«Глаза» для беспилотников

Безусловно, будущее за беспилотным транспортом. Но, чтобы он функционировал эффективно и безопасно, необходимо безупречно ориентироваться в окружающей обстановке. Недавно в Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» разработали микроэлектронный трансивер, обеспечивающий работу «зрения» у автопилотируемых систем.

Это первая российская разработка такого рода. Пресс-служба НИЯУ МИФИ сообщает, что, несмотря на простоту и компактность, новая технология является существенным шагом к внедрению полностью автономного и безопасного транспорта.

Системы технического зрения сегодня работают на основе анализа радио- и оптических сигналов. Их передает, улавливает и усиливает устройство, которое называется радиотрактом. Оно состоит из нескольких трансиверов – передатчиков, которыми снабжаются автопилотируемые системы.

Однако у таких систем есть существенные недостатки. Самый простой пример – это робот-пылесос. В инструкциях к этим устройствам, как правило, написано, что датчики позволяют им успешно обходить препятствия. Но на деле роботы не всегда «видят» эти преграды, вернее, столкнувшись с ними, часто не могут их преодолеть и застревают.

Но если в случае с уборкой это не критично, хозяин может просто подойти и вернуть пылесос в рабочее состояние, заново задав программу, то представьте себе, что случится, если подобная ситуация возникнет при пользовании транспортным средством.

Допустим, вызвали вы такси без водителя. Маршрут легко вычисляется по навигатору. Но понятно, что вы не одни на трассе, там есть и другие машины и объекты. Могут возникать и нештатные ситуации: скажем, по пути следования произойдет затор, на трассу рухнет дерево или кто-нибудь решит перейти дорогу в неположенном месте.

Сможет ли такси-автопилот оперативно среагировать на подобные ситуации? Если за рулем человек, то он будет принимать решения в зависимости от окружающей обстановки, предположим, затормозит или объедет препятствие. А как будет действовать роботизированная система?

Конечно, может случиться и так, что беспилотное такси тоже остановится или составит новый, объездной, маршрут. А что, если система вовремя не сориентируется или оценит обстановку неверно и в результате вы не сможете продолжать путь или же вообще попадете в аварию? А если это беспилотное летающее устройство с пассажирами внутри? Представляете масштабы бедствия?

Именно поэтому на наших улицах пока еще не видно ни беспилотных автомобилей, ни летающих такси. Технически такие устройства уже существуют, но их «зрение» еще не настолько совершенно, чтобы можно было поручиться за безопасность пользователей.

Правда, определенные шаги к этому делаются. Так, главный дизайнер по продуктам Nissan Масато Иноуэ вместе с коллегами создал модель автомобиля Nissan pivo 2 concept. Суть проекта в том, что рядом с водителем сидит робот-помощник, который контролирует все его действия на дороге.

Встроенные по всему корпусу глаза-камеры обеспечивают полный круговой обзор, а также распознают ваши эмоции. Робот следит, чтобы вы не уснули за рулем, а если вас клонит в дрему, подскажет, где находится ближайший мотель или гостиница… Еще он умеет ловко парковаться благодаря колесам автомобиля, способным вращаться на 90 градусов, и такой же крутящейся кабине.

Сегодня уже существуют многочисленные интерфейсы, способные считывать сигналы нашего мозга и передавать их электронным устройствам. Что же мешает использовать эту идею при управлении транспортными средствами? Merc Cyborg, он же Mercedes F400, оборудован уникальной подвеской с индивидуальным электроприводом для каждого из колес. При этом такие привычные вещи, как руль, рычаг переключения передач и педали, там отсутствуют.

Зато над водительским сиденьем расположен купол, способный считывать мозговые импульсы. Правда, пока новинка еще только в проекте, но разработчики уверены, что уже к 2040 году такая технология станет реальностью.

Тем не менее все эти ноу-хау подразумевают все же наличие в транспортном средстве водителя или, по крайней мере, оператора, который будет управлять машиной хотя бы дистанционно. А если там сидит пассажир, не имеющий особых навыков управления?

Трансивер, о котором пойдет речь, создан на собственной технологической базе НОЦ «Нанотехнологии» НИЯУ МИФИ на техпроцессе GaAs 150 нм. «Разработанный трансивер предназначен для радарных систем технического зрения диапазона 24-25 ГГц с частотной модуляцией, – прокомментировал начальник отдела разработки Инжинирингового центра НИЯУ МИФИ Владимир Клоков. – Устройство включает в себя радиотрансивер, излучатель и приемник.

Наша схема позволит уменьшить размеры радара, что приведет к увеличению количества сенсоров и, соответственно, как к повышению качества технического зрения, так и к созданию систем помощи водителю нового поколения с обзором в 360 градусов».

По словам специалистов НИЯУ МИФИ, в первом отечественном образце радиотракта на одном кристалле объединены сразу все три основных компонента устройства. Эта фишка позволяет серьезно упростить и удешевить создание систем технического зрения, а также ускорит практическое внедрение транспортных средств, которые будут полностью автономными.

В ходе испытаний выяснилось, что образец по своим характеристикам нисколько не уступает известным рыночным аналогам. Но, конечно, еще есть куда развиваться. Как рассказали разработчики, в перспективе планируется создать на базе НИЯУ МИФИ новый образец трансивера, действующего на частотах 75-80 ГГц.

Это позволит не только значительно повысить разрешающую способность радаров, но и разработать новые микроэлектронные компоненты, в которых будут применяться технологии интегральной фотоники, способные анализировать одновременно радио- и оптические сигналы.

Остается надеяться, что в один прекрасный день мечта о беспилотном транспорте все же обернется реальностью. И мы не будем бояться в него садиться!

Ирина ШЛИОНСКАЯ