Инженер-робототехник: описание профессии

Тенденции в области занятости и заработной платы

Согласно исследованиям Вустерского политехнического университета (США), спрос на инженеров-робототехников возрастет к концу 2018 года до 13%. При этом он постоянно повышается в таких странах, как США, Германия и Япония.

На сайте Sokanu средняя зарплата в 2018 году составляет 94,3 тысячи долларов США в год, а вообще может варьироваться от 49 до 144 тысяч долларов. Для сравнения, по данным BLS, в 2013 году среднегодовая зарплата для 34 из 39 выпускников-бакалавров США составляла 65,8 тысяч долларов, а для магистров – 110 тысяч долларов.

С чего начать и какие навыки важны для инженера робототехника?

В интернете доступны курсы лекций о робототехнике, которые можно прослушать совершенно бесплатно. Для этого воспользуйтесь ресурсами платформы Coursera. Если вы владеете английским языком, можете пройти вводный курс «Современная робототехника: Основы движения роботов» Северо-Западного Университета или курсы специализации «Робототехника» Пенсильванского университета.

Неважно, сколько человеку лет – 5 или 45, если ему интересны роботы, он сможет освоить эту нишу. Кстати, многие источники утверждают, что азам робототехники можно обучать, начиная с 5-6 лет

А теперь перейдем, какие навыки важны для робототехников. Они должны соединять в себе теоретические и практические знания. Два противоположных стиля работы тесно переплетаются для достижения необходимого результата: думать, читать, изучать и решить проблему «испачкав руки».

Чтобы стать успешным инженером-робототехником, понадобятся такие профессиональные навыки:

1. Способность к самообучению. Это ключевой навык в любой творческой карьере. Даже получив высшее образование и проработав в области робототехники, узнавать что-то новое нужно на протяжении всей своей карьеры.
2. Системное мышление. Все познания специалиста в области механики, электрики, программирования, когнитивной деятельности и психологии должны работать воедино. Опытный робототехник способен понять и объяснить, в чем взаимосвязь этих систем.
3. Мышление программиста. Инженеров, которые занимаются роботами, привлекают к работе по программированию на различных уровнях абстракции, будь то низко- или высокоуровневые когнитивные системы. Вообще в наше время используется до 1500 языков программирования.
4. Любовь к математике. Абстрактные понятия – вот, на чем основана робототехника. А их можно выразить только с помощью уравнений и функций. Поэтому без знаний алгебры, геометрии и математического анализа робототехнику никак не обойтись.
5. Анализ и выбор решения. Робототехника предполагает анализ проблемы с нескольких точек зрения, а также использование критического мышления для сбалансирования плюсов и минусов каждого решения.
6. Хорошие знания в области прикладной математики и физики. Математические и физические понятия создатели роботов должны привязывать к реальному миру, ведь он постоянно изменяется и никогда не может быть точным.
7. Высокая способность к коммуникации. Например, инженеру-робототехнику нужно объяснить механику особенности высокоуровневого программирования. В таких случаях коммуникативные навыки и способность к обучению очень важны.
8. Решение сложных задач. Это включает предвидение проблем, что помогает скорректировать их на раннем этапе, и устранение в случае наступления.
9. Технология проектирования. Она помогает выяснить, почему что-то работает неверно и как это можно исправить. Робототехника состоит из большого спектра технологий, а навыки проектирования помогают эффективно изолировать источник проблемы и решить ее.
10. Настойчивость. Некоторым робототехникам иногда не удается с первого раза решить трудную задачу, поэтому настойчивость и упорство – такие же важные навыки, как способность к самообучению или системному мышлению.

Профессия инженера-робототехника имеет большие перспективы, особенно в сфере логистики, медицины и медиа-контента. Данная профессия требует соответствующего образования и постоянного совершенствования приобретенных навыков. Но это стоит того, ведь спрос на таких специалистов и заработная плата постоянно возрастают.

Наука мехатроника

Сферы применения мехатроники и робототехники не ограничиваются промышленностью, военным делом, работой с опасными средами, космонавтикой, представлениями андроидов. Эти науки все чаще требуются в повседневной жизни для житейских нужд и облегчения бытовых проблем. Профессионалы приложили руку ко многому, что окружает современных людей — бытовой технике, ассистентам водителей, тренажерам стимуляторов для медицинских нужд.

