Мехатроника и мобильная робототехника что это
Что такое мехатроника и робототехника
Мехатроника и робототехника
Когда говорят о создании роботов и автоматизированных систем, два родственных направления инженерной мысли — мехатроника и робототехника — часто упоминаются вместе. У этих дисциплин общие корни, а цели и методы переплетаются.
мехатроника и робототехника
Поэтому и специальность, в которой будущие инженеры могут найти себя, носит двойное название. Термин «робототехника» зачастую понятен даже тем, кто далек от науки. Попробуем разобраться, что из себя представляет мехатроника и почему она неотделима от роботостроения.
Происхождение термина
Основы мехатроники были заложены гораздо раньше, чем эта отрасль знания обрела имя. Она появилась в результате слияния достижений двух других областей — механики и электроники. В 1930-х годах зарубежные конструкторы ввели термин «электропривод», который использовался для обозначения механических устройств, работающих на электроэнергии. Их использовали в ходе автоматизации промышленных процессов.
Слово «мехатроника» придумано в 1969 году компанией «Yaskawa Electric Corp.» в Японии, в 1972 стало торговой маркой фирмы.
Термин подхватили во всех странах мира, поэтому годы спустя владельцы решили сделать его общественным достоянием. В России новое понятие вошло в научный обиход в 1990-е годы.
Чем занимается мехатроника
Первоначальная задача мехатроники — сконструировать механизм, который приводится в движение с помощью электричества и управляется программно. Со временем перед специалистами вставали новые проблемы, для решения которых приходилось искать ответы в других областях науки. Теперь сложные мехатронные системы должны не просто двигаться, подчиняясь командам компьютера, но и собирать и анализировать внешние данные, делать соответствующие выводы и менять свое поведение, используя встроенные алгоритмы.
системы мехатроники
Обязательно предусматривается возможность взаимодействия с оператором. Все компоненты такой системы связаны воедино, обмениваются информацией и энергией. Но соединить разнородные детали и снабдить их источником питания недостаточно: мехатронная система должна обладать новыми особенностями, не характерными для ее звеньев, чтобы эффективно функционировать.
Автоматы, способные передвигаться и реагировать на внешнюю среду, обладающие зачатками искусственного интеллекта, заставляют вспомнить и о роботах. В самом деле, робототехника — одно из направлений мехатроники. Поэтому современная мехатроника и робототехника изучаются в комплексе, чтобы будущие специалисты реализовали свои таланты в разных отраслях, занимались как сугубо теоретическими задачами, так и решали производственные вопросы.
Эти ветви знания с каждым днем все сильнее влияют на нашу повседневную жизнь. Сферы их применения не ограничиваются промышленностью, военными операциями, космическими исследованиями, работой с опасными веществами и представлениями с участием андроидов и зооморфных роботов.
Компьютеры, стиральные машины и другая бытовая техника, кресла для инвалидов, офисное оборудование, автопилот и система автоматической парковки в машине, тренажеры-симуляторы для медиков, пилотов и водителей — в создании и совершенствовании этих приспособлений проявили себя профессионалы от роботостроения и мехатроники.
Подготовка специалистов
Желающие получить специальность «Мехатроника и робототехника» должны изучить ряд гуманитарных, естественнонаучных, точных и технических дисциплин, поскольку это направление черпает идеи и решения из других разделов человеческого знания. Освоить программирование, электронику, инженерное дело, кибернетику, механику, принципы математического и автоматического управления, электротехнику, детали и схемы мехатронных модулей, гидравлику и другие предметы важно не только в теории.
кем работать по специальности мехатроника и робототехника
Много времени уделяется и ручной работе, сборке моделей разной степени сложности. Развитая фантазия и неистощимое любопытство помогут одолеть нелегкий путь. Владение иностранным языком позволит находить актуальные сведения и сделает будущего конструктора востребованным специалистом на родине и за рубежом, что означает заманчивые перспективы и заработок выше среднего.
Где, как и кем работать
Выпускник сможет проектировать составные части и целые мехатронные системы, разрабатывать для них документацию и оформлять патенты, собирать, испытывать, совершенствовать, корректировать и чинить механизмы. Также можно заняться исследовательской работой или преподаванием, ведь наука не стоит на месте, а передавать знания нужно и новому поколению коллег, и работникам других отраслей, в которых используются автоматы и роботы.
Перспективы и заработок инженеров зависят от опыта и сферы деятельности. Заработная плата варьируется: молодой техник может рассчитывать на 30 тысяч рублей, при наличии опыта доход в два раза больше, а для высококвалифицированного разработчика — до 100 тысяч и выше, особенно на руководящей должности. При наличии деловой хватки возможно открытие собственного дела.
