Инженеры-механики создают «умного второго пилота» для автомобилей (ВИДЕО)
Открытое поле в Сейлайне в Мичигане усеяно бочками и конусами, которые формируют полосу препятствий для нового автомобиля. Водитель, находясь неподалеку, дистанционно определяет курс автомобиля, а в это время за ним наблюдает исследователь. Иногда ученый говорит водителю выровнять колеса – и тогда кажется, что траектория автомобиля не позволит ему разминуться с бочкой. Но, несмотря на действия водителя, транспортное средство само объезжает препятствия, передавая контроль обратно водителю, как только опасность миновала.
Этот маневр возможен благодаря новой полуавтономной системе безопасности, разработанной Стерлингом Андерсоном - аспирантом факультета машиностроения Массачусетского технологического института, и Карлом Иагнеммой - главным исследователем Группы по созданию подвижных роботов Массачусетского технологического института.
Система использует бортовую камеру и лазерный дальномер, чтобы определять опасности вблизи автомобиля. Команда разработала алгоритм для анализа данных и определения безопасных зон - например, чтобы объезжать бочки на поле или другие автомобили на шоссе. Система позволяет водителю контролировать транспортное средство, при этом она берет управление на себя, когда шофер вот-вот покинет безопасную зону.
Андерсон, который тестирует систему в Мичигане с сентября прошлого года, называет ее «умным вторым пилотом», который контролирует работу водителя и вносит незаметные корректировки, чтобы не позволять транспортному средству сталкиваться с препятствиями или находиться в пределах безопасных зон, таких как полоса движения или открытое пространство.
«Настоящее новшество заключается в том, что теперь автомобиль разделяет управление с вами, - говорит Андерсон. - Если вы хотите управлять, то он просто… будет следить за тем, чтобы вы ни с чем не столкнулись».
Группа представила подробности новой системы безопасности на днях на Симпозиуме интеллектуальных транспортных средств в Испании.
Дистанционная полуавтономная система безопасности. Фото с сайта phys.org
Свернуть с накатанных путей
Исследования в области робототехники в последние годы сосредоточились на разработке систем – начиная от автомобилей, заканчивая медицинским оборудованием и промышленными машинами, - которыми могут управлять как роботы, так или люди. По большей части такие системы работают по заранее определенным программами путям.
В качестве примера Андерсон называет технологию самостоятельной парковки автомобилей. Чтобы осуществить параллельную парковку, водитель включает систему и убирает руки с руля. Затем автомобиль самостоятельно паркуется, следуя заранее определенному пути, который основывается на расстоянии между соседними автомобилями.
В то время как такой заранее определенный маршрут может хорошо работать в ситуации с парковкой, Андерсон говорит, что, когда дело доходит до управления автомобилем, один или даже многочисленные пути слишком ограничивают.
«Проблема в том, что люди не мыслят таким образом, - говорит Андерсон. - Во время управления автомобилем, вы не выбираете всего один маршрут и затем слепо следуете ему. Как правило, когда вы видите полосу движения или автостоянку, вы говорите: «Вот область безопасной езды, вот та часть шоссе, которую я могу использовать, и я не собираюсь волноваться о том, чтобы оставаться на определенной линии, пока я благополучно нахожусь на шоссе и избегаю столкновений».
Андерсон и Иагнемма внедрили эту точку зрения в свою автоматизированную систему. Команда придумала способ для определения безопасных зон, или «гомотопий», а не конкретные маршруты для езды. Вместо того чтобы планировать индивидуальные маршруты на шоссе, исследователи разделили окружающее автомобиль пространство на треугольники, определенные края которых представляют собой препятствие или границу полосы движения.
Исследователи разработали алгоритм, который «ограничивает» примыкающие к препятствию края, позволяя водителю вести автомобиль по любому краю треугольника, кроме тех, которые ограничены. Если водитель рискует пересечь ограниченный край, например если он заснул за рулем и вот-вот столкнётся с барьером или препятствием, система включается, направляя автомобиль назад в безопасную зону.
Создание доверия
К настоящему времени команда провела более чем 1200 испытаний системы, и столкновения были немногочисленными; большинство из них произошло тогда, когда неполадки в камере автомобиля не позволили определить препятствие. По большей части система успешно помогла водителям избежать столкновений.
Бенджамин Солтсмен, менеджер технологии и инноваций в области интеллектуальных грузовых автомобилей в Eaton Corp. говорит, что у системы есть несколько преимуществ перед полностью автономными вариантами, такими как самоуправляемые автомобили, разработанные Google и Ford. Такие системы, говорит он, перегружены дорогостоящими датчиками и требуют огромного количества вычислений для планировки безопасных маршрутов.
«Смысл системы Андерсона в том, что она легче с точки зрения датчиков и вычислительных требований, чем полностью самоуправляемое транспортное средство,- говорит Солтсмен, который не участвовал в исследовании. - Это упрощение делает ее намного менее дорогостоящей и более вероятной с точки зрения потенциального внедрения».
В экспериментах Андерсон также наблюдал интересную человеческую реакцию: те, кто доверяет системе, склонны показывать лучшие результаты, чем те, кто не доверяет ей. Например, когда водителей просили держать колеса прямо, даже перед возможным столкновением, те водители, которые доверяли системе, проезжали маршрут более быстро и уверенно, чем те, кто опасался системы.
А как бы действовала система, если бы водитель не знал, что она работает? «Вы, вероятно, просто подумали бы, что вы - талантливый водитель, - говорит Андерсон. - Вы сказали бы: «Эй, я сделал это», даже не зная, что автомобиль вносит изменения негласно, чтобы убедиться, что транспортное средство остается безопасным, независимо от вашего участия».
Он признает, что система - это не всегда хорошая вещь, особенно для людей, которые учатся водить; это может закончиться тем, что новички будут думать, что они водят лучше, чем в действительности. Без негативного опыта эти водители могут фактически стать менее квалифицированными и дольше зависеть от помощи. С другой стороны, Андерсон говорит, что опытные водители могут чувствовать себя более уверенно. Он и Иагнемма теперь ищут способ подогнать систему под различные уровни водительского стажа.
Команда также надеется упростить систему, чтобы она могла определять препятствия, используя только сотовый телефон. «Вы могли бы крепить свой сотовый телефон на приборной панели, и он будет использовать камеру, измеритель ускорения и гироскоп, чтобы обеспечивать обратную связь, необходимую системе, - говорит Андерсон. - Я думаю, что мы найдем лучшие способы, чтобы сделать систему более простой и дешевой, что позволит большему количеству пользователей получить доступ к технологии».
Это исследование финансировалось Научно-исследовательским отделом сухопутных войск США и Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ США. Экспериментальная платформа была разработана в сотрудничестве с Quantum Signal LLC с помощью Джеймса Уокера, Стивена Петерса и Сисира Каруманчи.
Комментарии читателей Оставить комментарий