Студент ЧелГУ создал робота для узких пространств
20 июля 2026 г.
Студент математического факультета Челябинского государственного университета Игорь Пестерев в рамках выпускной квалификационной работы разработал и собрал действующий прототип трёхзвенного змееподобного робота. Научным руководителем проекта выступила заведующая кафедрой вычислительной механики и информационных технологий ЧелГУ Марина Плеханова.
В рамках исследования была разработана конструкция трёхзвенного робота, способного перемещаться в условиях, где использование колёсных или гусеничных платформ затруднено либо невозможно: в узких проходах, трубопроводах, завалах и на неровных поверхностях. Подобные устройства востребованы при проведении поисково-спасательных операций, инспекции труднодоступных объектов, а также в образовательных и экспериментальных целях.
В ходе работы был проведён аналитический обзор существующих способов передвижения змееподобных роботов, разработана конструктивная схема трёхзвенного механизма, построена математическая модель движения с последующим численным моделированием в среде Python, спроектированы и изготовлены методом 3D-печати детали экспериментального образца, а также создана система управления на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi.
Программно реализованы три режима движения: продольное, поперечное и поворот на месте. Экспериментальная проверка подтвердила работоспособность разработанного прототипа и корректность функционирования системы управления. При этом в ходе испытаний были зафиксированы расхождения между реальным поведением робота и результатами математического моделирования, вызванные влиянием сил трения, неровностей опорной поверхности и конструктивными особенностями. Полученные данные, по мнению авторов проекта, определяют направления дальнейшей модернизации устройства.
В настоящий момент проект завершён в рамках дипломной работы. В планах научного коллектива — продолжение исследований, направленных на уточнение математической модели, совершенствование конструкции и расширение функциональных возможностей робота.
![]()
В ходе работы был проведён аналитический обзор существующих способов передвижения змееподобных роботов, разработана конструктивная схема трёхзвенного механизма, построена математическая модель движения с последующим численным моделированием в среде Python, спроектированы и изготовлены методом 3D-печати детали экспериментального образца, а также создана система управления на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi.
Программно реализованы три режима движения: продольное, поперечное и поворот на месте. Экспериментальная проверка подтвердила работоспособность разработанного прототипа и корректность функционирования системы управления. При этом в ходе испытаний были зафиксированы расхождения между реальным поведением робота и результатами математического моделирования, вызванные влиянием сил трения, неровностей опорной поверхности и конструктивными особенностями. Полученные данные, по мнению авторов проекта, определяют направления дальнейшей модернизации устройства.
«Идея возникла из интереса к мобильной робототехнике и альтернативным способам передвижения роботов, — комментирует студент. — В отличие от традиционных колёсных платформ, змееподобные механизмы способны перемещаться в ограниченном пространстве и преодолевать препятствия за счёт изменения конфигурации своего корпуса. Для исследования этих принципов был выбран трёхзвенный робот как сравнительно простая, но показательная конструкция, позволяющая изучить основные закономерности такого типа движения».Разработанный прототип может применяться для обследования узких и труднодоступных пространств, инспекции трубопроводов, кабельных каналов и технологических коммуникаций, проведения поисково-спасательных работ в условиях завалов, а также использоваться в качестве испытательного стенда для отработки новых алгоритмов управления.
В настоящий момент проект завершён в рамках дипломной работы. В планах научного коллектива — продолжение исследований, направленных на уточнение математической модели, совершенствование конструкции и расширение функциональных возможностей робота.