Будь то частное или государственное предприятие, производственное, коммерческое, научное или образовательное учреждение, работа найдется всегда: мехатроников и робототехников не хватает, в дальнейшем спрос на них будет расти, а свежие силы требуются в любой области, где не обойтись без высоких технологий.
Мехатроника и мобильная робототехника
Инженер-мехатроник: где выучиться и куда пойти работать?
Что такое мехатроника
Сама по себе мехатроника далеко не новое явление. Она зародилась примерно в середине XX века, когда были описаны механизмы, способные выполнять определенные манипуляции в пространстве по заранее написанной программе. В целом же, мехатроника представляет собой сплав двух прикладных дисциплин – механики и электроники. Иными словами, эта инженерная наука посвящена созданию сложных устройств, которые способны выполнять задачи по определенному алгоритму.
Типичный пример – это конвейерные роботы и манипуляторы. Их часто применяют, например, в автомобилестроении: точечная сварка деталей кузова, грунтовка и покраска деталей, автоматическая штамповка и перенос деталей и т.д.
Ещё более типичный пример – это обычный персональный компьютер. В его составе тоже много механических подвижных частей, которые управляются специальными программами, например, жесткий диск, вентиляторы охлаждения, оптический привод дисковода и т.д.
При этом мехатроника самым тесным образом связана с робототехникой. При обучении студентов образовательная дисциплина почти всегда называется «Мехатроника и робототехника». Наблюдается также некоторая путаница: роботами сегодня называют все механизмы, способные к выполнению задач без прямого участия человека. Будь то станки с ЧПУ, манипуляторы, механизмы автоматической сварки – всё это роботы, состоящие из нескольких мехатронных модулей.
Источник фото pch-vector/freepik
Чем занимается инженер-мехатроник?
Итак, инженер-мехатроник – это специалист, который занимается разработкой механизмов, а также специальных компьютерных программ, управляющих этими механизмами по заранее заданному алгоритму.
В целом, направлений работы у таких специалистов три:
написание специальных программ для управления роботами, разработка алгоритмов машинного обучения;
обслуживание и настройка мехатронных систем.
На практике же любой мехатроник одновременно является и робототехником. Более конкретно его обязанности можно перечислить в нескольких пунктах:
моделирование и проектирование мехатронных систем;
подбор нужных материалов для будущего механизма;
контроль за работой техников, участие в монтаже;
пуск и ввод в эксплуатацию готового механизма;
организация работ по обслуживанию робота или мехатронной системы;
настройка и отладка программного обеспечения;
ведение необходимой документации (проектно-сметных работ, отчетов по пуску и наладке оборудования, работе систем и т.д.);
обучение техников-специалистов, которые управляют роботом;
контроль за наличием запасных частей и расходных материалов для робота.
Как видим, обязанностей много и большая их часть связана непосредственно с работой на производстве. Большая часть инженеров-мехатроников задействована именно в промышленной сфере.
Другие места работы – это научные центры, где разрабатываются прототипы новых и перспективных машин. При этом одни инженеры-мехатроники отвечают за разработку механических частей, другие за создание печатных плат и микросхем, третьи – за написание программ.
Где выучиться на инженера-мехатроника?
Профессия инженера предполагает наличие высшего технического образования. Мехатроники и робототехники не исключение. Подобных специалистов готовят инженерно-технические вузы, причем не только гражданские, но и военные. Направления при этом могут называться по-разному:
Физика и робототехника;
Промышленная и специальная робототехника;
Приводы робототехнических и мехатронных систем;
Мехатронные системы в роботизированном производстве;
Технологическая мехатроника и робототехника.
Обучение производится по программам специалитета и бакалавриата с дополнительным обучением в магистратуре.
Источник фото freepik
Вакансии для инженеров-мехатроников на рынке труда, уровень зарплаты
Профессия инженера-мехатроника достаточно востребована у работодателей, однако, при этом большая часть вакансий сосредоточена преимущественно в регионах с развитым машиностроением. Это Самарская область, Подмосковье, Ленинградская область, Пермский край, Республика Татарстан и т.д.
При этом сама позиция может называться по-разному. Чаще всего работодателям нужны сервисные инженеры с познаниями в мехатронике и робототехнике, то есть специалисты по обслуживанию, ремонту и пусконаладке промышленных роботов.
