Как занять первое место на «РобоКроссе»: интервью сотрудника МАИ «Занимательной робототехнике»

20 июля перед приемной комиссией Московского авиационного института посетителей встречали дроны, коптеры, двухсредный батискаф, робот «Ночной охотник», пенолеты — вуз устроил мини-выставку технологий для своих будущих студентов. Разумеется, она была бы неполной без недавнего победителя «РобоКросс-2016» — беспилотного автоматизированного снегоболотохода команды «ФАУСТ» МАИ.

Ассистент кафедры «Информационно-управляющие комплексы летательных аппаратов» факультета «Робототехнические и интеллектуальные системы» Андрей Войсковский рассказал об участии студентов в разработке для «РобоКросса», а также о том, как автомобили-роботы спасут здоровье водителя, жизнь пожарного и, в конце концов, появятся на каждой городской улице.

— Андрей, как вообще появился ваш транспорт на «РобоКроссе»?

Три года назад к нам обратилась компания «Пелец» с предложением автоматизировать их снегоболотоход. Это как раз совпало с проведением очередных соревнований «РобоКросса», в которых МАИ участвует чуть ли не с самого начала их проведения. В короткие сроки нам удалось оборудовать предоставленный образец гусеничного транспорта и даже по прибытии на место пройти квалификацию...

— Не могли бы вы пояснить формат этих соревнований?

— «РобоКросс» представляет собой испытания беспилотных машин: соревнуются легковые автомобили, газели, аппараты собственной конструкции и вот наш мини-танк. Основная задача — проехать трассу с различными препятствиями как можно быстрее. Кроме этого там масса побочных факторов, которые тоже учитываются. Само соревнование проходит в несколько этапов.

Во-первых, необходимо было протестировать транспорт на безопасность и соответствие регламенту соревнований.

Во-вторых, пройти квалификацию — показать, что транспортное средство способно самостоятельно передвигаться по трассе.

И, в-третьих, совершить две зачетные попытки по прохождению трассы.

Так вот, два года назад мы прошли квалификацию, но не приняли участие в финальном заезде по причине механических неполадок. На следующий год мы были более подготовленными, и наш болотоход самостоятельно преодолел большую часть трассы. В результате даже выиграли приз в номинации «Лучшее техническое решение». Ирония, однако, заключается в том, что как раз техника и не позволила нам тогда доехать до конца, хотя разработанные нами алгоритмы, да и проект в целом показали свою жизнеспособность.

— А в этом году заняли первое место. Досовершенствовали?

— В этом году удалось значительно повысить качество сборки, мы перешли на печатные платы, блочные модули... USB, ноутбук и wi-fi, конечно, хороши, но когда ты переходишь из лабораторных условий в реальные, то все это начинает тормозить и зависать.

— Если судить по вашим словам, то в этот раз все сложилось практически идеально.

— Что вы, конечно, нет — часть блоков, реализованных в прошлом году, мы не успели переделать по новым технологиям. По этой причине пришлось использовать оператора, так что полной автономности не получилось. Но условия, отмечу, были очень неблагоприятные — периодически шёл проливной дождь. Так что мы отработали максимум своих возможностей — многие наши соперники просто не доехали.

— Вы доехали — достигли своей главной цели.

— Наша главная цель — обучение студентов, мы пытаемся реализовать большую инженерную задачу их руками, к теоретическим знаниям, полученным на лекциях, добавить бесценный практический опыт. Разумеется, они его получают под нашим руководством — моим и другого сотрудника вуза Ильи Постоева. В этом году в работе приняло участие шесть ребят, которые смогли на практике не только «пощупать» изучаемые технологии, но и в полной мере поучаствовать в процессе создания и обкатке новой техники. Например, Илья Мохов у нас отвечал за выведение информации на сенсорный экран — карты местности, данных с лазерного сканера, состояния проводов. А вот Михаил Стрельцов и Павел Кулажко поучаствовали в оборудовании штатной машины приводами управления. Михаил также был техником на трассе и, можно сказать, рисковал жизнью.

— Даже так?