Мехатронные системы формируются из нескольких составляющих, связанных энергетическими и информационными потоками:

1. Электромеханическая. К ней относятся двигатели, сенсоры, рабочие органы, передачи, электродвигатели. Компоненты обеспечивают цикл движения аппаратов. Корректная работа механизмов невозможна без сенсоров. На них возложен сбор информации о состоянии внешней среды, объекта работ, составляющих мехатронного агрегата.
2. Электронная. К этой категории относятся измерительные цепи, театральные преобразователи, микроэлектронные устройства.
3. Компьютерная. В категорию включены ЭВМ высшего уровня и микроконтроллеры.

Функции мехатронных систем

Мехатроника призвана решать проблемы преобразования входящей информации в требуемые механические движения. При их проектировании используется принцип обратной связи. Это означает интеграцию нескольких элементов разной природы в один функциональный модуль. Специальность людей, которые занимаются выполнением операции, может быть разной. В идеале при полном предоставлении нужной информации удается достичь планируемого результата.

Среди функций, присущих мехатронным системам, выделяют четыре наиболее важные:

• управление механическим движением с одновременной обработкой поступающих от сенсоров данных;
• согласование действий с внешними источниками влияния;
• взаимодействие с оператором в режиме реального времени или автономно;
• организация обмена информацией между всеми элементами системы.

Преимущества направления

Мехатроника и робототехника активно развиваются. При этом новые специалисты используют в работе накопленный опыт и готовы к изучению данных.

Преимущество дисциплины по сравнению с обычными средствами автоматизации:

• относительно низкая стоимость, достигаемая интеграцией, стандартизацией и унификацией элементов;
• точная реализация сложных движений за счет методики интеллектуального управления;
• долговечность, надежность, помехозащищенность;
• компактность и совместимость модулей;
• отличные динамические и массогабаритные характеристики.

Области применения робототехники

Применяются роботы самых различных сферах, но основными являются следующие:

• Промышленность: промышленные роботы;
• Исследовательская деятельность: роботы-ученые, исследователи;
• Боевые роботы: безпилотники, роботы-саперы, охрана и безопасность;
• Нанотехнологии: микро- и нано-роботы в исследовательских и медицинских целях;
• Домашние технологии: бытовые роботы, пылесосы, мойщики окон и персональные.

В сфере промышленности роботы позволяют выполнять большой объем работ с высокой скоростью и точностью. Они позволяют решать такие задачи, с которыми невозможно справиться человеческими силами.

Очень многие места нашей планеты и за ее пределами не исследованы по той причине, что делать это человеку невозможно. Например, о том, что творится в океанных глубинах и в космосе мы знаем благодаря роботам-исследователям.

Рост инновационных технологий позволяет оптимистически смотреть в будущее. Робототехника стремительно развивается, открывая человечеству новые возможности.

Где можно получить образование по робототехнике?

GeekUniversity совместно с Mail.ru Group открыли первый в России факультет Искусственного интеллекта преподающий программирование для робототехники.

Для учебы достаточно школьных знаний. У вас будут все необходимые ресурсы и инструменты + целая программа по высшей математике. Не абстрактная, как в обычных вузах, а построенная на практике. Обучение познакомит вас с технологиями машинного обучения и нейронными сетями, научит решать настоящие бизнес-задачи.

После учебы вы сможете работать по специальностям:

• Искусственный интеллект,
• Машинное обучение,
• Нейронные сети,
• Анализ больших данных.

Особенности обучения в GeekUniversity

Через полтора года практического обучения вы освоите современные технологии Data Science и приобретете компетенции, необходимые для работы в крупной IT-компании. Получите диплом о профессиональной переподготовке и сертификат.

Обучение проводится на основании государственной лицензии № 040485. По результатам успешного завершения обучения выдаем выпускникам диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат на портале GeekBrains и Mail.ru Group.

Проектно-ориентированное обучение

Обучение происходит на практике, программы разрабатываются совместно со специалистами из компаний-лидеров рынка. Вы решите четыре проектные задачи по работе с данными и примените полученные навыки на практике. Полтора года обучения в GeekUniversity = полтора года реального опыта работы с большими данными для вашего резюме.