Вот наиболее типичный список требований к таким работникам с сайтов объявлений:
навыки программирования (преимущественно на языке C++ и C#);
высшее техническое образование;
опыт работы с промышленным оборудованием и ввода в эксплуатацию комплексных автоматизированных систем;
готовность к периодическим командировкам;
знание английского языка (в том числе технического).
Как видим, на позицию инженера-мехатроника требуются уже опытные люди. При этом наличие высшего образования для работодателя обязательный, но не первостепенный критерий. Хорошим инженерам с опытом до 3 лет на предприятии готовы платить до 60 тысяч рублей, с опытом от 5 лет – порядка 80 тысяч рублей.
Изредка попадаются вакансии для соискателей без опыта, однако, чаще всего их определяют либо в стажеры, либо в помощники сервис-инженера.
Плюсы и минусы работы инженером-мехатроником
интересная работа, связанная с техническим творчеством;
карьерный рост и самореализация;
официальное трудоустройство по Трудовому кодексу;
работодатели – как правило, крупные промышленные компании с известным именем;
стажировки и обучение за счет компании (в том числе за рубежом).
необходимость постоянно совершенствовать знания и непрерывно самообучаться;
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.
В действительности робототехника — одно из подразделений мехатроники, и указанные дисциплины изучаются в комплексе. Это позволяет готовить специалистов, способных решать теоретические задачи и с успехом справляться с производственными вопросами.
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:
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:
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:
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:
Подготовка кадров
Мехатроника и робототехника — дисциплины, которые черпают знания из точных, естественных и гуманитарных наук. Желающие освоить профессию сталкиваются с необходимостью изучить множество дисциплин.
Среди них такие направления:
При обучении специалистов робототехнике преподаватели много времени уделяют конструкторской работе и сбору моделей разной степени сложности.
Преодолеть тернистый путь и стать профессионалом в этой области молодым людям помогают пытливый ум, стремление к инновационным и нестандартным решениям, глубокие знания прикладных дисциплин, желание опережать время. Хорошим подспорьем станет знание английского языка. Оно открывает возможность найти хорошо оплачиваемую работу за рубежом.
Где учиться по специальности мехотроника и робототехника, зависит от города проживания, результатов ЕГЭ, финансовых возможностей будущего абитуриента. Обучение ведут столичные и региональные ВУЗы.
В Москве абитуриентов ждут:
Профильные факультеты занимаются подготовкой специалистов высокого класса, способных работать со сложными техническими агрегатами и комплексами, используемыми для выполнения определенных функций. Молодые кадры также ориентированы на научно-исследовательскую работу, проектирование сложных роботизированных механизмов. Они проходят курс подготовки управления существующей техники, оттачивают организаторские способности.
Продолжительность очного обучения на бакалавриате — 4 года, заочного — 5 лет.
Навыки молодых специалистов
ВУЗы обучают широкому спектру навыков. Освоив стандартную программу, молодые специалисты приступают к работе по специальности.
Успех в своем деле им гарантируют такие умения:
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:
На рынке труда эти профессии очень востребованы. Предприятия приглашают как теоретиков, проектирующих новые идеи, так и практиков, благодаря которым проекты воплощаются в жизнь.
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.
Преимущества окончания магистратуры
Балакавриат нередко приравнивают к колледжу. Обучение в магистратуре идет по более углубленным программам. Магистры являются более подготовленными, технически подкованными, что дает им преимущество не только при трудоустройстве, но и в оплате труда.
К другим достоинствам магистратуры можно отнести:
Есть нехватка профессиональных кадров, поэтому на работу охотно берут самородков, которые демонстрируют достаточный уровень практических навыков и умений. Однако это не исключает дальнейшего обучения.
Мехатроники трудятся над разработкой неизвестных систем, развивают стартапы, становятся частью команд научных институтов, частных и государственных предприятий.
Отзывы учащихся и работающих
Учусь на третьем курсе УГАТУ на факультете «мехатроника и роботостроение». Эта профессия для ребят, неравнодушных к науке и технике. За время учебы у меня 4 научные работы, участие в олимпиадах и студенческих веснах. Учеба довольно сложная, из-за чего самые нестойкие ребята уже отсеялись. Но я люблю трудности, очень хочу получить востребованную профессию и зарабатывать достойно.
Сын два года назад закончил вуз по специальности 220402 «Роботы и робототехнические системы» со специализацией «Информационное обеспечение робототехнических систем». По окончании — несколько предложений, одно другого лучше. Выбрал известный столичный завод. Растет по карьере. Специалистов толковых и правда не хватает.
