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 предоставляете 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 электропередач 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 с 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).

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.