или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Роботы за рулем! Беспилотные автомобили на наших дорогах

schedule 03.12.2012 в 14:41 link беспилотники БПТС
​Содержание:
  1. Введение
  2. Роботизированные легковые автомобили
  3. Роботизированные грузовые автомобили
  4. Двухколесный роботранспорт
  5. Пассажирский роботизированный транспорт
  6. Заключение

Введение:

Транспорт играет чрезвычайно важную роль в жизнедеятельности человека. Современное общество просто не может представить жизнь без средств передвижения. И поэтому стремится с каждым днем развивать эту отрасль, как с научной, так и с практической стороны. Быстрый темп жизни и стремительный рост населения привели к тому, что количество личных автомобилей во всем мире увеличилось с 1980 по сегодняшний день на 84%. В связи с этим возросло количество дтп. Вождение транспортными средствами – дело не тяжёлое, но очень монотонное.

Управление автомобилем требует повышенной внимательности, бдительности и осторожности. Из-за невнимательных водителей случаются различные аварии, каждый день на дорогах погибают тысячи людей по собственной глупости.

Человечеству просто необходимо иметь такой транспорт, который ездил бы автономно, а водитель мог наслаждаться отдыхом и спокойно добираться до нужного места, не прилагая при этом никаких усилий. Можно было бы в дороге спокойно спать и не волноваться по поводу выпитого алкоголя, ведь машина сама довезет домой.

С развитием современных технологий эти мечты становятся реальностью. А фраза «вождение без автопилота опасно для жизни», прозвучавшая в футуристическом фильме «Я робот», приобретает некий смысл.

Желание добиться улучшения ситуации дорожного движения за счет автоматизации подтолкнуло ученых к разработке автономных автомобилей, способных передвигаться без участия человека.
Понятие «роботизированный транспорт», на первый взгляд, может озадачить среднестатистического человека. Перед глазами появляется картинка автобота Оптимуса или Айронхайда из «Трансформеров», либо какого-нибудь летающего авто из фантастических фильмов. Но речь идёт о реальных технических достижениях в области роботизированного транспорта, а именно о технологии автономного передвижения транспортных средств.

На сегодняшний день существуют прототипы практически любого вида беспилотного транспорта. Активно внедряются в жизнь и заменяют людей военные и промышленные роботизированные транспортные устройства. Наука не стоит на месте и уже сейчас становятся актуальными беспилотные легковые автомобили, грузовики, роботизированная авиация, водные транспортные средства, мотоциклы и даже велосипеды.

Роботизированные легковые автомобили:

«Легковушки» с автономным управлением начали появляться на свет в конце 20 — начале 21 века. Эти устройства представляют собой внешне обыкновенное авто, которое ничем не отличается от традиционного пилотируемого автомобиля. Но комплектация и принцип действия такого устройства совсем иные. По своей сути автоматизированные автомобили  - это интеллектуальные роботы с программным обеспечением, которые приводятся в движение благодаря системе приводов, датчиков и различных электронных приложений.

Ещё в начале 2006 года компания Nissan представила первый в мире автономный автомобиль Nissan BR23C, основанный на концепции движения транспорта подобно стае рыб. Автомобиль может двигаться, обходя препятствия и избегая столкновения с другими объектами. Также данный робот-автомобиль способен изменять свое положение и обмениваться информацией с другими участниками дорожного движения с помощью специальных систем коммуникации, которые способствуют избежанию столкновений и образованию пробок.



Со временем изобретение робоавтомобилей достигло следующего этапа развития. В 2010 году компании Nissan и Renault объявили о создании футуристических автомобилей Pivo 2. Управлять данной моделью может искусственный интеллект, с помощью которого машина может с равным успехом двигаться задом и даже боком. Роботизированное управление делает данную машину не просто уникальным механизмом, но и открывает большие перспективы для любого водителя, особенно в дорожных условиях больших городов. 





Стоит отметить, что современные автономные машины не вызывают абсолютно никаких угроз для общества. К примеру, в этом году на дороги Германии был выпущен автоматизированный автомобиль Volkswagen Passat, разработанный компанией MadeInGermany. Робот оснащен современными технологиями и искусственным интеллектом. Эксперты отмечают, что цветные видеокамеры и датчики автомобиля реагируют на светофоры, машины, пешеходов, здания и деревья значительно быстрее человека-водителя. Автомобиль проехался по Берлину и успешно преодолел в общей сложности 80 километров.