Наставник

В течение всего обучения у вас будет личный помощник-куратор. С ним вы сможете быстро разобраться со всеми проблемами, на которые в ином случае ушли бы недели. Работа с наставником удваивает скорость и качество обучения.

Основательная математическая подготовка

Профессионализм в Data Science — это на 50% умение строить математические модели и еще на 50% — работать с данными. GeekUniversity прокачает ваши знания в матанализе, которые обязательно проверят на собеседовании в любой серьезной компании.

GeekUniversity дает полтора года опыта работы для вашего резюме

В результате для вас откроется в 5 раз больше вакансий:

Для тех у кого нет опыта в программировании, предлагается начать с подготовительных курсов. Они позволят получить базовые знания для комфортного обучения по основной программе.

Самые последние новости криптовалютного рынка и майнинга:

The following two tabs change content below.

Mining-Cryptocurrency.ru

Материал подготовлен редакцией сайта «Майнинг Криптовалюты», в составе: Главный редактор — Антон Сизов, Журналисты — Игорь Лосев, Виталий Воронов, Дмитрий Марков, Елена Карпина. Мы предоставляем самую актуальную информацию о рынке криптовалют, майнинге и технологии блокчейн.
Отказ от ответственности: все материалы на сайте Mining-Cryptocurrency.ru имеют исключительно информативные цели и не являются торговой рекомендацией или публичной офертой к покупке каких-либо криптовалют или осуществлению любых иных инвестиций и финансовых операций.

Новости Mining-Cryptocurrency.ru

• Самые перспективные криптовалюты для инвестиций в ближайшее время: DeFi и GameFi — 04.10.2021
• ТОП-6 Airdrop на октябрь — бесплатная раздача токенов криптовалютных проектов — 04.10.2021
• Опрос: 21% испанцев уже инвестировали в биткоин и альткоины, а 38% планируют — 04.10.2021
• ТОП-10 лучших биткоин-казино с бонусом за регистрацию, без депозита и вложений — 04.10.2021

Пример устройства робота — элементы и конструкция

Каждый робот состоит из следующих базовых компонентов:

• Рама или тело робота;
• Блок управления;
• Манипуляторы;
• Ходовая часть.

Тело/рама: Тело, или рама, робота может иметь любую форму и размер. Изначально, тело/рама обеспечивает конструкцию робота. Большинство людей знакомы с человекоподобными роботами, используемыми для съемок кинофильмов, но в действительность большинство роботов не имеют ничего общего с человеческим обликом. (Робонафт НАСА, представленный в предыдущем разделе, является исключением)

Как правило, в проекте робота внимание уделяется функциональности, а не внешности.

Система управления: Система управления робота является эквивалентом центральной нервной системы человека. Она предназначена для координирования управления всеми элементами робота

Датчики реагируют на взаимодействие робота с внешней средой. Ответы датчиков отправляются в центральный процессор (ЦП). ЦП обрабатывает данные с помощью программного обеспечения и принимает решения на базе логики. То же самое происходит при вводе пользовательской команды.

Манипуляторы: Для выполнения задачи большинство роботов взаимодействует с внешней средой, а также окружающим миром. Иногда требуется перемещение объектов внешней среды без непосредственного участия со стороны операторов. Манипуляторы не являются элементом базовой конструкции робота, как его тело/рама или система управления, то есть робот может работать и без манипулятора. В настоящем учебном курсе акцент делается на тему манипуляторов, особенно блок 6.

Ходовая часть: Хотя некоторые роботы могут выполнять поставленные задачи, не изменяя свое местоположение, зачастую от роботов требуется способность перемещаться из одного места в другое. Для выполнения данной задачи роботу необходима ходовая часть. Ходовая часть представляет собой приводное средство перемещения. Роботы-гуманоиды оснащены ногами, тогда как ходовая часть практически всех остальных роботов реализована с помощью колес.

Робот может быть любых форм и размеров. Именно рама или тело робота является основой его конструкции и определяет внешний облик. Среднестатистический человек при слове «робот» представляет человекоподобное существо из металла. Этот образ навязан многочисленными фантастическими кинофильмами.

На самом же деле большинство роботов совершенно не похоже на человека. Главное для робота – это его функциональность, а не то, как он выглядит.

