Что такое роботизированные автомобили. Часть 1

Основные направления развития робомобилей

На сегодня существует три основных направления развития робомобилей: умные системы помощи водителю, системы телеуправления машиной, автопилот/ИИ для того, чтобы заменить водителя-человека.

1. Умные системы помощи водителю

Когда покупаешь автомобиль, то, конечно, цена – определяющий фактор. А сейчас является важным ко всему и наличие систем, которые помогают водителю. Например, стало выше значение систем удерживания автомобиля в выбранной полосе. Как и автоматического экстренного торможения.

https://www.youtube.com/watch?v=JKszP7EFPEQ

Компания Bosch изучила статистику регистрации новых автомобилей. Так было установлено, что каждая пятая «легковушка» уже имеет подобные системы. Для сравнения скажем, что в 2020 году системы помощи были лишь в каждом десятом автомобиле, сошедшем с конвейера.

Если бы каждая машина имела систему автоматического экстренного торможения, то можно было бы предотвратить до 72% ДТП, связанных с наездом на автомобиль сзади. А с помощью системы поддержки движения по выбранной полосе удалось бы предотвратить до 28% ДТП, когда водители съехали со своей полосы. А ведь в обоих случаях страдают люди.

Системы помощи водителю стали популярными. Например, автоматическая система экстренного торможения предусмотрена рейтингами программы оценки безопасности новых автомобилей Euro NCAP.

С 2020 года новый транспорт оснащается системой предотвращения столкновения с пешеходом. Производитель в этом заинтересован. Ведь он ему нужна высшая оценка в 5 звезд. Все больше современных легковых автомобилей оснащаются датчиками. Они отслеживают параметры пространства вокруг. Это стало закономерным. Ведь изменились нормативы испытаний. Постоянно снижается стоимость.

Каждый четвертый легковой автомобиль, который сошел с конвейера, способен определить, когда устает водитель.

Аэротакси «164»

На прошлогодней выставке CES2020 было представлено аэротакси с загадочным названием 164. Квадрокоптер, созданной китайской компанией Ehang, самостоятельно перевозит пассажира в необходимую точку. В кабине аэротакси располагается только небольшой столик – никаких систем управления нет.

Выбрать необходимое направление можно, используя специальное приложение. На четырех консолях квадрокоптера крепятся восемь пропеллеров, его высота составляет 1,5 метра, вес – 200 килограммов, грузоподъёмность — 100 килограмм. Средняя скорость аэротакси – 100 км/ч, полет может продолжаться 23 минуты.

Беспилотное такси uber

Технологию беспилотных автомобилей осваивает также американская компания Uber, хорошо зарекомендовавшая себя на рынке перевозок во всем мире. В прошлом году испытания беспилотных такси прошли в штате Аризона. Автомобили разработаны на базе моделей Ford Fusion Hybride.

Беспилотный автобус ultra

Автобусы ULTra, похожие на транспорт из фантастических фильмов, функционирует последние два года в пределах аэропорта Хитроу в Великобритании. Передвигаются эти автобусы по специальным путям, расположенных на отгороженных участках трасс и эстакадах. Благодаря автоматической системе автобус не может столкнуться с ограждениями желоба, по которому они ездят. Расстояние, которое преодолевает автобус ULTra, составляет 1,9 километра, средняя его скорость составляет 40 км/ч.

Гоночный робомобиль roborace

Робомобиль Roborace обладает внушительными характеристиками: максимальная скорость, которую он способен развить, составляет 320 километров в час. Вес машины – 975 килограм, длина – 5 метров, ширина – 2 метра. Робомобилем управляет процессор Nvidia Drive PX2, информацию об окружающей обстановке считывает широкий набор датчиков:

Изготовление комплектующих из углепластика

Совсем недавно BMW запустили в продажу автомобили серий i3 и i8. В скором времени будут i1 и i5. Особенности автомобилей в том, что они частично, или полностью электрические и их кузова изготовлены из углепластика. Технология производства таких деталей нова, поэтому люди в основном выполняют контроль процессов и качества.

Изготовление деталей из углепластика.

