Построен автомобиль-робот для рекордного штурма горы

membrana, 8 февраля 2010

Нравится (1)

Электронные «мозги» Шелли заняли весь багажник белоснежной Audi (фото L. A. Cicero).

Американские учёные создали автомобиль-робот, призванный посрамить опытных пилотов-людей в скоростном восхождении на Пайкс-Пик (Pikes Peak). Новейшие технологии искусственного интеллекта утрамбовали в премиумный немецкий спорткар специалисты автомобильного исследовательского центра Стэнфордского университета (Center for Automotive Research at Stanford — CARS).

156 поворотов при суммарном подъёме 20-километровой трассы на 1440 метров — такова гонка на вершину Пайкс-Пик. CARS создал автомобиль, который должен подняться на эту гору в автономном режиме без водителя и любого дистанционного управления. Причём подняться — в очень высоком темпе.

Новинку роботостроения назвали Shelley, как объясняют исследователи в пресс-релизе университета, в честь Мишель Мутон (Michele Mouton) — первой женщины, ставшей победителем гонки на Пайкс-Пик. Автономный автомобиль построен на основе Audi TTS, так что изначально обладает хорошими спортивными задатками. Но главное, конечно, это электроника, которая позволяет машине самостоятельно передвигаться по заданному маршруту.

Кроме нескольких антенн на крыше ничто не выдаёт в этом TT полностью автономный беспилотный автомобиль (фото L. A. Cicero).

В отличие от прежних проектов автомобилей-роботов, в которых ведущую роль в ориентации в пространстве играли стереокамеры, лидары и другие средства восприятия окружающей действительности, Shelley от старта и до финиша полагается исключительно на спутниковую навигацию. Но это особо точная версия GPS (так называемая дифференциальная), показывающая положение автомобиля на планете с ошибкой не более двух сантиметров!

Именно это, плюс точная карта трассы, позволяет стэнфордскому аппарату аккуратно вписываться в виражи. Более того, компьютеры (а в багажнике TTS их пришлось поместить несколько штук) были обучены выбирать оптимальную траекторию входа в поворот и выхода из него. В этом программе-водителю помогает информация с датчика скорости, а также ряда сенсоров — различных акселерометров и гироскопов, рассказывающих об изменении в положении автомобиля по разным осям.

Электронный мозг Shelley собирает все эти данные и сравнивает текущее положение машины с цифровой картой трассы, прогнозируя, куда автомобиль попадёт в следующий миг с учётом всех действующих сил. Далее компьютер даёт команду сервоприводам, управляющим рулевым колесом, педалью газа, переключением скоростей и тормозными механизмами. Особое внимание при этом робот уделяет сохранению стабильности.

Единственная дистанционная команда, которую наблюдатели-люди могут послать на борт робота, — «аварийная остановка», если что-то пойдёт не так. Во всём остальном Shelley — «самостоятельная личность».

Надо отметить, что другие исследовательские команды уже проходили эту же дистанцию со своими автомобилями-роботами (а впервые такое примечательное событие произошло в 2006 году), однако на скоростях, намного меньших, чем те, которые развивают гонщики-люди во время знаменитого международного состязания.

Центр CARS же поставил перед собой амбициозную цель: научить беспилотный автомобиль преодолевать этот путь с настоящей «гоночной» скоростью и даже, если получится, побить все существующие рекорды по времени подъёма на Пайкс-Пик не только для роботов, но и для людей. В этом, по словам руководителя проекта Криса Джердеса (Chris Gerdes), машине-роботу поможет отсутствие инстинкта самосохранения, поскольку она попытается пройти весь путь с максимально возможной скоростью, в том числе на тех участках, где живые пилоты просто неосознанно поднимают ногу с педали газа, опасаясь сорваться вниз. «Мы хотим подняться на скорости, с которой никто из обычных водителей никогда и не будет пытаться», — заявил Крис.

Можно предположить, что цель американцев будет достигнута, ведь Shelley создала та же команда учёных и инженеров, чей автомобиль-робот Junior занял второе место в городской гонке DARPA Urban Challenge в 2007 году и чей шедевр Stanley в аналогичной гонке по пустыне завоевал первый приз в 2005-м.

Данный проект, полагают его инициаторы, станет не только важным и любопытным техническим достижением сам по себе, но поспособствует развитию технологий «электронной безопасности» для обычных дорожных машин, которые уже сейчас понемногу учатся страховать ошибки водителя.

Рекордный заезд Shelley на Пайкс-Пик намечен на сентябрь (в день восхождения на трассе никого не будет), а пока автомобиль тестируют в различных условиях. Так, в ходе испытаний на соляном озере Бонневиль Shelley показала удивительную для автомобиля без водителя скорость 209,2 км/ч.