Жалею, что раньше такой специальности 10 лет назад не было и близко, Работаю на производственном предприятии. Завезли станки и оборудование, которыми никто не смог управлять. Пригласили молодых выпускников вузов. Толковые ребята. И зарплатой, видно, не обидели. Сыну 14 лет, но уже сейчас толкуем с ним, что стоит пойти учиться на мехотроника.
Мехатроника и робототехника — что за профессия, где учиться и кем работать
Во время стремительного развития новых наук получают актуальность прогрессивные специальности, среди которых мехатроника и робототехника. Что это за профессии и насколько они актуальны в современной жизни, можно судить по комфорту, который создают для людей освоившие их специалисты. В настоящее время отрасли активно развиваются, привлекают новые умы для инновационных открытий и дальнейшего прогресса.
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.
В действительности робототехника — одно из подразделений мехатроники, и указанные дисциплины изучаются в комплексе. Это позволяет готовить специалистов, способных решать теоретические задачи и с успехом справляться с производственными вопросами.
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:
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:
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:
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:
Подготовка кадров
Мехатроника и робототехника — дисциплины, которые черпают знания из точных, естественных и гуманитарных наук. Желающие освоить профессию сталкиваются с необходимостью изучить множество дисциплин.
Среди них такие направления:
При обучении специалистов робототехнике преподаватели много времени уделяют конструкторской работе и сбору моделей разной степени сложности.
Преодолеть тернистый путь и стать профессионалом в этой области молодым людям помогают пытливый ум, стремление к инновационным и нестандартным решениям, глубокие знания прикладных дисциплин, желание опережать время. Хорошим подспорьем станет знание английского языка. Оно открывает возможность найти хорошо оплачиваемую работу за рубежом.
Где учиться по специальности мехотроника и робототехника, зависит от города проживания, результатов ЕГЭ, финансовых возможностей будущего абитуриента. Обучение ведут столичные и региональные ВУЗы.
В Москве абитуриентов ждут:
Профильные факультеты занимаются подготовкой специалистов высокого класса, способных работать со сложными техническими агрегатами и комплексами, используемыми для выполнения определенных функций. Молодые кадры также ориентированы на научно-исследовательскую работу, проектирование сложных роботизированных механизмов. Они проходят курс подготовки управления существующей техники, оттачивают организаторские способности.
Продолжительность очного обучения на бакалавриате — 4 года, заочного — 5 лет.
Навыки молодых специалистов
ВУЗы обучают широкому спектру навыков. Освоив стандартную программу, молодые специалисты приступают к работе по специальности.
Успех в своем деле им гарантируют такие умения:
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:
На рынке труда эти профессии очень востребованы. Предприятия приглашают как теоретиков, проектирующих новые идеи, так и практиков, благодаря которым проекты воплощаются в жизнь.
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.
Преимущества окончания магистратуры
Балакавриат нередко приравнивают к колледжу. Обучение в магистратуре идет по более углубленным программам. Магистры являются более подготовленными, технически подкованными, что дает им преимущество не только при трудоустройстве, но и в оплате труда.
К другим достоинствам магистратуры можно отнести:
Есть нехватка профессиональных кадров, поэтому на работу охотно берут самородков, которые демонстрируют достаточный уровень практических навыков и умений. Однако это не исключает дальнейшего обучения.
Мехатроники трудятся над разработкой неизвестных систем, развивают стартапы, становятся частью команд научных институтов, частных и государственных предприятий.
Отзывы учащихся и работающих
Учусь на третьем курсе УГАТУ на факультете «мехатроника и роботостроение». Эта профессия для ребят, неравнодушных к науке и технике. За время учебы у меня 4 научные работы, участие в олимпиадах и студенческих веснах. Учеба довольно сложная, из-за чего самые нестойкие ребята уже отсеялись. Но я люблю трудности, очень хочу получить востребованную профессию и зарабатывать достойно.
Сын два года назад закончил вуз по специальности 220402 «Роботы и робототехнические системы» со специализацией «Информационное обеспечение робототехнических систем». По окончании — несколько предложений, одно другого лучше. Выбрал известный столичный завод. Растет по карьере. Специалистов толковых и правда не хватает.
Жалею, что раньше такой специальности 10 лет назад не было и близко, Работаю на производственном предприятии. Завезли станки и оборудование, которыми никто не смог управлять. Пригласили молодых выпускников вузов. Толковые ребята. И зарплатой, видно, не обидели. Сыну 14 лет, но уже сейчас толкуем с ним, что стоит пойти учиться на мехотроника.