(с 4:20)Склека и пайка кузова

(с 0:11)

Заключение:В чем же заключается развитие?Самое главное это то, что роботов уже очень давно внедрили в производство и все время совершенствуют под разные задачи. Робот может залезть в достаточно (деликатные) узкие места с тяжелым грузом, при этом не задеть обшивку и не удариться головой.

p.s.В скором будущем хотел бы опубликовать последующие этапы производства автомобилей где задействованы роботы:ЭТАП 2: ОКРАСКА КУЗОВАЭТАП 3: УСТАНОВКА ЛОБОВОГО И ЗАДНЕГО СТЕКОЛЭТАП 4: УСТАНОВКА ПРИБОРНОЙ ПАНЕЛИ / ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ СБОРКА АВТО

Какие еще «умные» системы уже внедряются

[4]Новых автомобилей, которые оснащены системой распознавания дорожных знаков, а также системой распознавания сонливости водителя, становится все больше. По сравнению с 2020 годом эти показатели увеличились на 2%.

Так, 6% всех авто, прошедших регистрацию в 2020 году, способны, используя видеокамеру, распознать определенные дорожные знаки на дороге. Полученная информация в виде символов появляется на приборной панели. Водитель ее изучает, оценивает сложность навигации по дорожным знакам.

В 2020 году систему, определяющую степень усталости автмобилиста, имел каждый четвертый новый автомобиль. Используя датчик угла поворота рулевого колеса и электрический усилитель руля, система исследует поведение человека за рулем и выявляет первые признаки сонливости.

Система оперативно регистрирует резкие маневры руля и с учетом дополнительных параметров, например, время дня и продолжительность поездки, определяет, насколько сильно хочет спать водитель. И перед тем, как водитель успевает заснуть, делает ему предупреждение: еЕму нужно остановиться отдохнуть.

Летающий робомобиль popup

Концепцию, согласно которой функционирует летающий робомобиль PopUp, некоторые окрестили словом pod (по англ. – «стручок»). Летающая кабина PopUp подключается к автомобильной платформе или к квадрокоптеру, поэтому использоваться «стручок» может как на дороге, так и воздухе.

При этом PopUp функционирует автономно, поэтому его пассажирам не нужны водительские права. Винты квадрокоптера оснащены специальной защитой, поэтому он не может причинить вреда окружающим. Робомобили можно объединить в «цепочку» — так их можно использовать в аэропортах для перемещения пассажиров из одного аэропорта в другой.

Линии с автоматической передачей деталей

Чтобы снизить травмоопасность, или же расходы на персонал, на заводах начали устанавливать автоматические линии на этапе штамповки деталей.

Задачи довольно простые, но из-за громоздкости прессов и миниатюрности деталей реализовать изначально замену людей было сложно и громоздко.

(с 2:7)

Первые роботы в истории

Если верить историческим данным, первые роботы в мире были созданы примерно в 300 году до нашей эры. Тогда, на маяке египетского острова Фарос, были установлены две огромные фигуры в виде женщин. В дневное время они хорошо освещались сами по себе, а ночью загорались искусственным светом.

Время от времени они поворачивались и били в колокол, а ночью издавали громкие звуки. И все это делалось для того, чтобы прибывающие корабли вовремя узнавали о приближении к берегу и готовились к остановке. Ведь иногда, при возникновении тумана или кромешной ночи, берег можно было и не заметить. И этих женщин вполне можно назвать роботами, ведь их действия точно соответствуют значению слова «робот».

Первый робот-музыкант

Спустя несколько сотен лет после Леонардо да Винчи, попытки создать искусственного человека предпринимал французский механик Жак де Вокансон. Если верить историческим документам, в 1738 году ему удалось создать робота, строение которого полностью копирует анатомию человека.

Он не мог ходить, зато отлично играл на флейте. Благодаря конструкции из множества пружин и устройств для вдувания воздуха в различные части механизма, робот-флейтист мог играть на духовом инструменте при помощи своих губ и движущихся пальцев. Демонстрация робота прошла в Париже и была описана в научном труде «Le mécanisme du fluteur automate».

Помимо человекоподобного робота, Жак де Вокансон создал роботизированных уток из меди. По своей сути они были механическими игрушками, которые умели двигать крыльями, клевать корм и, как бы странно это не звучало, «испражняться». Сегодня такие технологии выглядели бы крайне странно.

Первый советский робот

В XX веке человечество уже осознало перспективы робототехники и всерьез занялось производством роботов. В те времена инженеры хотели создать человекоподобные механизмы, но на настоящих людей они не были похожи. По современным меркам они вовсе были металлическими монстрами, которые практически ничего не умели.

Советский союз тоже не хотел оставаться в стороне. В то время как в других странах разработкой сложных механизмов занимались серьезные дяденьки в толстых очках, в первый советский робот был создан 16-летним школьником. Им оказался Вадим Мацкевич, который в восьмилетнем возрасте создал компактную радиостанцию, а в 12 лет изобрел крошечный броневик, стреляющий ракетами. Он был весьма известным мальчиком и вскоре обзавелся всеми комплектующими, необходимыми для создания полноценного робота.

Советский робот «В2М» был представлен в 1936 году в рамках Всемирной выставки в Париже. Его рост составлял 1,2 метра, а для управления использовалась радиосвязь. Человекоподобный робот умел выполнять 8 команд, которые заключались в движении разными частями тела.

Из-за слабости моторов, робот не мог полноценно понимать правую руку и этот жест был похож на нацистское приветствие. Из-за этого недоразумения, робот «В2М» принес мальчику множество проблем и от репрессии его спасли только юношеский возраст и поддержка со стороны начальства органа СССР по борьбе с преступностью.

В 1969 году юные последователи Мацкевича создали нового робота, основанного на конструкции «В2М». Этот андроид был представлен публике в рамках японской выставки «ЭКСПО-70» и тоже привлек к себе внимание мировой общественности. А сам Вадим Мацкевич все это время занимался созданием «технических» игр для школьников написал две популярные книги:

Приспособления и роботы

Роботы делают свою работу совместно с приспособлениями, которые например подставляют нужные детали, держат вместе всю конструкцию и отодвигают сваренный корпус автомобиля. Вся такая работа синхронизирована.

(с 0:12)

Робо-автомобиль navia

В Сингапуре появились робокары Navia, передвигающиеся благодаря электродвигателю, который заряжаются от аккумуляторных батарей. Пользуясь интерфейсом, пассажиры робокаров Navia пассажиры могут выбирать точку, в которую они хотят попасть. Серьёзным недостатком робокара является низкий заряд аккумуляторной батареи, в силу чего он не может преодолевать большие расстояния. Скорость Navia составляет 20 километров в час.

Робомобиль google

первые выпуск робомобиля компания Google проанонсировала в 2009 году, а спустя год представила автомобиль, оборудованный автопилотом, которому удалось проехать 1600 километров. В основе этих робомобилей находится система Lidar, включающая радары, датчики и видеокамеры, действующие с программой Google Street View, благодаря которой автомобиль ориентируется на улицах, а также реагирует на всевозможные объекты и дорожные знаки.

В 2020 году беспилотные машины появились на дорогах Калифорнии. Согласно требованиям властей Калифорнии в кабине робомобиля находился человек, который мог бы взять управление на себя в случае непредвиденной ситуации. В конце прошлого года Google передал данный проект стартапу Waymo.

Робот леонардо да винчи

Изобретателем одного из первых роботов считается итальянский ученый Леонардо да Винчи. Судя по документам, обнаруженным в 1950-е годы, художник разработал чертеж человекоподобного робота в 1495 году. В схемах был изображен каркас робота, который был запрограммирован выполнять человеческие движения.

Он обладал анатомически правильной моделью челюсти и умел садиться, двигать руками и шеей. Записи гласили, что поверх каркаса должна быть надета рыцарская броня. Скорее всего, идея создать «искусственного человека» пришла в голову художнику в ходе изучения человеческого тела.

К сожалению, ученым не удалось найти подтверждений тому, что робот Леонардо да Винчи действительно был создан. Скорее всего, идея так и осталась на бумаге и так и не была воплощена в реальность. Зато робот был воссоздан в современности, спустя сотни лет после разработки чертежа.