Контроль за работой робота осуществляется при помощи системы управления. Она включает в себя огромное количество датчиков, которые помогают технике взаимодействовать с внешним миром.

Система управления роботом предполагает целый набор алгоритмов, благодаря которым решаются те или иные задачи. В работе робота происходит постоянный обмен данными между датчиками и центральным процессором (ЦП). Алгоритмы и программное обеспечение создаются человеком.

Для физического контакта с объектами внешней среды используется манипулятор. Данный элемент не является обязательным. Как правило, манипулятор не является частью рамы/тела робота. Используется для решения конкретных задач в различных отраслях.

Ходовая часть робота также не является обязательной, и наличествует лишь у тех роботов, которым необходимо передвижение в пространстве. В качестве средств для перемещения чаще всего используются колеса.

Квалификация: ТЕХНИК-МЕХАТРОНИК*

Форма обучения	Уровень образования	Срок обучения	Основа обучения
Очная	9 классов	3 года 10 месяцев	Бюджетная основа
11 классов
Очно-заочная	Прием не осуществляется

Специальность входит в ТОП-50 наиболее востребованных на рынке труда новых и перспективныхпрофессий среднего профессионального образования

Процесс автоматизации, позволяет осуществлять управление технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставляет за человеком право принятия наиболее ответственных решений. В состав автоматизированных систем входят как механические составные части, так и электронное оборудование. Основу системы составляет управляющая часть на базе микроконтроллера. Это «мозг» любой автоматизированной системы.

Обеспечивать работоспособность мехатронных систем и роботизированных комплексов призван техник-мехатроник. Он осуществляет работы по монтажу, диагностике и ремонту мехатронных систем, контролирует их работоспособность и занимается программированием управляющей системы, согласно поставленным производственным задачам. Появление в Санкт-Петербурге, предприятий ведущих мировых компаний, имеющих автоматизированные линии производства, диктует повышение спроса в соответствующей отрасли.

Основные виды деятельности:

• монтаж, программирование и пуско-наладка мехатронных систем;
• техническое обслуживание, ремонт и испытание  мехатронных систем;
• разработка, моделирование и оптимизация работы мехатронных систем;
• эксплуатация мобильных робототехнических комплексов;
• конструирование, монтаж, техническое обслуживание и ремонт мобильных робототехнических комплексов.

Область профессиональной деятельности выпускников: ракетно-космическая промышленность; производство машин и оборудования; производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования; автомобилестроение; авиастроение; сквозные виды профессиональной деятельности в промышленности.

Объекты профессиональной деятельности выпускников:  технические средства и системы автоматического управления, в том числе технические системы, построенные на базе мехатронных модулей, используемых в качестве информационно-сенсорных, исполнительных и управляющих устройств, необходимое программно-алгоритмическое обеспечение для управления такими системами;техническая документация, технологические процессы и аппараты производств (по отраслям);метрологическое обеспечение технологического контроля, технические средства обеспечения надежности;первичные трудовые коллективы.

Техник готовится к следующим видам деятельности:

—       Монтаж, программирование и пуско-наладка мехатронных систем.

—       Техническое обслуживание, ремонт и испытание мехатронных систем.

—       Разработка, моделирование и оптимизация работы мехатронных систем.

—       Выполнение работ по рабочей профессии «Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике» (18494).

Лаборатории по специальности:

—         электронной и вычислительной техники;

—         электрических машин;

—         пневматики и гидравлики;

—         лаборатория мехатроники (автоматизации производства);

—         программируемых логических контроллеров.

Мастерские по специальности:

—       Слесарная.

—       Электромонтажная.

—       Модульных производственных систем.

База производственной  практики обучающихся  и  предприятия-партнёры:

ООО «Ниссан Мэнуфэкчуринг Рус», ООО «ТЭПЛОЭНЕРГО», АО «НПП «Радар ММС», ОАО «Авангард», АО «Таурас-Феникс», ООО «Нордфил», АО «Компрессор», ООО «Всеволожский крановый завод», ЗАО «Фортекс», АО «НПО Поиск», ОАО «МЗ «Арсенал» и др.

Ведущие ВУЗы, принимающие на обучение выпускников по специальности:

—       Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова

—       ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения».

