Αυτοκίνητα χωρίς οδηγούς - 💡 Fix My Ideas

Αυτοκίνητα χωρίς οδηγούς

Αυτοκίνητα χωρίς οδηγούς


Συγγραφέας: Ethan Holmes, 2019

Η Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων της Άμυνας του Πενταγώνου είναι διάσημη για την επιδίωξή του για τεχνολογίες υψηλού κινδύνου και υψηλής ανταμοιβής. Όταν το DARPA στοιχηματίζει στην τεχνολογία, οι νίκες ή οι απώλειες μπορεί να είναι θεαματικές. Το τελευταίο μεγάλο του στοίχημα ήρθε με τη μορφή της τρίτης έκδοσης του DARPA Grand Challenge.

Γνωστή ως η "Urban Challenge", ο διαγωνισμός πραγματοποιήθηκε σε ένα ηλιόλουστο Σαββατοκύριακο του Νοεμβρίου στο DARPAtown, ένα ειδικά διαμορφωμένο ιπποδρομίες με βάση την κενή βάση αεροπορικών δυνάμεων George στο Victorville, Καλιφόρνια.

Εκεί, μερικοί από τους καλύτερους και πιο λαμπρούς κατασκευαστές στη χώρα δέχτηκαν να αντιμετωπίσουν ένα δύσκολο πρόβλημα που απευθύνεται έντονα στην αγάπη τους να κάνουν πράγματα. Σε αντίθεση με τα τυπικά κορυφαία μυστικά έργα της DARPA, το Urban Challenge σχεδιάστηκε για να παρουσιάσει δημόσια τα ταλέντα των κορυφαίων κατασκευαστών. Και το κορυφαίο βραβείο των 2 εκατομμυρίων δολαρίων δεν αποκλείει ούτε την προσφυγή.

Οι πολεμολόγοι της DARPA θέλουν έναν τρόπο να κρατήσουν τους στρατιώτες ασφαλείς κατά τη διάρκεια επικίνδυνων αποστολών προμήθειας. Σκοπός τους είναι να αναπτύξουν ένα όχημα που μπορεί να οδηγήσει σε ένα επικίνδυνο μέρος και να κάνει ό, τι χρειάζεται - να ρίξει τα όπλα, να παραδώσει προμήθειες ή να πάρει στρατιώτες - χωρίς να διακινδυνεύσει τη ζωή ενός ανθρώπου οδηγού.

Για το σκοπό αυτό, η DARPA διοργάνωσε την Urban Challenge. Τα εμπόδια για την είσοδο στον διαγωνισμό είναι σχετικά χαμηλά - κάθε εξειδικευμένη ομάδα μηχανικών και μηχανικών μπορεί να ανταγωνιστεί. Αλλά η νίκη της πρόκλησης είναι ένα καθήκον των ηρακλειδών διαστάσεων. Για να κερδίσει, η ομάδα πρέπει να οικοδομήσει ένα αυτοκίνητο που μπορεί να ελιχτεί αυτόνομα σε μια πορεία 60 μιλίων σε αστικό περιβάλλον, "εκτελώντας προσομοιωμένες αποστολές στρατιωτικής προμήθειας ενώ συγχωνεύεται σε κινούμενη κίνηση, πλοηγώντας σε κυκλοφοριακούς κύκλους, διαπραγματεύοντας πολυάσχολες διασταυρώσεις και αποφεύγοντας εμπόδια".

Αρκετοί γύροι σκληρού ανταγωνισμού εξάλειψαν τους περισσότερους διαγωνιζόμενους πριν από την τελευταία ημέρα του διαγωνισμού. Μόνο 11 οχήματα από τους 36 ημιτελικούς ήταν ακόμα στο κυνήγι. Αυτοί που απομένουν έλαβαν τρεις αποστολές για να ολοκληρώσουν. Στιγμές πριν από τον αγώνα, οι ομάδες έλαβαν λεπτομέρειες για τις μυστικές αποστολές τους, τις πληροφορίες που παρασχέθηκαν ως αρχείο ηλεκτρονικού υπολογιστή σε μια κίνηση USB άλματος που δόθηκε στον ηγέτη της κάθε ομάδας. Κάθε αποστολή ήταν διαφορετική, απαιτώντας το όχημα να διαπραγματευτεί μέσω της μερικές φορές βαριάς κίνησης DARPA. Για να είναι κερδοφόρο, ένα όχημα έπρεπε να ολοκληρώσει με επιτυχία και τις τρεις αποστολές σε λιγότερο από έξι ώρες.

