Изследователският институт на Toyota и Инженерният факултет на Станфордския университет обявиха реализацията на първото по своя характер в света автономно дрифтиране на два автомобила в тандем. В продължение на почти седем години екипите на двата института си сътрудничат в изследвания, имащи за цел постигане на по-безопасно шофиране.

Вижте автономното дрифтиране на два автомобила в тандем  >>  >>  >>

В рамките на експериментите е постигнато автономно извършване на маневрата, наричана дрифт в моторните спортове, при която водачът точно контролира посоката на автомобила след превъртане на задните колела и загуба на сцеплението на гумите. Същото действие е подобно на промяната на траекторията на движение при плъзгане върху хлъзгава повърхност като сняг и лед.

Снимка: Toyota

Чрез добавяне на втори автомобил, който дрифтира в тандем, екипите симулират още по-сложни динамични условия, при които колите трябва да реагират бързо и на други транспортни средства, пешеходци и велосипедисти. Експериментите са проведени в Уилоус, Калифорния, с две модифицирани коли Toyota GR Supra. Алгоритмите на водещия автомобил са разработени в Изследователския институт на Toyota, а инженерите от Станфорд създават тези на следващия автомобил.

Изследователският институт на Toyota се фокусира върху разработването на здрави и стабилни контролни механизми на водещия автомобил, което позволява водещият автомобил да извършва повтарящи се, безопасни действия по трасето. Инженерите от Станфорд разработват модела на изкуствен интелект и алгоритми, които позволяват следващият автомобил да се адаптира динамично към движението на водещия, така че да може да се отклонява успоредно без сблъсък.

Снимка: Toyota

GReddy и Центърът за развитие на Toyota Racing модифицират окачването на всеки автомобил, двигател, трансмисия и системи за безопасност, като например защитна клетка и система за гасене на пожар. Въпреки че се различават в някои детайли, и двата автомобила са базирани на спецификациите на състезанията във Formula Drift, с цел възможност отборите да съберат необходимите данни с опитни пилоти в контролирана среда.

И двата са оборудвани с компютри и сензори, които контролират кормилното управление, подаването на газ и спирачките, като същевременно анализират неговото движение, например позиция, скорост и завъртане около вертикалната ос. От особена важност е фактът, че автомобилите споделят специална WiFi мрежа, която им позволява да комуникират в реално време чрез обмен на информация, касаеща например техните относителни позиции и планирани траектории.

Снимка: Toyota

За да постигнат автономно движение в тандем, колите трябва непрекъснато да планират своите действия по отношение кормилното управление, подаването на газ и задействането на спирачките, както и траекторията, която възнамеряват да следват използвайки техника, наречена "Нелинеен моделно базиран предугаждащ контрол". При тази техника всеки автомобил стартира с цели, представени математически като правила или ограничения, на които трябва да се подчинява. Целта на водещия автомобил е да поддържа движение по желана траектория, в рамките на ограниченията на законите на физиката и хардуерните ограничения, като максимален ъгъл на завъртане на волана.

Снимка: Toyota

Целта на преследващия автомобил е да се следва водещия, като проактивно избягва сблъсък с него. След това всеки автомобил решава отново и отново оптимизационен проблем до 50 пъти на секунда, за да реши кои команди за кормилно управление, подаването на газ и активирането на спирачките отговарят най-добре на неговите цели, докато реагира на бързо променящите се условия. Чрез използване на изкуствен интелект за постоянно обучение на невронната мрежа, използвайки данни от предишни тестове, автомобилите стават все по-добри след всяко движение по пистата.

"Нашите изследователи се обединиха с една цел - да направят шофирането по-безопасно", отбеляза Авинаш Балачандран, вицепрезидент на отдела "Човешко интерактивно шофиране" на Изследователският институт на Toyota. "Сега, използвайки най-новите инструменти в изкуствения интелект, можем да управляваме два автомобила в тандем автономно. Това е най-сложната маневра в моторните спортове и достигането на този крайъгълен камък в областта на автономността означава, че можем да контролираме автомобилите динамично в екстремни ситуации. Това е перспективно начинание, което има за цел създаване на авангардни системи за безопасност в бъдещите автомобили", добави Балачандран.

Снимка: Toyota

"Физиката на дрифта всъщност е подобна на тази при която един автомобил занася върху сняг или лед", отбеляза Крис Гердес, професор по машинно инженерство и един от директорите на Центъра за автомобилни изследвания в Станфорд. "Това, което научихме от този проект за автономно шофиране, е основа за създаване на нови техники за безопасно управление на автономни автомобили върху лед", допълни Крис Гердес.

В автономния синхронен дрифт водещият автомобил и преследващият навигират по курс, понякога на сантиметри един от друг, функционирайки на ръба на възможностите за контрол. Екипът използва съвременни техники за изграждане на изкуствен интелект на автомобила, включително модел на невронна мрежа на гумите, който му позволява да се учи от опита, подобно на опитен шофьор.

Снимка: Toyota

"Условията на пистата могат да се променят драматично за няколко минути, например когато слънцето залезе. Изкуственият интелект, който разработихме за този проект, се учи от всяко движение по пистата, за да се адаптира спрямо тези променливи", каза още Крис Гердес.

Автомобилните катастрофи водят до повече от 40 000 смъртни случая в САЩ и около 1,35 милиона смъртни случая по света всяка година. Много от тези инциденти се дължат на загуба на контрол над автомобила при внезапни ситуации. Автономността е много обещаваща когато става дума за подпомагане на водачите за правилно реагиране в подобни случаи.

Снимка: Toyota

"Когато автомобилът ви започне да се поднася или се плъзга, вие разчитате единствено на шофьорските си умения, за да избегнете сблъсък с друг автомобил, дърво или препятствие. Един средностатистически шофьор нерядко се сблъсква с тези крайни обстоятелства и част от секундата може да означава разликата между живота и смъртта. Тази иновативна технология може да активира определени действия точно навреме, за да защити водача и овладее загубата на контрол, точно както би направил опитен дрифт пилот", добави Балачандран.

"Излизаме извън границите на всичко правено досега, в търсене на физическите възможности. Ако успяваме да овладяваме подобни ситуации, само си представете какво още можем да направим, за да направим автомобилите по-безопасни", обобщи Гердес.