Данный робоавтомобиль показал высокую степень научных достижений в области робототехники, но пока рано заявлять о полноценном использовании подобных машин, так как люди ещё не убедились до конца в безопасности роботранспорта.

В последнее время самых больших успехов в продвижении систем автоматического управления автомобилем добилась корпорация Google. В прошлом году компания сообщила об успешном тестировании на дорогах общего пользования машин-роботов. Они смогли безаварийно пройти 250 тысяч километров в беспилотном режиме. В основе автопилота Google лежит специальное программное обеспечение, которое получает данные с лазерного дальномера, видеокамер и радиолокационных датчиков.



Все эти элементы служат для безопасного движения и позволяют машине определять состояние дороги, включая наличие пробок, других автомобилей и прочие препятствия. Кроме того, каждый робоавтомобиль Google при поездке создает подробнейшую карту маршрута.

Управляется беспилотник Google очень просто: основные функции движения электроника выполняет в автономном режиме, самостоятельно выбирая необходимую траекторию и самую безопасную скорость движения. Но в салоне всё равно находится человек-оператор, который возьмёт на себя управление устройством на случай, если вдруг машина выйдет из-под контроля.

Для любителей гонок сообщаем, что роботизированные автомобили существуют и в этом виде автоспорта. К примеру, Audi TTS – автомобиль с автономным управлением, покоряет вершину Пайкса — крутую гору в Колорадо, которая является известной гоночной трассой с чрезвычайно крутыми поворотами. Робомашина преодолевает 20-ти километровую  трассу с мощностью 256 лошадиных сил за 27 минут с максимальной скоростью 72,5 км/ч.





Для обычного автогонщика результат средний. Но это только начало. Разработчики данных машин уверяют, что не за горами то время, когда искусственный интеллект будет с лёгкостью обгонять пилотируемые автомобили. Ведь концепция интеллекта гоночного робоавтомобиля уже существует. Но участие человека в управлении данными автомобилями всё равно необходимо. Человек заранее загружает все параметры и углы каждого поворота с точностью до сантиметра, и заранее просчитывает идеальную траекторию движения по трассе.

Конечно, соревнования робомашин не так захватывающие, как людей. Ведь это постоянный адреналин, непредсказуемость, накал страстей, чего не скажешь о ИИ.

Роботизированные грузовые автомобили:

Грузовой роботранспорт получил своё развитие значительно раньше, чем легковой. Грузовые беспилотники широко используются для выполнения военных миссий и в промышленных целях. Но цивильное общество тоже зачастую нуждается в грузоперевозках. И поэтому ученые решили заняться разработкой «небольших» грузовых авто.

Примером американского грузовика-робота может послужить устройство компании General Dynamics Robotic Systems Т2 или ТАС-С. Этот робоавтомобиль может достигать скорости до 50 км\ч, контролируя окружающую обстановку на дороге, как в сельской местности, так и в сложных городских обстоятельствах дорожного движения. Уникальность данного робота заключается в том, что он способен определять не только объекты в неподвижном положении, но и движущиеся, понимая, в какую сторону они направляются. Это достижимо с помощью ряда элементов восприятия изображений: камер, инфракрасных сенсоров, лазерных и радарных технологий. Автомобиль может служить для перевозки людей и различного груза весом до 300 кг.



Отличился в области роботизированных грузовых авто и отечественный автопром. К примеру, молодые специалисты Нижегородского автомеханического техникума (НАМТ) при технической и консультационной поддержке научно-исследовательской группы «ГАЗ» создали роботизированную «ГАЗель». По словам создателей машины, её можно использовать в местности, где самому человеку небезопасно управлять автомобилем с большим грузом.



Оператору нужно всего лишь ввести необходимые координаты точек в электронную систему управления, и ГАЗель будет следовать по заданному маршруту.  При этом оператор должен следить за ходом работы автомобиля с помощью обычного монитора. На борту автомобиля установленные специальные видеокамеры, которые определяют его местоположение.

