Что бы вы почувствовали, если, сев в такси или автобус, не увидели за рулем водителя? А вместо него всем процессом управляет компьютер. Страх? Или, наоборот, уверенность, что вас доставят до пункта назначения в целости и сохранности?
- Это возможно только в далеком будущем, - скажете вы.
А вот и нет! Уже сейчас на различных автозаводах и технических институтах идут испытания автопилота для наземного транспорта.
Да и далеко ходить не надо – в Сарове такой автомобиль тоже есть. Нам удалось прокатиться на ГАЗели, управляемой экспериментальной системой автопилота от воспитанников Школы информатики «ВЕКТОР++».
Над проектом интеллектуальных робототехнических систем (ИРС) для наземного транспорта работает уже не одно поколение векторчан. Все начиналось с разработки автопилота для игрушечной машинки. Потом разработку решили адаптировать на настоящий автомобиль. Так появились проекты «Система распознавания дорожных знаков и сигналов светофоров»«Система контроля усталости водителя» и «Интеллектуальная система управления дорожным движениемSmartCityTraffic».
«Мы прошли путь от движения модели по датчикам до нейросетей. И пришли к разработке собственной версии компьютерного зрения, ключевые алгоритмы которой основаны на нейросетях. Суть работы в создании оптимального алгоритма распознавания дорожных знаков, а также системы определения усталости водителя. Так появился ВЕКТОР-мобиль – беспилотник, умеющий распознавать дорожные знаки, разметку, нужным образом реагировать на появление в зоне движения пешеходов. И за несколько лет из одиночного автомобиля выросла система управления транспортным потоком в целом», - так описывает изобретение один из разработчиков проекта и выпускник «Вектора» Максим Бушуев. Сейчас парень учится в НГТУ им. Алексеева.
Максим получил первую свою медаль в 15 лет в Японии. Это было серебро Международной выставки юных изобретателей InternationalExhibitionforYoungInventors (IEYI-2017) за разработку роботизированной умной транспортной системы. С этой поездкой связана забавная история, которую нам поведал научный руководитель школы «ВЕКТОР++» Игорь Уточников: «Многие наши ученики являются фанатами аниме. Нам предложили поучаствовать в конкурсе юных изобретателей, проходившем в Японии. В короткие сроки нужно было представить крутой проект. И я решил замотивировать Максима: «Хочешь побывать в магазине аниме в Японии? Нужно за два месяца сделать систему распознавания дорожных знаков». И Максим выполнил это условие, мы съездили в Японию, представили там свой проект, получили признание. Именно поэтому, наш экспериментальный автомобиль разрисован аниме-героями».
Испытания проходят в технопарке «Саров». Территория закрытая с редким транспортом и пешеходами. Мы подходим к автомобилю. И пока ребята настраивают компьютер, пытаемся выяснить тонкости работы системы автопилота.
Как известно, автопилоты давно есть на самолетах и судах. Их используют, когда нужно просто вести машину по заданному курсу.По закрытой территории ИЦ «Сколково» уже курсирует беспилотный пассажирский транспорт.
В прошлом году учащиеся «ВЕКТОР++» побывали на встрече с исполнительным директором ГАЗ и экскурсии на экспериментальное производство завода.
Игорь Уточников: «Нам удалось изучить опытный образец беспилотной «ГАЗели» - и мы увидели наши идеи, воплощенные в жизнь! Причем, в ходе обсуждения выяснилось, что мы самостоятельно пришли к тем же выводам, что и разработчики ГАЗ. Например, по итогам экспериментов отказались от использования в нашем ВЕКТОР-мобиле лазерного радара: он не работает в непрозрачных средах – в тумане, при дожде, снеге. Построили свой автопилот на базе многомодальной системы, совмещающей в единую картину сигналы радара и компьютерного зрения. А вот в алгоритме распознавания дорожных знаков у нас свое решение – на этом участке мы отказались от нейросетей и заменили их линейными алгоритмами, потому что это ускоряло работу в десятки раз».
Что же собой представляет автопилот воспитанников «ВЕКТОР++»?