Сборкой робота занялся итальянский профессор Марио Таддей, который считается экспертом по изобретениям Леонардо да Винчи. При сборке механизма он строго следовал чертежам художника и в конечном итоге создал то, чего хотел добиться изобретатель. Конечно, широкими возможностями этот робот не блещет, но зато профессор смог написать книгу «Машины Леонардо да Винчи», которая была переведена на 20 языков.

Роботизированная фура mercedes

Робот-фура разработан компанией Mercedes в рамках исследований Mercedes-Benz Future Truck 2025. Тесты данной фуры проходили летом 2020 года в пригороде немецкого Магдебурга. Фура может передвигаться без наличия автомобиля, движущегося впереди (режим «следуй за мной»).

Роботы

При штамповке преимущество робота в том, что он не бросит заготовку, а очень точно ее положит. Вовремя уберет руку, т.к. синхронизирован со штампом.

(с 1:22)

С какой целью создают робомобили?

– Они освобождают человека от определенной задачи – управлять транспортными средствами в рутинных ситуациях. Скажем, тогда, когда долго нужно передвигаться в пробках, по автомагистралям и в целом в привычном цикле движения какого-либо города.

– Они снижают аварийность. Ведь много аварий происходит из-за «человеческого фактора». Робомобили должны существенно снизить аварийность на дорогах. Возможно, что это прогнозы из категории слишком оптимистичных. Ведь роботы-автопилоты наверняка будут совершать свои, характерные для роботов ошибки.

– Они улучшают экономику применения транспорта. Экономится топливо. Исключаются «левые рейсы». Не допускается применение техники круглые сутки.

– Они позволяют экономить на формировании инфраструктуры автодорог. Роботы-водители не нуждаются, например, в разделительных полосах и барьерах. Для них может быть разметка виртуальная.

Сборка и сварка

Сварка — очень опасный и вредный для здоровья процесс, поэтому имеет смысл поставить на место человека робота, который будет держать ровно сварочный шов и не перерасходует сварочного материала. На заводе зоны сборки и сварки очень ограниченны и люди не имеют свободного доступа на эти территории.На этапе проверки качества деталей стоят люди. Лично меня радует тот факт, что без людей обойтись пока невозможно.

Современные роботы

Несмотря на все заслуги, титул «отца робототехники» принадлежит не Вадиму Мацкевичу, не Жаку де Вокансону и даже не Леонардо да Винчи. Этот титул был дан американскому инженеру Джозефу Энгельбергеру (Joseph Engelberger), который в 1956 году познакомился с изобретателем Джорджем Деволом (George Devol).

Спустя три года со дня знакомства, они представили миру производственного робота Unimate #001. Впоследствии механизм был несколько раз усовершенствован и появился первый робот для сборки автомобилей. Его установили на одном из заводов General Motors для помощи в литье деталей.

На протяжении следующих десятилетий робототехника скакнула далеко вперед. Примерно с 1970 по 2000 годы инженеры придумали множество новых датчиков и контроллеров, которыми можно управлять при помощи разных языков программирования. Роботы в современном обличье появились в 1999 году, когда компания Sony представила робота-собаку по кличке AIBO. Она ведет себя живой организм и умеет выполнять практически все собачьи команды.

История роботов AIBO

Вскоре после этого разработкой роботов занялась компания Boston Dynamics. О ней мы часто рассказываем на нашем сайте, а новости об обновлениях фирменных роботов публикуем в нашем Telegram-канале. Разумеется, до совершенства созданным роботам еще далеко и инженерам предстоит проделать много работы.

Штамповка/изготовление кузовных деталей

Электробус «волжанин»

Летом прошлого года на Форуме стратегических инициатив был представлен электробус «Волжанин», созданный компанией «Волгабус». «Волжанин» вмещает до шести человек. Электробус оснащен набором сенсором, системой технического зрения, а также автопилотом.

Этап 1: сборка и сварка кузова

Процесс производства автомобиля начинается с изготовления и сборки кузова. Практически все остальные составляющие автомобиля производят компании-поставщики и присылают их на сборочную линию.

На заводе-изготовителе все начинается со штамповки деталей с последующей их сборкой, сваркой и склейкой.