Новинкой в области роботизированного транспорта считаются электромобили — устройства, работающие от аккумуляторов. К примеру, компания Renault Trucks выпустила в 2010 году грузовой роботизированный электроавтомобиль Renault Maxity. Автономность данного автомобиля заключается не в беспилотном движении, а в его роботизированных комплектующих — коробке передач и литиево-ионном аккумуляторе. Renault Maxity – это автомобиль, который не выделяет ни загрязняющих веществ в атмосферу, ни CO2 , ни излишнего шума. Он обладает всеми, присущими лёгким грузовикам, качествами:
  • скорость
  • мобильность 
  • грузоподъемность (2 тонны). 


Авто ежедневно справляется со своими задачами не хуже других грузовиков компании, и за одну поездку преодолевает около 80 км с максимальной скоростью 90 км\ч.

Двухколесный роботранспорт:

Любите кататься на мотоциклах или велосипедах? Конечно, это занятие дарит нам массу энергии и удовольствия. Но данный вид занятия считается чрезвычайно экстремальным и требует повышенной внимательности, а порой просто отнимает силы. В такие моменты хочется прокатиться на самоуправляемом байке, просто сидя и наслаждаясь хорошей погодой и попутным ветром!

Любовь ученых к робототехнике и автоматическим системам, работающим без помощи человека, а также интерес к мотоспорту, привела к созданию роботизированных мотоциклов. Первый в мире роботизированный гоночный мотоцикл был создан в 2005 году Энтони Левандовски (Anthony Lewandowski), разработчиком программного обеспечения для устройств DARPA. Мотоцикл успешно принял участие в пробеге DARPA Grand Challenge, отлично справившись с силой тяжести и удерживанием равновесия во время движения.





Но разработчики стремятся к усовершенствованию своих устройств. К примеру, японский ученый Ютака Игараси (Yutaka Igarashi) также сконструировал автоматизированный спортивный байк. Устройство приводится в движение с помощью системы противовесов и электродвигателя и работает практически бесшумно, в отличие от традиционных пилотируемых мотоциклов. Но поскольку устройство ещё находится на стадии разработки, пока неизвестны дополнительные технические характеристики.



Существуют пилотируемые мотоциклы на подобии упомянутых выше электромобилей с роботизированными комплектующими. К примеру, компания Honda выпустила свою модель мотоцикла Honda VFR с роботизированной коробкой передач. Данная коробка передач с двумя сцеплениями разработана специально для спортивных байков. Принцип действия устройства напрямую зависит от  сцеплений. Когда включается одна передача, другое сцепление продолжает передавать крутящий момент на колеса. Сама смена ступеней происходит быстро и плавно, без разрыва потока мощности.



Водитель мотоцикла может самостоятельно выбрать наиболее подходящий для себя режим. Этот режим может быть:
  • полностью автоматический - для спокойной и медленной езды;
  • спортивный - для любителей лёгкого экстрима;
  • полностью ручной — для людей, желающих самостоятельно контролировать потоком мощности.
Кроме мотоциклов значительная часть населения нашей планеты отдает предпочтение велосипедам и велоспорту. «Необычные» концепции велосипедов не знают границ. Похоже, даже покорив Вселенную, человек не перестанет изобретать велосипеды. Ведь этот вид транспорта привлекает не только лёгкостью использования, но и гениальной простотой.

Концепции роботизированных велосипедов существуют уже давно, но только в конце 20 века ученым удалось воплотить в жизнь свои идеи. Так был создан велосипед, управляемый роботом по имени Джоуль. Механизм приводится в действие с помощью электромотора в 14 л. с. Движение робота передается через систему рычагов. Максимальная частота вращения педалей составляет 2400 об/мин. Но для безопасной езды на устройстве установлен ограничитель в 90 оборотов. Даже с этим ограничителем велоробот может разогнаться до максимальной скорости около 50 км/ч. Такой тандем с роботом гарантирует безопасную и увлекательную поездку для каждого велосипедиста.




 
Пассажирский роботизированный транспорт:

Идея создания пассажирского транспорта, который бы перевозил пассажиров без водителя, привлекала конструкторов ещё с 90-ых годов 20-го века. Но только недавно, европейские ученые всерьёз озаботились применением умных машин в городской среде.

Французская компания Robosoft представила в мае 2010 года первый в мире городской роботизированный автобус Robosoft RobuRIDE. Он вмещает 30 пассажиров и движется со скоростью 24 км/ч. Собственный вес автобуса – 3 тонны, в груженном состоянии - до 5 тонн.