Κατά την πρώτη ματιά, ο σχεδιασμός ενός αυτοκινήτου με αυτοκατοχή μπορεί να φαίνεται αδύνατο. Αλλά πραγματικά, "είναι απλά μια επέκταση της σημερινής τεχνολογίας", λέει ο Michael Darms, μηχανικός της ομάδας Tartan Racing. "Ο έλεγχος ταχύτητας, ο οποίος αποτελεί ένα πρώτο βήμα, ήταν εδώ και δεκαετίες."

Ο Darms απαριθμεί πολυάριθμα παραδείγματα υφιστάμενων αυτοκινήτων που χειρίζονται όλο και περισσότερα καθήκοντα οδήγησης. Πολλά αυτοκίνητα πολυτελείας έχουν έξυπνο σύστημα ελέγχου ταχύτητας ταξιδίου που διατηρεί αυτόματα μια ασφαλή απόσταση από τα αυτοκίνητα που βρίσκονται μπροστά. Επιπλέον, ορισμένοι διαθέτουν συστήματα πρόωρης πέδησης που χρησιμοποιούν ραντάρ για την πρόβλεψη συντριβής και την προφόρτιση των φρένων για ταχύτερη διακοπή.

Αλλά τα οχήματα στο Urban Challenge πρέπει να ξεπεράσουν απλά την αφαίρεση του ποδιού του οδηγού. Πρέπει να αφαιρέσουν τον εγκέφαλο του οδηγού. Κάτι τέτοιο απαιτεί μεγάλη τεχνολογία. Χρησιμοποιούνται εδώ ραντάρ, LIDAR (ανίχνευση φωτός και εύρος φωτισμού), γυροσκόπια και αισθητήρες μηχανικής όρασης, τα οποία εκτυπώνουν μια απίστευτα λεπτομερή ψηφιακή εικόνα της περιοχής που περιβάλλει το όχημα για χρήση από τον ενσωματωμένο υπολογιστή. Τα συστήματα ελέγχου περιλαμβάνουν εξελιγμένα συστήματα "fly-by-wire" που μετατρέπουν τους τροχούς του αυτοκινήτου και εφαρμόζουν τα φρένα του. Και τα συστήματα GPS που χρησιμοποιούνται είναι απίστευτα ακριβή, λέγοντας στο αυτοκίνητο όπου βρίσκεται μέσα σε λίγα εκατοστά.

Οι ομάδες στο Urban Challenge κυμαίνονται από τεράστιες ομάδες από εταιρίες και πανεπιστήμια με χρηματοδότηση εκατομμυρίων δολαρίων πίσω τους, σε ομάδες πέντε ή έξι tinkerers που τροποποίησαν τα προσωπικά τους αυτοκίνητα. Όπως θα περίμενε κανείς, όσο μεγαλύτεροι είναι οι πόροι, τόσο καλύτερα θα είναι τα αυτοκίνητα με αυτο-οδήγηση, γιατί τα χρήματα έχουν σημασία. Αλλά όλα τα αυτοκίνητα ρομπότ εδώ, ακόμα και τα χαμηλού προϋπολογισμού, εκτελούν αξιοθαύμαστα. Ακολουθούν μερικές τυπικές καταχωρίσεις Urban Challenge, που κυμαίνονται από τις πιο απλές έως τις πιο περίπλοκες.