«Пока наша система может только управлять рулевым колесом. Он умеет распознавать дорожное полотно, разметку. Видит других участников дорожного движения, – рассказывает нам соучастник проекта Илья Аношин. -Заводить мотор, нажимать газ-тормоз приходится вручную. Также мы тестируем систему пока на скорости 10 км/ч. В дальнейшем планируется сделать переключение передач и торможение автоматическим».
«Сейчас мы работаем над увеличением четкости синтетического зрения. На данный момент он различает дорогу, ориентируясь по бордюру или разметке, может выбрать траекторию движения, поворачивает. Может видеть в темное время суток, – дополняет капитан команды разработчиков Глеб Горькаев. - В планах вывести беспилотный автомобиль в полевые условия, т.е. на городскую дорогу».
Глеб Горькаев пришел в «ВЕКТОР++» в возрасте 8 лет. За его плечами участие во всероссийских и международных престижных конкурсах юных инженеров и куча наград. Буквально месяц назад Глеб получил диплом лауреата первой премии в секции «Робототехника» на проходившем XVII Балтийском научно-инженерном конкурсе. В Санкт-Петербурге воспитанник «Вектора» представил на суд учительского жюри работу «Определение дорожного полотна при отсутствии разметки в сложных погодных условиях в системе управления беспилотным автомобилем».
Сейчас юноша заканчивает школу и размышляет над тем, куда пойти учиться. Но, думается, с таким портфолио его любой технический вуз с руками оторвет!
Игорь Уточников: «Движение по траектории в хороших условиях мы испытали, теперь необходимо опробовать в условиях плохой видимости.
Сам проект большой и многогранный, над которым трудилось несколько наших поколений учеников, имеет несколько задач. Сейчас мы работаем над задачей «Определение дорожного полотна при отсутствии разметки в сложных погодных условиях в системе управления беспилотным автомобилем».
Условия для испытания выбрали самые суровые. Мокрый снег не давал четкой картинки. А сломавшиеся дворники только осложняли компьютеру задачу в распознавании дороги. К тому же само дорожное полотно и обочина были занесены снегом, а система обучена ориентироваться по разметке или бордюру.
Ну что ж, на трясущихся ногах забираемся в салон. Впереди на пассажирском сидении- руководитель школы Игорь Владимирович. Именно он заводит мотор и выжимает сцепление. ГАЗель трогается. Ребята отслеживают на мониторе ноутбука, распознает ли автопилот дорогу. Наблюдаю, как рулевое колесо без чьего-либо участия поворачивается, мы едем четко по правой полосе дороги. Скорость небольшая. Участники спокойны, значит, все идет по плану. Периодически приходится останавливаться, чтобы протереть лобовое стекло от капель. Тем не менее, система «видит» дорогу и препятствия.
Испытания прошли успешно! Я ставлю ногу на твердую землю со смешанными чувствами. Все-таки не каждый день удается поучаствовать в испытании экспериментальной модели!
Кстати, с этим проектом юные изобретатели побывали в разных странах, где были отмечены призовыми местами. Сейчас ребята готовятся к «Робокросу» -инженерному конкурсу, где представят свои беспилотные системы студенты вузов. Это будут реальные испытания на одном из полигонов под Нижним Новгородом.
А в сентябре с этим же проектом ребята поучаствуют в международном конкурсе в Казани.
Глеб Горькаев: «Я считаю, наши изобретения полезны человечеству. Мне бы не хотелось, чтобы они полностью заменили человека за рулем, а лишь были помощниками. Довести машину до ума – это месяц продуктивной работы. Буквально недавно мы смогли добавить в систему распознавание границ дорожного полотна, даже если самого полотна не видно.
Да мы уступаем в скорости и исполнении нашего проекта взрослым ученым. Они придут к цели быстрее, у них другие ресурсы. Но нам важнее прийти к этой же цели самостоятельно».
Безусловно, разработка подобных проектов и победа в престижных конкурсах даст неплохую фору ребятам при поступлении в вузы.Но самое главное, считает руководитель школы «Вектор++» Игорь Уточников, мальчишки в раннем возрасте получают представление о том, чем им хочется заниматься. И когда приходит время, ребята не просто выбирают вуз, но и факультет, и кафедру. Конечная цель школы: помочь ребенку выбрать направление - ВЕКТОР, в котором ему интересно заниматься.