Гонки на автомобилях-роботах

29.07.2014
    Весомый вклад в развитие и внедрение новейших технологий по созданию самоуправляемых автомобилей внесло военное агентство США. Управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ при Пентагоне (DARPA) не только финансировало разработки собственных специалистов в этой области, но и стало организатором международных соревнований автомобилей-роботов.

   Гонка получила название DARPA Grand Challenge и впервые состоялась в марте 2004 года. Трассой для соревнования был выбран участок пустыни от Барстоу (Калифорния) до Примма (Невада). Протяженность маршрута составляла 230 километров. К старту было допущено 15 команд, прошедших отборочный тур. Итоги соревнования, мягко говоря, не впечатлили. Казусы начались еще на старте. Из 15-ти автомобилей стартовать удалось лишь 8-ми, а до финиша не добрался никто. Мало того, рекордным отрезком пути оказались 11,8 километров, преодоленные автомобилем команды университета Карнеги-Меллона Red Team, созданная на базе Hummer H1 под названием Sand Storm. Им и достался призовой фонд в 1 миллион долларов. Не обошлось без досадных случаев на самой трассе. Непреодолимым препятствием для автомобилей-роботов, ушедших со старта, стали не только канавы, камни и холмы, но даже безобидный небольшой пустынный куст шалфея. Четыре автомобиля-робота  на дистанции получили серьезные повреждения, остальные были сняты с соревнований самими командами.  

   Сделав выводы из выявленных ошибок и просчетов (не только собственных, но и других участников соревнований) к гонкам Grand Challenge, состоявшимся в октябре 2005 года, команды автомобилей-роботов подготовились более основательно. На этот раз устроители соревнований выбрали маршрут по пустыне Мохаве, протяженностью 212 километров.  Условия гонки ужесточились: информацию о предполагаемом маршруте участники соревнований получили лишь за 2 часа до старта. Это делалось для того, чтобы автомобили-роботы не только преодолевали препятствия, но и самостоятельно принимали решения. Статус соревнований вырос благодаря увеличившемуся призовому фонду: теперь он составил 2 миллиона долларов. Увеличилось и число автомобилей, прошедших предварительные туры и допущенных к старту. 5 автомобилей-роботов из 23 стартовавших пересекли финишную черту. Победа досталась автомобилю Stanley, собранному на базе дизельного Wolksvagen Toureg, командой из Стэндфордского университета. Маршрут ему удалось преодолеть за 6 часов 54 минуты. Stanley был «вооружен» 5-ю лидарами, видеокамерой, акселерометрами, гироскопами, радаром и спутниковой навигацией. Датчики снимали около 100 показаний в секунду, а точность позиционирования составляла 20 см. Причем, создатели этого детища сами не до конца верили в успех. Но каменистая трасса пустыни покорилась Stanley. Гонки 2005 года наглядно продемонстрировали, что задача-минимум по разработке автомобилей-роботов выполнена. Они могут самостоятельно двигаться и преодолевать значительные расстояния. Следующей задачей стало «научить» роботов быть полноценными участниками движения в условиях города. 
 