Απλούστερη: Ody-Era

Ενώ άλλοι συμμετέχοντες έχουν εργασίες βαφής που διακηρύσσουν Ford, Caterpillar και Google ως χορηγούς, τα διακριτικά του Ody-Era περιλαμβάνουν το ιταλικό μπιστρό Papa και το Mac's Fabrication Shop. Η Ody-Era, ένας Mercury Mariner του 2008 από το Kokomo, Ind., Μπορεί να μην είναι η πιο εξελιγμένη, αλλά οι κατασκευαστές της έχουν νόμιμα προσόντα να ανταγωνίζονται στο DARPAtown εναντίον ομάδων χίλιες φορές μεγαλύτερες και πλουσιότερες. Έδειξαν ότι μερικοί κατασκευαστές που εργάζονται σε ένα γκαράζ στο σπίτι μπορούν να προσπαθήσουν ακόμα και τα πράγματα.

"Έχουμε ξοδέψει συνολικά λιγότερα από 20.000 δολάρια στο όχημά μας", λέει ο Rick Bletsis, η κινητήρια δύναμη πίσω από αυτό το αυτοκίνητο με αυτοκατοχή. Ωστόσο, η Ody-Era κατέκτησε πολλά επίπεδα ανταγωνισμού για να ανταγωνιστεί στην Urban Challenge στο DARPAtown.

Σε αντίθεση με τους περισσότερους ανταγωνιστές, η Ody-Era βασίζεται κυρίως στο μηχανικό όραμα για να κατευθυνθεί μέσα από την πορεία. "Χρησιμοποιούμε φθηνές ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές εκτός δρόμου και έναν επιτραπέζιο υπολογιστή για να αισθανόμαστε το περιβάλλον. Ένας τοπικός αγρότης μας μπόρεσε το GPS John Deere από τον ελκυστήρα του, "λέει ο μέλος της ομάδας και μηχανικός λογισμικού Mahesh Chengalva.

Με την απλότητα ως το σύνθημα, το αυτοκίνητο χρησιμοποιεί ένα πρόγραμμα που αποτελείται από μόνο 4.000 γραμμές κώδικα της Visual Basic για να οδηγεί η ίδια. Αντίθετα, αυτό με τις εκατοντάδες χιλιάδες γραμμές κώδικα μέσα στους αλγόριθμους ελέγχου πολλών ανταγωνιστών.

Η Ody-Era πέρασε αρκετά εμπόδια κλειδιά, αλλά σταμάτησε πολύ πριν από τους τελικούς, αναποδογυρίζοντας ένα πρόβλημα με τον υπολογιστή που διέταξε το σύστημα διεύθυνσης οδήγησης με καλώδιο.

Η ομάδα έχει λίγες απογοητεύσεις. "Κάναμε το καλύτερο δυνατό, αυτό είναι το μόνο που μπορούμε να πούμε", λέει ο Bletsis. "Η τεχνολογία μας είναι τόσο μυθική, κανένας άλλος εδώ δεν μοιάζει πολύ."

Απλούστερο: Σχέδιο Β

Εάν η πρώτη ιδέα δεν λειτούργησε, τότε ίσως ήρθε η ώρα να εξετάσουμε το Σχέδιο Β. Πολλοί θα το θεωρούσαν εκπληκτικό ότι δύο αδέλφια που διαχειρίζονται μια ασφαλιστική εταιρεία στη Νέα Ορλεάνη θα είχαν το ενδιαφέρον και την τεχνική τεχνογνωσία για να αναπτύξουν αυτόνομο όχημα ικανό να ανταγωνιστεί με μεγαλύτερες, πλουσιότερες ομάδες όπως η Tartan Racing και το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. Αλλά οι γκρίζοι αδελφοί είναι σοβαροί για τους οδηγούς ρομπότ και έχουν αναπτύξει το δικό τους αυτόνομο όχημα που ονομάζεται Σχέδιο Β.

Το Σχέδιο Β είναι ένα Ford Escape Hybrid γεμάτο με αισθητήρες και βασισμένη στο Linux ευφυΐα υπολογιστών. Αν ο χάρτης σας είναι καλός, λένε, πρέπει απλώς να πείτε στο όχημα το πού να πάει και να αφήσει το SUV να βρει τον δικό του τρόπο.