Представьте, что вы являетесь пассажиром данного вида транспорта. В салоне для вашего комфортного передвижения есть кондиционер и специальный сенсорный дисплей, с помощью которого можно, например, совершить остановку по требованию. Конечно, у многих обычных жителей этот автобус может вызвать сомнения по поводу безопасного передвижения. Но ученые уверяют, что в «памяти» робоавтобуса заложен заранее утверждённый план поездки, а оператор с помощью дистанционного управления контролирует движение автобуса и фиксирует остановки. Проделанный маршрут остается в памяти машины и в дальнейшем роботранспорт способен сам передвигаться автономно до 8 часов в день. Что касается системы безопасности, то обнаружив препятствие на своем пути, RobuRIDE постепенно замедляет ход и останавливается на расстоянии двух метров от него. Преимуществами данного автобуса являются:
  • точность передвижения
  • робоавтобус не пропустит ни одной остановки
  • не использует топливо, что способствует снижению загрязнения окружающей среды
  • отсутствие водителя для владельцев данного автобуса сокращает расходы, а для пассажиров способствует избеганию сор с несносными водителями.
Кроме автономного автобуса всё большей популярности набирают роботизированные поезда. В наше время существует как легкорельсовый транспорт для перевозки пассажиров на небольшие расстояния, так и автоматизированные поезда для доставки грузов промышленным предприятиям.

Ещё в середине 20 века американские ученые придумали концепцию автоматизированного транспорта для районов с низкой и средней плотностью населения. Так на основе этой концепции был создан PRT — персональный пассажирский транспорт. На сегодняшний день PRT в городах многих развитых стран мира устанавливает организация The Advanced Transit Association.



Усовершенствованные устройства PRT данной компании представляют пассажирам ряд достоинств для безопасного передвижения по городу за счет четко продуманной системы действия. Эти достоинства таковы:
  • полностью автоматическая система, включая управление транспортным средством, маршрутизацию и взимание платы за проезд;
  • транспортные средства находятся только на специальных путях, которые предназначены для исключительного использования такими же транспортными средствами;
  • прямое сообщение из пункта отправления в пункт назначения без необходимости в пересадке или остановке на промежуточных станциях;
  • станции расположены в радиусе пешеходной доступности (до 300—400 метров);
  • в  PRT нет стоячих мест, а значит пассажиры не испытывают «давку» в отличии от традиционного городского транспорта.
Что касается поездов для промышленных предприятий, существуют прототипы самосвалов без водителей, автоматизированные поезда и дистанционная система загрузки поезда. Например, австралийская компания Rio Tintо разработала автоматическую систему, которая обеспечивает безостановочное движение тяжёлого грузового поезда на протяжении всего времени в пути.

Ослабевание внимания человека, а также тяжёлые условия работы в австралийской пустыне были одними из основных причин внедрения данных автоматических систем управления поездами.
В строго просчитанных местах железной дороги установлены специальные датчики, которые передают сигнал системам поезда. Таким образом считывается скорость движения и угол наклона состава, которые не должны превышать установленные параметры, иначе включаются тормоза. Поезд способен проделывать свой путь на протяжении 33 часов – это достаточно для перевозки груза от шахт до портовых терминалов.

Кроме авто и железнодорожного роботизированного транспорта уже давно существуют беспилотные наводные и летательные аппараты, которые служат в основном для выполнения военных миссий. О них вы можете узнать подробную информацию в нашей статье «Военные роботы». Прототипы пассажирских летательных и водных беспилотников пока находятся на стадии  разработки и неизвестно, когда появятся на свет. Ведь перевозка людей – очень серьёзное дело, которое достижимо пока только для людей.

Заключение:

Таким бывает роботизированный транспорт. Как итог, стоит отметить, что роль роботранспорта в жизни людей пока ограничена, но в будущем этот вид транспорта станет неотъемлемой частью жизни человечества, так как в значительной степени облегчит их способы передвижения. Ученые обещают, что к 2030 году роботизированные автомобили станут обычным явлением на дорогах наших городов. Однако стоит отметить, что пока роботизированный транспорт не может осуществлять свою деятельность без участия человека. Роботы на дорогах — большое достижение, но не стоит забывать, что это всего лишь машины, которые в любой момент могут выйти из-под контроля и привести к беде. Поэтому, будем надеяться, что исследователи не будут останавливаться на достигнутом, и вскоре машины с искусственным интеллектом станут самым безопасным транспортным средством.  

Комментарии: