Программа «Компьютерные технологии управления в мехатронике и робототехнике» предлагает студентам глубокое погружение в область компьютерных технологий, связанных с управлением и программированием мехатронных и робототехнических систем.

Студенты изучат основные принципы управления и применение компьютерных технологий в решении задач мехатроники и робототехники. Программа обучения включает изучение различных языков программирования, а также алгоритмов и методов управления, используемых в мехатронике и робототехнике. 

Студенты имеют возможность освоить навыки по проектированию и разработке программного обеспечения для управления мехатронными системами и роботами. Они изучат принципы взаимодействия механических, электронных и программных компонентов системы, а также научатся эффективно использовать датчики и актуаторы в процессе управления.

По окончании программы студенты будут готовы к работе в области мехатроники и робототехники, как разработчики программного обеспечения, инженеры по управлению системами, а также исследователи и консультанты в этой области. Программа предоставляет возможность получения дополнительных сертификатов и участия в проектах и исследованиях, связанных с мехатроникой и робототехникой.

На кафедре 32 Электромеханики и робототехники созданы все условия, при которых обучающиеся смогут применять полученные ими теоретические знания в ситуациях практической деятельности, развивать универсальные, общепрофессиональные и профессиональные компетенции, предусмотренные образовательной программой. Уникальные отличия образовательной программы:

1. Основной акцент программы сделан на обучение студентов особенностям разработки и управления мехатронными и робототехническими системами. Студенты изучат современные технологии, применяемые в производственных процессах – искусственный интеллект, машинное обучение, интернет вещей и компьютерное зрение, получат знания о том, как применять эти технологии при создании новых и эксплуатации робототехнических систем.
2. Студентам в рамках элитарной подготовки по ядерной образовательной программе предоставляется возможность углубленного освоения обучающимися профессиональных компетенций и выбора индивидуальной траектории обучения на дисциплинах (модулях) общего / управленческого / исследовательского трека. Треки образовательной программы разделены по этапам жизненного цикла технических систем (исследование, разработка, производство, эксплуатация, утилизация). Модель индивидуализации строится на базе следующих ключевых механизмов: выбор и углубление в рамках выбранного направления и направленности. Выбор трека производится путем выбора пула дисциплин трека (элективных и факультативных).
3. В процессе освоения образовательной программы обучающимся предоставляется возможность развития творческого и научного потенциала при участии в проектной деятельности на кафедре и в специализированных лабораториях Инженерной школы по реальным задачам индустриальных и технологических партнеров, входящих в консорциум «Инженерное образование».
4. В рамках работы Политехнического класса Инженерной школы ГУАП предусмотрена педагогическая практика магистрантов путем взаимодействия в качестве научных руководителей с талантливыми школьниками, что поможет выпускникам приобрести навыки академической деятельности и ораторского искусства.
5. Ежегодно в Институте киберфизических систем проводится международная научно-техническая конференция по электромеханике и робототехнике «Завалишинские чтения», участие в которой позволяет студентам публиковать результаты своих научных исследований в сборниках статей, индексируемых наукометрическими базами данных РИНЦ и Scopus.

Кафедра 32 активно занимается привлечением новых индустриальных и технологических партнеров с различными моделями взаимодействия, в том числе направлением на производственную практику студентов. Заключены договоры о практической подготовке с более 100 профильными предприятиями. Наличие тесных связей с предприятиями-партнерами консорциума «Инженерное образование» обуславливает востребованность студентов, обучающихся по направлению подготовки 15.04.06 «Мехатроника и робототехника». Это даёт возможность выпускнику выбирать места прохождения производственных практик с различными условиями и направленностью.

Образовательная программа поддерживается профильными лабораториями Инженерной школы ГУАП: лабораторией робототехники, лабораторией беспилотных авиационных систем, лабораторией интернета вещей, лабораторией искусственного интеллекта, лабораторией новых производственных технологий, образовательной фабрикой «ГУАП-Алмаз-Антей», где обучающиеся занимаются проектной и исследовательской деятельностью.

В рамках проектной деятельности партнеры формируют названия проектов для выполнения обучающимися в рамках образовательной программы и кейсовые задания для проведения хакатонов и иных соревновательных мероприятий.

Студенты проходят практику как на кафедре во время проведения занятий, так и на базе предприятий – индустриальных партнеров и научно-исследовательских организаций.

Студенты кафедры электромеханики и робототехники в течение учебного года активно участвуют в работе студенческого конструкторского бюро «Силовые машины – ГУАП» Инженерной школы, которое осуществляет подготовку обучающихся в области проектирования и моделирования узлов электрических машин. Для обучения студентов используется современное программное обеспечение NX Siemens и Teamcenter, которое применяется большинством крупных компаний, занимающихся производством электрических машин.

В процессе обучения участники СКБ выполняют кейсы, связанные с оцифровкой чертежей и проектирования базовых узлов. После получения навыков работы с программным обеспечением студентам ставятся уже реальные задачи по проектированию и моделированию напрямую от технологического партнера ПАО «Силовые Машины».

Студенты могут заключить целевой договор с ПАО «Силовые Машины» и получать дополнительную стипендию от предприятия.

Направления научных исследований и работа над актуальными проектами:

• Мехатроника и робототехника
• Автоматизация и IT
• Применение РТС для решения электроэнергетических задач
• Информационная и кибербезопасность
• Алгоритмы искусственного интеллекта, цифровые технологии
• Информационные системы и технологии

Темы ВКР студентов:

• Система дистанционного управления роботом-разведчиком;
• Разработка и оптимизация алгоритмов управления для мультиагентной робототехнической системы;
• Переносная метеостанция с функцией прогнозирования погоды;
• Применение методов искусственного интеллекта для адаптации РТС на производстве;
• Разработка метода формирования виртуальных киберфизических пространств для тестирования БПЛА мультироторного типа;
• Разработка высокоточного лазерного инклинометра;
• Разработка автоматизированной системы упаковки продукции;
• Разработка модельного пространства и алгоритмов управления робототехническим средством в городских условиях;
• Разработка аппаратной платформы для облачной системы голосового оповещения;
• Разработка ЧПУ-принтера для печати маркировки приборных панелей;
• Разработка программного робота для информационной поддержки принятия управленческих решений;
• Разработка полетного контроллера для группового управления БПЛА самолетного типа.

Хакатоны и соревнования, в которых могут участвовать студенты:

• чемпионат в сфере цифровых технологий DigitalSkills
• чемпионат BRICS Future Skills Challenge
• хакатон по созданию системы конфигурации полетных заданий
• кейс-турнир «IT профессии будущего: инженер по тестированию»
• конкурс профессионального мастерства по развитию навыков промышленных роботов между Шэньянским технологическим институтом и дружественными Российскими вузами
• «Битва роботов»
• хакатон по искусственному интеллекту
• акселератор ГУАП

Примеры проектной деятельности:

• Киберфизическая система диагностики воздушных линий электропередачи
• Сегментация и обнаружение объектов с использованием искусственного интеллекта для решения задач робототехники
• Групповая робототехника на базе мобильных роботов MGBot
• Внедрение алгоритмов ИИ в решения по обеспечению информационной безопасности распространяемых видеоматериалов и распознавания случаев дипфейков
• Внедрение алгоритмов ИИ в решения по обеспечению безопасности корпоративной информации и средства по защите от утечек информации (DLP-систем)
• Разработка программы предиктивной аналитики поведения цены на ценные бумаги на примере российских компаний по информационным технологиям
• Разработка БпЛА для аэромониторинга
• Разработка распределенной системы управления "Групповая робототехника"

Результатами исследований коллектива сотрудников и студентов кафедры 32 являются научные труды в сборниках и журналах, индексируемых в ВАК, Scopus, WoS и РИНЦ, а также их представление на научных конференциях:

• «Завалишинские чтения»;
• «Волновая электроника»;
• «Метрологический форум» и др.

За время обучения студенты получают следующие профессиональные компетенции:

1. Способность анализировать новые направления исследований в области мехатроники и робототехники:

• знает научные проблемы по тематике проводимых исследований;
• умеет применять основные методы математического аппарата при построении математических моделей мехатронных и робототехнических систем, их подсистем и отдельных элементов, модулей;
• владеет навыками проведения анализа новых направлений исследования в области мехатроники и робототехники.

2. Способность применять результаты научно-исследовательских работ в практической части профессиональной деятельности:

• знает отечественную и международную нормативную базу в области профессиональной деятельности;
• умеет применять актуальную нормативную документацию в области РТС;
• умеет выполнять поиск сведений об интеллектуальной собственности и оформляет документы для получения патентных свидетельств и свидетельств регистраций программ для электронных вычислительных машин и баз данных;
• владеет навыками анализа возможных областей применения результатов научно-исследовательских работ.

3. Способность организовать и выполнять работы по проектированию и конструированию РТС:

• знает принципы организации и состав программного обеспечения для обработки информации и управления в мехатронных и робототехнических системах;
• умеет рассчитывать статические и динамические характеристики и моделировать системы управления мехатронных и робототехнических систем с учетом реальных условий эксплуатации;
• умеет рассчитывать технико-экономическую эффективность разрабатываемых решений;
• умеет рассчитывать и выбирать основное и вспомогательное оборудование мехатронных и робототехнических систем;
• владеет стандартными программами САПР для проектирования модулей мехатронных и робототехнических систем и инженерными методами их конструирования.

4. Способность разрабатывать структуру управления манипуляторов и роботов:

• знает принципы работы, технические характеристики манипуляторов и роботов;
• умеет разрабатывать манипуляторы роботов и их мехатронное обеспечение;
• владеет навыками оформления сопроводительной документации на варианты компоновки манипуляторов и роботов.

Название области трудовой деятельности выпускника:

• производство машин и оборудования (в сферах: автоматизации, механизации и роботизации производства);
• производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования (в сфере определения технических характеристик новой техники);
• сквозные виды профессиональной деятельности в промышленности (в сфере научных исследований).

Выпускники, освоившие образовательную программу, готовы решать задачи профессиональной деятельности следующих типов:

• научно-исследовательский;
• проектно-конструкторский.

Большинство выпускников работают по специальности или в близких областях на следующих профильных предприятиях, занимающихся проектированием, производством и эксплуатацией робототехнических систем и комплексов.

Также выпускники могут вести профессиональную деятельность в службах диспетчерского управления, энергосбытовых компаниях, электростанциях любых типов; технопарках промышленных энергетических предприятий.

Кем могут работать студенты-выпускники по данной специальности:

• инженер-конструктор;
• инженер-проектировщик;
• инженер-схемотехник;
• инженер электронной техники;
• кибернетик;
• разработчик программного обеспечения;
• проектировщик мобильной робототехники;
• проектировщик промышленной робототехники;
• робототехник;
• проектировщик-эргономист роботизированных систем;
• ведущий инженер;
• младший научный сотрудник;
• заведующий лабораторией / отделом.

Выпускники кафедры занимают ведущие позиции на отраслевых предприятиях. Большинство выпускников работают по специальности или в близких областях на следующих профильных предприятиях, занимающихся проектированием, производством и эксплуатацией робототехнических систем и комплексов:

• АО "Обуховский завод" – уникальное многопрофильное машиностроительное предприятие, специализирующееся на изготовлении изделий с механическими, гидромеханическими и электромеханическими приводами. Предприятие обладает мощными производственными, конструкторскими и испытательными комплексами, позволяющими выполнять полный цикл изготовления новых высокотехнологичных и наукоемких изделий: от разработки конструкторской документации до запуска в серийное производство;
• СПб ФИЦ РАН – основные направления деятельности ФИЦ РАН неразрывно связаны с развитием информационного общества и экономики России, в частности, с созданием интеллектуальных интегрированных систем поддержки принятия решений, комплексного моделирования, автоматизации мониторинга и управления информационными процессами в сложных системах; многомодальных пользовательских интерфейсов  в человеко-машинных и робототехнических комплексах; технологическими основами информационной и кибербезопасности, постквантовых криптосистем; развитием интеграционных процессов в региональных агропромышленных комплексах;
• ООО "МГБот" – компания занимается разработками в области интернета вещей, производит образовательные наборы и электронные компоненты для изучения Интернета вещей и робототехники, позволяющие существенно расширять и углублять общеобразовательную программу в концепции конвергентного подхода к обучению. Образовательные наборы ориентированы на обучение принципам работы умных устройств и систем, служащих для комфорта и безопасности профессиональной и повседневной деятельности человека;
• ООО "Макро Солюшнс" – является лидером в области разработки робототехнических комплексов, в том числе на основе отечественных процессоров. Особенность деятельности - индивидуальные робототехнические решения по промышленной автоматизации отечественных и зарубежных производств в различных отраслях, внедрение на предприятии концепции «Индустрии 4.0».

Направления для продолжения обучения:

Аспирантура по специальности 2.5.4 Роботы, мехатроника и робототехнические системы.

На базе полученного образования выпускник сможет самостоятельно осваивать необходимые ему в профессиональной деятельности новые теоретические и прикладные области знаний