Возможные медицинские противопоказания для обучения по данной специальности: заболевания опорно-двигательного аппарата (плоскостопие, радикулит); заболевания сердечно-сосудистой и нервной систем, дыхательных органов (бронхиальная астма); сниженное зрение (не компенсируемое очками); повышенная чувствительность к воздействию химических веществ.

Примеры из жизни

Технологии и системы, созданные при помощи робототехники — не редкость в современной жизни. Их можно встретить в любых сферах.

Зная о понятии и функциях дисциплин, несложно понять, что к ним относят:

• станкостроение;
• изготовление роботов;
• промышленное автомобилестроение;
• оргтехника (копировальные, факсимильные аппараты);
• космическая, военная, авиационная техника;
• тренажеры для подготовки водителей, пилотов, операторов;
• медицина (клиническое, реабилитационное оборудование);
• микромашины, используемые в средствах связи, мобильной технике, медицинском оборудовании;
• контрольно-измерительные устройства.

Недостатки профессии инженер-мехатроник

Учитывая сложность профессии и дефицит специалистов в области мехатроники, можно отметить, что одним из серьезных недостатков профессии является как раз дефицит квалифицированных кадров. Естественно, это зачастую становится причиной напряженного рабочего графика и работы во внеурочное время в случае возникновения неполадок.

“Авральный” режим работы, в свою очередь, нарушает нормальный ритм жизни, что негативно сказывается на состоянии здоровья. Нужно также понимать что, в зависимости от отрасли и места работы, специалисту по автоматизированным системам часто приходится работать в экстремальных условиях, связанных с риском для жизни и здоровья.

Происхождение терминов

Отвечая на вопрос, что за профессии мехатроника и робототехника, следует рассмотреть историю возникновения понятий. Мехатроника — итог слияния механики и электроники. Слово введено в научный обиход японской компанией Yaskawa Electric Corp в 1969 году. В России его широко употребляют с 1990-х годов.

Первичная задача мехатроники — конструирование механизмов, работающих от электросети и регулируемых с помощью программ. Требования к сложным механическим системам растут. Первоначально ученые изобрели электропривод, используемый для обозначения механических агрегатов, питающихся от электросети. Это был важный шаг к автоматизации производственных процессов.

Решение новых технических задач требовало усложнения мехатронных систем. Теперь они должны были не просто работать от сети, но и подчиняться программе компьютера, собирать данные, менять поведение согласно встроенным алгоритмам. Компоненты систем являются единым целым и управляются с помощью операторов. Однако соединить элементы и узлы, обеспечить им электрический ток и программное обеспечение недостаточно. Для эффективного функционирования у мехатронной системы должны быть новые особенности, не свойственные ее звеньям.

Автоматы, которые передвигаются, реагируют на изменение внешних условий, имеют зачатки искусственного интеллекта.

Где и кем востребованы профессии

Кем работать мехатронику и робототехнику, молодые специалисты решают после получения диплома бакалавра. Кто-то остается учиться дальше на платной основе, получает диплом магистра, который открывает более широкие перспективы.

Специальность дает возможность освоить наиболее актуальные в современном мире профессии:

• электроник;
• IT- специалист;
• кибернетик;
• конструктор;
• робототехник;
• системный программист.

Вышеперечисленные должности — одни из наиболее высокооплачиваемых в России и в мире. У мехатроника и робототехника зарплата в начале карьеры — 30000 руб. и выше. Оклад ведущих специалистов измеряется в шестизначных цифрах.

Первый советский робот

В XX веке человечество уже осознало перспективы робототехники и всерьез занялось производством роботов. В те времена инженеры хотели создать человекоподобные механизмы, но на настоящих людей они не были похожи. По современным меркам они вовсе были металлическими монстрами, которые практически ничего не умели. Так, в 1928 году, американский инженер Рой Уэнсли показал публике робота «Мистер Телевокс», который умел двигать несколькими конечностями и выполнять простые голосовые команды.

