Фото: Александра Белова
Арсений Федоров, студент четвертого курса Самарского государственного технического университета и штатный лаборант кафедры Института автоматики и информационных технологий, воплощает этот подход на практике. В 2024 году он впервые столкнулся с особыми практическими задачами на соревнованиях на «Архипелаге» в Сахалине — этот опыт стал отправной точкой для дальнейшей работы: от участия в состязаниях и полевых испытаниях до организации университетских мероприятий и реализации грантового проекта. Совмещая учебу и лабораторную практику, Арсений участвует в разработке учебного дрона и исследует автономные навигационные системы без GPS.
Ключевой проект команды, в которой работает Арсений, — создание учебной платформы для студентов и школьников. Концепция предусматривает использование доступных аппаратных модулей в сочетании с собственной программной частью: алгоритмами навигации, инструментами обработки данных и образовательными интерфейсами. Цель — сделать платформу, которая будет приближена к реальным промышленным задачам, но при этом удобна для обучения.
Особое внимание уделяется системе навигации без GPS: она включает две камеры и бортовой компьютер, который в реальном времени обрабатывает видеопоток, строит трехмерную карту окружающего пространства (с применением технологии SLAM — Simultaneous Localization and Mapping, то есть одновременной локализации и построения карты) и рассчитывает положение аппарата. Полученные данные передаются на полетный контроллер — центральный узел управления, отвечающий за стабилизацию и управление моторами. Арсений подчеркивает, что здесь критически важны высокая скорость вычислений, компактность программного обеспечения и надежность каналов передачи данных: сбои в работе контроллера могут привести к аварии, поэтому команда уделяет особое внимание оптимизации кода и проверке совместимости компонентов.
«GPS может пропасть, его могут заглушить, он может подвести в самый ответственный момент. Программируя беспилотник без опоры на спутники, вы даете ему свободу действовать там, где другие беспомощны: в заброшенных туннелях, в глухих лесах, в зонах стихийных бедствий. Это шанс спасти чью‑то жизнь там, куда не дотягиваются спутники», — отметил Арсений.
При создании прототипов активно используются аддитивные технологии: 3D‑печать позволяет быстро изготавливать крепления, мелкие узлы и даже целые рамы, существенно сокращая цикл от идеи до испытания. При этом полетный контроллер остается самым капризным элементом: его интеграция с навигационными модулями и прошивками требует тщательной адаптации. Некорректное поведение контроллера может вызвать резкие, непредсказуемые маневры — поэтому инженеры тщательно тестируют разные варианты прошивок и алгоритмов, добиваясь стабильности работы в условиях помех и перегрузок.
Арсений видит множество перспективных сценариев использования дронов: инспекция линий электропередачи и высотных сооружений, обследование газопроводов и нефтепроводов, мониторинг труднодоступных территорий, поисково‑спасательные операции с применением компьютерного зрения для обнаружения людей, а также гибридные логистические решения, где наземные роботы и воздушные дроны действуют в единой экосистеме доставки. В Самарской области спрос на специалистов по БПЛА растет: появляются стартапы и промышленные структуры, которым нужны инженеры‑сборщики, разработчики ПО, наладчики и проектировщики. Однако развитие технологий сдерживают регуляторные факторы: снятие правовых барьеров и легализация широких полетов откроют новые возможности для внедрения проектов. Сам Арсений планирует продолжить образование в магистратуре, совмещая учебу с работой в лаборатории.
Другой яркий пример — история Людмилы Забродиной, студентки Поволжского государственного колледжа, осваивающей специальность «Эксплуатация беспилотных авиационных систем». Ее интерес к дронам появился в 16–17 лет: все началось со внутренних соревнований по программированию и управлению дронами в колледже, первые победы в которых стали отправной точкой. С тех пор она прошла путь от участницы школьных состязаний до призера региональных турниров.
«Когда ты в FPV-очках, создается эффект присутствия: ты буквально „внутри“ полета. Ты мгновенно реагируешь на то, что видишь: обходишь препятствие, ловишь момент для маневра, оцениваешь обстановку в реальном времени. Это вызывает сильный эмоциональный отклик — адреналин, восторг от точного контроля. Программирование БАС тоже может быть захватывающим, но там фокус смещен на логику, алгоритмы, работу с компонентами системы (датчики, контроллеры, протоколы связи)», — отметила Людмила.
Учебный процесс Людмилы сочетает теорию с широким спектром практических работ: она самостоятельно собирает и ремонтирует аппараты — от механической рамы до электронной начинки, выполняет пайку, подключает модули и датчики, настраивает микроконтроллеры и диагностирует неисправности. Частые поломки в ходе испытаний учат быстро реагировать: большинство проблем связано с конструктивными элементами и электронными соединениями, которые нужно оперативно восстанавливать. По мнению Людмилы, основа успеха — практические навыки: умение качественно паять и читать схемы, понимание назначения компонентов (резисторов, конденсаторов, микроконтроллеров), базовые навыки программирования (например, работа с языками Python или C++ для настройки сенсоров) и знание принципов работы датчиков (гироскопов, акселерометров, лидаров).
Людмила участвует и в соревнованиях по спортивному программированию — сравнительно новому направлению, появившемуся три года назад. В рамках состязаний участники создают программы для дронов, выполняющих конкретные функции: автономный полет по маршруту, обход препятствий или распознавание объектов. Это развивает алгоритмическое мышление и учит работать с реальными ограничениями техники. Она советует начинающим сочетать самообразование — просмотр обучающих роликов и практические сборки — с участием в конкурсах: так навыки оттачиваются в условиях, максимально близких к реальным задачам.
Для Людмилы карьерные перспективы очень гибкие: она рассматривает варианты продолжения образования в вузе, работы в промышленных цехах или сервисных службах, а также участия в съемочных проектах с применением дронов. Специальность востребована в агросекторе (мониторинг полей, распыление удобрений), геодезии (картографирование, съемка местности), мониторинге инфраструктуры (осмотр мостов, ЛЭП) и медиаиндустрии (аэрофотосъемка, кинопроизводство). Регулярные соревнования учат быстрой диагностике и устранению неисправностей, а также формируют умение работать в команде и нести ответственность за технику. «В отрасли это критически важно: от стабильности работы аппарата часто зависит успех всего проекта», — подчеркнула Людмила.
Истории Арсения и Людмилы наглядно показывают, как профильное образование и активная практическая позиция превращают интерес в профессиональную компетенцию. В условиях растущего спроса на специалистов по беспилотным авиационным системам такие практики подготовки напрямую отвечают потребностям рынка и дают молодым специалистам реальные возможности для развития карьеры в Поволжье.
Автор текста: Аполлинария Булыгина
Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.