   К следующим соревнованиям DARPA Grand Challenge, проходившим в 2007 году, организаторы подготовились основательно. Вблизи Викторвилля,  на территории заброшенной авиабазы был сымитирован городок с перекрестками, дорожными знаками и светофорами. Воссоздать городское движение помогали 30 автомобилей, курсирующих по улицам «города». Естественно, за рулем этих машин находились обычные водители. К этому добавим и автомобили сопровождения, которые следовали за каждым участником соревнования и при необходимости должны были нажать «аварийную кнопку». Большее вмешательство в движение автомобилей-роботов не допускалось. В «городе» отсутствовали только пешеходы. По условиям соревнований и судейская команда, и присутствующие зрители находились за специальными ограждениями, которые обеспечивали их безопасность. Кстати, улицы пришлось немного расширить, так как в финал соревнований прошел довольно крупный грузовик-робот TerraMax, уже принимавший участие в гонках 2005 года.
   Протяженность заданного маршрута составляла 96 километров. На ее преодоление выделялось лишь 6 часов. Роботы должны были двигаться по маршруту, соблюдая все правила дорожного движения. Каждое нарушение штрафовалось дополнительными минутами к времени финиша автомобиля-робота. В сверхсложных условиях соревнования достойно себя проявили многие команды, уложившись в отведенное время. Первое место по очкам завоевал автомобиль Boss, созданный на базе внедорожника Chevrolet командой университета Карнеги-Меллона. Автомобиль преодолел маршрут за 4 часа. Им достался главный приз в 2 млн. долларов. Создатели робота уверены, что добиться победы в соревнованиях им удалось, благодаря новому лидару, который состоял из 64 лазеров. Блок вращался со скоростью 10 об/сек и производил около миллиона измерений, создавая в компьютере «облако точек». Благодаря этому робот мог «понять» местоположение других различных объектов и двигаться, относительно этих данных. 

 
   Второе место досталось команде Стэндфордского университета. Их автомобиль Junior пришел к финишу первым, но допустил ряд нарушений во время движения, заработав штрафные минуты. В итоге – второе место и приз в 1 млн. долларов. Третье место и приз в 500 тысяч долларов досталось команде политехнического института Вирджинии с автомобилем-роботом Odin, созданного на базе гибридного Ford Escape. 

 
   Конечно, не все участники соревнования достигли финиша. Несколько машин сошли с дистанции. Было и столкновение между двумя участниками гонки. Правда, полученные повреждения были незначительными и автомобили смогли продолжить гонку. А вот грузовику TerraMax повезло меньше: он «въехал» в витрину магазина. Но достигнувшие финиша автомобили-роботы продемонстрировали прекрасную ориентацию в пространстве, соблюдение правил движения и достойную скорость. Гонка еще раз продемонстрировала большие возможности  роботов. Вложенные организаторами соревнований средства (а это 20,5 миллиона долларов) на подготовку и проведение гонки DARPA Grand Challenge 2007 года полностью оправдались. Для демонстрации достижений в области новейших разработок самодвижущихся автомобилей были созданы условия, максимально приближенные к условиям городского движения. 
 
   К слову сказать, Пентагон не занимается альтруизмом.  Финансируя подобное соревнование DARPA, в первую очередь, экономит время и средства для собственных программ и разработок. Учиться можно не только на собственных ошибках. Предоставив площадку для демонстрации достижений в данной области другим командам, специалисты из агентства передовых оборонных разработок имели возможность сравнивать и анализировать чужие идеи и направления, избегать возможных ошибок. Это  сократило сроки их собственных разработок, сэкономило средства на финансирование штата сотрудников и оборудования. Задача перед военным ведомством стоит не из легких: с целью сокращения рисков людских потерь в военных или приближенных к ним условиях, они планируют автомобильный парк своего ведомства к 2015 году на 30% заменить автомобилями-роботами. Намеченные сроки не за горами. Но, по всей видимости, специалисты DARPA близки к поставленной цели, поскольку с 2007 года гонки Grand Challenge не проводились.

 
   Устройства автоматизации вождения полным ходом внедряются в современные серийные легковые авто. Многие модели уже имеют функции полуавтоматической парковки, когда водителю нужно только нажимать педали, а руль вращает автоматика, и активный круиз контроль, четко выдерживающий заданную дистанцию до впереди идущих автомобилей, и в случае необходимости, -  применяющий экстренное торможение.

 
   Очевидно, что выпуск полностью автоматических  легковых и грузовых автомобилей - роботов,  может быть налажен уже в ближайшие годы. Но до их реального внедрения,  пройдёт значительно больше времени.  Ведь нужно  решить целый ряд вопросов, не имеющих прямого отношения к технике:  например,  изменение  законодательства,  улучшение  дорожной разметки и изучение общественного мнения.

 
ТМ «Volta bikes»

 
* Перепечатка без ссылки на сайт www.e-bike.com.ua  запрещена и преследуется по Закону о защите авторских прав