Бой роботов «Папочка»: как строят и побеждают умные машины-гладиаторы

Артем, давайте с самого начала. Кто вы? Как группа инженеров из «СберСервиса» и Мариинского театра вдруг оказалась на арене будущего?

Нас пятеро, все из Питера. Средний возраст — 30 лет. Лично я с детства болел боями роботов. Помните те шоу на Discovery? Я их запоем смотрел, а потом пытался клеить своих «монстров» из дерева и пластика. Мечтал когда-нибудь выйти на арену сам. Но признаюсь, когда несколько лет назад увидел российские соревнования, немного расстроился. Уровень не впечатлил, и я задумался об участии за границей, где сражаются титаны. Однако в 2023 году все изменилось: пришла государственная поддержка, и стало ясно — здесь зарождается что-то серьезное. Отказываться было уже нельзя.

Ключевой толчок дала жена. У нас годовалый ребенок, а проект требовал уйму времени. Но она сказала: «Ты же всю жизнь об этом мечтал. Давай!». После этого я собрал команду друзей и коллег. Никто из нас не был профессиональным роботостроителем. Кто-то точил детали, кто-то разбирался в машинах, но все мы горели идеей. И знаете что? Оказалось, что интуиция и опыт работы с «железом» — порой важнее диплома.

Так мы и начали — с нуля, с горящими глазами и кучей вопросов.

И сколько времени ушло на то, чтобы из идеи родился боевой робот?

Около 70% времени съедает проектирование. Мне пришлось с нуля осваивать программы для 3D-моделирования, и этот этап растянулся на четыре месяца. Было отчаянно тяжело: не хватало базовых данных. Вот, скажем, аккумуляторы. Все знают про литий-ионные и литий-полимерные. Но какие пиковые токи они выдают? Сколько продержатся в настоящем бою? Производители хранят молчание, а расчеты дают лишь приблизительные цифры.

То же с моторами и подшипниками: никто не знает, как они поведут себя на пределе. В общем, от чертежа до готовой машины прошло восемь месяцев. Потом были тесты, бои, доработки. Всего от старта проекта до выхода на международную арену «Игр будущего» — десять месяцев безумной работы.

Раскроете карты? Из чего сделан ваш «Папочка» и в чем его фишка?

Какие-то секреты есть у всех, но базовыми знаниями делиться просто необходимо. Например, я сразу скажу новичкам: берите литий-полимерные аккумуляторы. Только они дают нужную мощностную отдачу в компактном корпусе. Одна эта подсказка сэкономит вам недели проб и ошибок. Но тонкости, дающие преимущество, конечно, приберегают.

Конструкция нашего робота — открытая книга. «Папочка» симметричен и двусторонен. Переверни его — и он будет сражаться дальше, как ни в чем не бывало.

Стоп. Если симметрия так хороша, почему ее не используют все? В чем подвох?

В ограничениях. Такая конструкция «съедает» место и увеличивает массу — приходится жертвовать диаметром оружия или делать робота выше. Некоторые идут на компромисс, ставя с одной стороны маленькие колесики-подпорки. Но это не полноценная симметрия, а лишь костыль на случай переворота.

Корпус «Папочки» — из алюминиевого сплава Д16т, а внешняя броня — из стали Hardox. Знаете, из такой делают ковши для карьерных экскаваторов. Мы бы и весь робота из нее собрали, но есть лимит по весу. Двигателей четыре: два кастомных, по 15 кВт каждый, — на оружие, и два мотор-колеса от электросамокатов — на ходовую. Да, звучит просто, но это было вынужденное решение. Мы не успевали спроектировать свою ходовую с нуля. И знаете что? Эти колеса нас выручили, но с каждым боем требовали все новых доработок. В итоге от первоначального замысла не осталось почти ничего — все переделывали на ходу.

Наше главное орудие — вертикальный спиннер в форме асимметричной рамки. Его выточили из цельного куска стали Hardox весом 100 кг. Он раскручивается до 5000 об/мин. Такая форма дает огромный момент инерции при меньшем весе. И она широкая — площадь поражения больше. По-моему, на сегодня это один из самых эффективных дизайнов.

Кстати, оружие. На играх доминировали спиннеры и флипперы, причем последние часто проигрывали. Но куда делись топоры, молоты или эти драматичные «вскрыватели», что должны разрывать противника как консервную банку?

Все упирается в сложность. Спиннер в базовом виде — это просто стальной брусок на оси. Конструктивно проще некуда. Наша рамка — уже шаг в сторону, и она принесла кучу проблем. А вот сделать эффективный молот — это искусство. Нынешний мировой чемпион как раз с молотом, но там хитрая гибридная система: внутри ударной части скрывается спиннер. Сложно? Невероятно. Да и с обычным молотом проблема: робот должен выдерживать чудовищную отдачу от собственных ударов.

Зарубежные флипперы могут подбросить противника на 5 метров, наши пока — на полтора. Дело не в типе оружия, а в степени его проработки. К слову, горизонтальные спиннеры в легких весах — просто убийцы. Так что потенциал есть у всего, просто нужно дойти до сути.

Ваш финальный бой с индийским Godspeed стал легендой. «Папочка» горел, но не сдавался. Что там происходило внутри?

Важный момент: в бою вся электроника работает на пределе. Аккумуляторы и контроллеры постоянно на грани перегрева. Иначе не победить — нужны сверхусилия. В том финале уже через 20 секунд произошел лобовой удар спиннер о спиннер. У Godspeed скорость вращения 8000 об/мин! После удача у него погнуло ось и заклинило оружие. У нас ось устояла, но контроллер, управлявший спиннером, не выдержал перегрузки и «убил» сам себя, а заодно и соседа. Оружие вышло из строя.

А потом — тот самый кульминационный момент. Godspeed толкнул нас на шнекоротор арены. От удара загорелся один аккумулятор, а за ним и остальные, связанные с оружейной системой. Но ходовая была изолирована! Мы продолжили бой, маневрировали, набирали очки за агрессию и контроль. Я изучил манеру индийцев и начал их переигрывать: удар — отскок — снова удар. Мы были быстрее за счет мотор-колес, но у них — редукторы и цепная передача, тяга колоссальная. Брали хитростью. Возможно, по очкам агрессии мы были наравне, но по нанесенному урону они нас обошли. Вот такой нюанс решил все.

И что дальше? Куда будете развивать «Папочку» после такого опыта?

Мы получили звание «Новичок года» и право на участие в следующих «Играх будущего». Планов — громадье! Первое — уходим от мотор-колес к редукторной ходовой. Это даст надежность и тягу. Концепцию менять не будем: наша высокая, симметричная схема позволяет иметь оружие с большим размахом и наносить сокрушительные удары. Плоский робот, как у индийцев, маневреннее и устойчивее, но у нас — своя философия. Будем ее оттачивать. Ведь это только начало, согласны?