Пешеходовая часть: манекены с «неубиваемыми» ногами ускорят разработку беспилотных авто
- Статьи
- Наука и техника
- Пешеходовая часть: манекены с «неубиваемыми» ногами ускорят разработку беспилотных авто
В России разработали новый испытательный комплекс для тестирования систем помощи водителям автомобилей. В его основе лежит устройство, управляющее манекеном и позволяющее ему с высокой точностью имитировать движение человека при переходе проезжей части. Это дает возможность системам ИИ и «умным» камерам воспринимать искусственного пешехода как реального и отрабатывать корректные маневры для предотвращения аварийных ситуаций. Дополнительное преимущество комплекса — ударопрочная конструкция: устройство выдерживает столкновения на скорости 80 км/ч и выше, что позволяет использовать его многократно. При этом эксперты отмечают, что разработчикам предстоит провести тестирование и сертификацию системы для подтверждения ее соответствия установленным стандартам.
Как манекен имитирует живого пешехода
Ученые из Нижегородского государственного технического университета имени Р.Е. Алексеева разработали и запатентовали инновационный комплекс для испытания систем помощи водителю. В его основе — устройство, которое позволяет манекену, имитирующему пешехода, с высокой точностью моделировать ходьбу, бег, внезапную остановку и другие способы передвижения человека.
Комплекс дает возможность в ходе испытаний максимально реалистично моделировать дорожные ситуации и проверять работу систем в условиях, близких к настоящим. Разработка, в частности, актуальна для тестирования беспилотных комплексов с искусственным интеллектом.
Планируется, что новые «умные» манекены будут использовать при сертификации автомобилей как отечественного, так и иностранного производства.
— Современные транспортные средства оснащены сложными системами помощи водителю, которые, например, позволяют выполнить экстренное торможение или предупреждают о возможном столкновении. Для проверки корректной работы такой электроники используют манекены. При этом устройства должны обладать человекоподобной биомеханикой. Именно этого эффекта помогает добиться наша разработка: сервоприводы устройства позволяют с высокой точностью имитировать движения человека, — рассказал «Известиям» руководитель производственного отдела Цента развития промышленной робототехники НГТУ Антон Золотов.
Кроме того, авторам проекта удалось добиться плавности и точности движений манекена. Устройство также позволяет имитировать испуг и другие стрессовые реакции человека. Всё это дает возможность системам ИИ и «умным» камерам воспринимать манекен как реального человека.
— К преимуществам изобретения относится и возможность задавать программными методами разнообразные режимы движения манекена. Это отличает разработку от зарубежных аналогов, где применяются двигатели постоянного тока, которые механически отклоняют ноги на заданный угол. В результате отсутствует возможность регулировать такие параметры, как ширина и скорость шага. В нашем комплексе реализованы дистанционная настройка и управление испытательным устройством без необходимости залезать в механизм с отверткой, — пояснил Антон Золотов.
По его словам, само устройство управления расположено в тазовой области искусственного пешехода. Оно оснащено ударопоглощающими поверхностями, что делает изделие неуязвимым при столкновении с автомобилем даже на скорости до 80 км/ч. При этом ноги манекена соединены с телом с помощью магнитов. Таким образом, при аварии они отлетают в сторону, а потом легко вновь присоединяются. Это позволяет быстро восстановить испытательный комплекс, чтобы продолжить исследования, пояснил Антон Золотов.
Почему важны натурные испытания новых автомобилей
Во время испытаний ученые сопоставили кинематику манекена с поведением реальных людей на проезжей части. Результаты показали высокую степень повторяемости движений искусственного пешехода по сравнению с человеком. В настоящее время разработчики приступили к практическому внедрению устройства в состав испытательного оборудования, используемого на автополигонах.
— Любая техника в ходе разработки тестируется. Эти мероприятия имеют частные и отраслевые особенности. Например, в медицине важна проверка на токсичность материалов, а в автотранспорте — испытание материалов и конструкций на прочность и на разрушение. В том числе проводят краш-тесты, в которых задействуют манекены. Поэтому идея сделать частично многоразовый манекен выглядит логично. Это уменьшит затраты на оборудование и на проведение испытаний в целом, — рассказал «Известиям» заведующий кафедрой инжиниринга технологического оборудования НИТУ МИСИС Алексей Карфидов.
Он добавил, что в настоящее время российские компании ведут разработку и сертификацию ряда новых отечественных транспортных средств. Среди них — электромобиль «Атом», тяжелый грузовик повышенной проходимости БАЗ и другие. В дальнейшем планируется выпуск новых модификаций этих машин, в том числе оснащенных системами беспилотного управления.
По его словам, спрос на испытания автомобилей будет только расти, и создание передового отечественного комплекса — важная часть технологического суверенитета страны. Наличие надежного и многоразового манекена станет значительным преимуществом для автомобилестроителей. В то же время разработчикам предстоит провести тестирование и сертификацию устройства для подтверждения его соответствия установленным стандартам.
— Безопасность комплексов на основе искусственного интеллекта необходимо постоянно проверять. Это обусловлено тем, что такие системы слабо интерпретируются. То есть люди не всегда могут понять, почему они приняли то или иное решение. Эта непрозрачность может привести к опасным и неожиданным ситуациям на дороге, а также дает возможность манипулировать такими системами, — считает руководитель научной группы «Автономное зрение» Института AIRI Дмитрий Сенюшкин
Один из примеров — атаки на автомобильные ИИ-системы с помощью преднамеренного размещения рисунков, дорожных знаков или реалистичных плакатов с изображением людей на проезжей части, пояснил он. В результате беспилотный автомобиль может воспринять ложное предупреждение или угрозу как реальное препятствие и совершить опасный маневр. Поэтому такие системы необходимо тестировать с использованием различных средств, чтобы убедиться в правильной реакции на реальные опасности.
При этом сам протокол испытаний должен максимально приближаться к реальным дорожным ситуациям. Манекены с неестественным поведением снижают качество тестирования систем.
