных с анализом радиолокационных характеристик калибровочных раскладных сферических радиолокационных отражателей с различными вариантами конструкции силового каркаса.