Американский «Мистер Телевокс»

Советский союз тоже не хотел оставаться в стороне. В то время как в других странах разработкой сложных механизмов занимались серьезные дяденьки в толстых очках, в первый советский робот был создан 16-летним школьником. Им оказался Вадим Мацкевич, который в восьмилетнем возрасте создал компактную радиостанцию, а в 12 лет изобрел крошечный броневик, стреляющий ракетами. Он был весьма известным мальчиком и вскоре обзавелся всеми комплектующими, необходимыми для создания полноценного робота.

Первый советский робот «В2М»

Советский робот «В2М» был представлен в 1936 году в рамках Всемирной выставки в Париже. Его рост составлял 1,2 метра, а для управления использовалась радиосвязь. Человекоподобный робот умел выполнять 8 команд, которые заключались в движении разными частями тела. Из-за слабости моторов, робот не мог полноценно понимать правую руку и этот жест был похож на нацистское приветствие. Из-за этого недоразумения, робот «В2М» принес мальчику множество проблем и от репрессии его спасли только юношеский возраст и поддержка со стороны начальства органа СССР по борьбе с преступностью.

Вырезка из зарубежной газеты о новой версии робота «В2М»

В 1969 году юные последователи Мацкевича создали нового робота, основанного на конструкции «В2М»

Этот андроид был представлен публике в рамках японской выставки «ЭКСПО-70» и тоже привлек к себе внимание мировой общественности. А сам Вадим Мацкевич все это время занимался созданием «технических» игр для школьников написал две популярные книги: «Занимательная история робототехники» и «Как построить робот»

Мацкевич умер в 2013 году и в честь него был снят документальный фильм «Как один лейтенант войну остановил».

Где и кем востребованы профессии

Кем работать мехатронику и робототехнику, молодые специалисты решают после получения диплома бакалавра. Кто-то остается учиться дальше на платной основе, получает диплом магистра, который открывает более широкие перспективы.

Специальность дает возможность освоить наиболее актуальные в современном мире профессии:

• электроник;
• IT- специалист;
• кибернетик;
• конструктор;
• робототехник;
• системный программист.

Вышеперечисленные должности — одни из наиболее высокооплачиваемых в России и в мире. У мехатроника и робототехника зарплата в начале карьеры — 30000 руб. и выше. Оклад ведущих специалистов измеряется в шестизначных цифрах.

Плюсы и минусы мехатроники и робототехники как специальности

До того, как принимать окончательное решение о поступлении на обучение по специальности «Мехатроника и робототехника», следует основательно взвесить все «за» и «против» этого шага. К однозначно положительным сторонам данной специализации можно отнести следующие ее особенности:

• Высокие зарплаты. В сфере робототехники ведущие специалисты даже в России могут зарабатывать более 300 тыс. рублей в месяц, если участвуют в важнейших инфраструктурных проектах, военной или космической отрасли.
• Востребованность за рубежом. Эффективные специалисты по мехатронике и робототехнике с легкостью находят возможность для работы на международные корпорации и имеют превосходные перспективы для трудоустройства за границей с очень высоким уровнем заработной платы.
• Широкий спектр компетенций. Получив образование в рассматриваемой сфере, человек получает возможность работать не только непосредственно по направлению робототехники, но в целом становится компетентным в широкой сфере отраслей специалистом, что упрощает возможности по трудоустройству.
• Профессия будущего. Робототехника становится с каждым годом все более востребованной и высокооплачиваемой сферой деятельности, и поэтому выбор такого образования — хороший залог обеспечения себя трудоустройством и высокой оплатой труда не только сегодня, но и в будущем.

Конечно, есть у данного образовательного направления и ряд существенных недостатков, с которыми тоже лучше будет ознакомиться заранее. К минусам этой специализации можно отнести следующие факторы:

• Низкая востребованность на российском рынке труда. Непосредственно в сфере робототехники специалисты в Российской Федерации не слишком востребованы — и вакансий по прямому направлению деятельности сейчас крайне мало, а конкуренция на них очень высока.
• Слабая образовательная база. Так как мехатроника и робототехника является относительно новой специальностью, образовательные программы в этом направлении могут очень серьезно отличаться в зависимости от ВУЗа и часто не дают достаточного количества необходимых для успешного трудоустройства знаний и навыков.
• Большая конкуренция среди абитуриентов. Поступить на обучение по данному направлению может быть очень сложно, так как количество мест и ВУЗов, где изучается эта дисциплина, крайне ограниченно.