Για μόλις $ 365.000, δώστε ή πάρτε μερικές χιλιάδες, η Team Grey Racing θα σας πουλήσει ένα πραγματικό, ζωντανό αυτόνομο όχημα, συνοδευόμενο από ένα σύστημα GPS της Oxford Technical Solutions με ακρίβεια 10 εκατοστών, έναν αισθητήρα LIDAR υψηλής ευκρίνειας Velodyne 3D, - Σύστημα διεύθυνσης και πέδησης καλωδίων και έξυπνο υπολογιστή οδήγησης AVS-2 της Grey Racing με ανίχνευση εμπόδιο και δυνατότητες δυναμικής ανατροφοδότησης.

Η ομάδα Grey Racing έκανε πολύ καλά στο DARPA Grand Challenge του 2005, είναι μία από τις πέντε ομάδες που τελείωσε. Θα ήταν θαύμα αν η μικρή ομάδα Γκρέι είχε φτάσει στους τελικούς στην Αστική Πρόκληση του 2007. Αλλά αυτή τη φορά δεν υπήρχε θαύμα, διότι το Σχέδιο Β ήταν στο τελικό κομμάτι, την ημέρα πριν από την τελική εκδήλωση.

Δεν είναι απλό: αφεντικό

Το αφεντικό, ένα αυτόνομο Chevy Tahoe του 2007, μοιάζει με το New York Yankees: είναι μια τεράστια νομισματική επένδυση των οποίων οι χορηγοί αναμένουν μια μεγάλη ανταμοιβή. Η ομάδα Tartan Racing, μια ένωση πανεπιστημιακών, μηχανικών και φοιτητών από το πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, τη General Motors και την Continental AG μεταξύ άλλων, δημιούργησε το Boss, εξοπλίζοντας το με μια πολύπλοκη σειρά ραντάρ, αισθητήρες λέιζερ και έλεγχο μέσω καλωδίου συστήματα.

Η τεχνολογία αυτή δεν είναι φθηνή και ένα έργο πολλών εκατομμυρίων δολαρίων όπως το Boss απαιτεί τους συνδυασμένους οικονομικούς πόρους πολλών παγκόσμιων ομίλων. Πείτε τι θα κάνετε σχετικά με την κομψότητα και την επινοητικότητα του σχεδιασμού. στο τέλος, μιλάμε για χρήματα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι Γιανίκες κερδίζουν τόσο συχνά.

Η πρώτη θέση και το μεγάλο βραβείο αξίας 2 εκατομμυρίων δολαρίων πήγαν στο Boss του Tartan Racing, για την ολοκλήρωση και των τριών αποστολών 20 λεπτά μπροστά από τον αγώνα. Ο Junior του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ ήρθε σπίτι με επιταγή για 1 εκατομμύριο δολάρια, και ο σπάνιος Οντίν της Virginia Tech πήρε μισό εκατομμύριο.

Όλες αυτές οι ομάδες ήταν βαθιά τσέπες και φορτωμένες με τα καλύτερα τεχνικά μυαλά διαθέσιμα οπουδήποτε. Όμως, οι μεγάλης σκέψης ερασιτέχνες δεν πρέπει να αποθαρρύνονται. Όπως λένε στη Νέα Ορλεάνη και στο Kokomo, περιμένετε μέχρι την επόμενη φορά.



Μπορεί Να Σας Ενδιαφέρει

Χρησιμοποιώντας Quadrotors για να συναρμολογήσετε ένα κτίριο

Χρησιμοποιώντας Quadrotors για να συναρμολογήσετε ένα κτίριο


Αντιστοίχιση με την ανοικτή οικολογία

Αντιστοίχιση με την ανοικτή οικολογία


Crafty Events

Crafty Events


Arduino 1.0 είναι έξω: Εδώ είναι τι πρέπει να ξέρετε

Arduino 1.0 είναι έξω: Εδώ είναι τι πρέπει να ξέρετε