— Ну, как минимум, здоровьем — бегал с аварийной кнопкой за болотоходом под проливным дождем. На самом деле это очень ответственная задача — были прецеденты, когда беспилотные машины сходили с ума и пытались кого-то задавить. Кнопка нужна для того, чтобы мгновенно вырубить робота, если что-то пойдет не так, ведь тут именно испытания, а не показательные выступления отработанной до совершенства техники.

К следующим соревнованиям ребята перейдут на четвертый курс, наберутся знаний, опыта и уже дозреют до создания собственных алгоритмов — согласитесь, это принципиально новый уровень. Впрочем, Тимур Коноплев уже непосредственно поучаствовал в программировании коробки управления.

Для участия в конкурсе к каждому транспортному средству необходимо предоставить инженерную книгу, этим пришлось заниматься Лилии Садыковой — она составляла техническую документацию, что, поверьте, не так-то просто.

Также в следующем году организаторы «РобоКросса» планируют ввести дополнительный сценарий — заезд в городских условиях, а не только а-ля кросс-кантри. В дополнение к снегоболотоходу мы создадим с нуля колесное транспортное средство именно для этого испытания. Вот, кстати, работа Насти Гончаревич по видеообработке ведется с прицелом на будущее — распознавание дорожных знаков, сигналов светофора и прочее. Хоть ее алгоритмы и будут использоваться только в следующем году, в этом уже их испытали в полевых условиях — есть над чем подумать, что совершенствовать.

— В общем, не зря съездили?

— Да, такие поездки крайне важны — кроме абстрактных материй приходится осваивать и более приземленные дисциплины — ту же науку о контактах. Вот что действительно сложно, а не навигация и управление.

— Стандартный обывательский вопрос — использование.

— Насколько я знаю, у компании «Пелец» уже были предзаказы от китайских партнёров. Практическое использование — пожары, заражённая местность, прокладка кабелей. Сейчас огромные беспилотные грузовики используются в карьерах. У нас масштаб поменьше, но идея та же: использовать там, где есть риск для водителя.

— А помимо карьерных грузовиков сейчас беспилотные автоматизированные автомобили где используются?

— Если говорить без лукавства, сейчас все обкатывают технологии и, наверное, нельзя сказать, что на сегодняшний момент использование беспилотных автомобилей полностью экономически оправдано. Правда, это лишь пока не решится ряд проблем.

Как вы понимаете, основная из них — случайные факторы. Пока никто не может предусмотреть все возможные сценарии развития событий. Уже существуют работающие прототипы автопилотов, которые могут сами ехать в полосе, перестраиваться, парковаться, даже соблюдать правила дорожного движения на перекрестках, но все они предполагают наличие человека «на всякий случай». Бросить машину в одиночестве на произвол судьбы в неизвестной местности, чтобы при этом она гарантировано добралась до заданной точки — это пока трудновыполнимая задача. Но тут, повторюсь, вопрос в накоплении практического опыта инженерами. Ну и для широкого распространения беспилотной техники, конечно, важна цена комплектующих. Мы идем по пути минимализма: самое дорогое, что у нас есть — это лидар за 400 000 рублей. Другие, например, используют несколько объёмных сканеров, которые стоят по четыре миллиона каждый.

— Да уж, пилотируемые куда дешевле.

— А человеческая жизнь вообще бесценна. Как пример: «РобоКросс» проходит на полигоне ГАЗа, и рядом с лагерем участников располагается тестовая трасса для газелей. Там целыми днями автомобили наматывают круги по брусчатке, чтобы потом посмотреть, что отвалилось от тряски, какие болты открутились. А в машинах, между прочим, сидит водитель, который за пару лет такой работы гробит свое здоровье. И здесь говорить о миллионах просто мелко. Кстати, поэтому ГАЗ и стал одним из соорганизаторов «РобоКросса» — они хотят убрать человека из этой газели, сделать её полностью автоматизированной.

— Вы правы, но как скоро производство таких автомобилей можно будет удешевить для того, чтобы работник здоровье не гробил?

— Сроки я назвать, конечно, не готов. Но с другой стороны, вся доступная сейчас персональная техника — от ПК до смартфонов — основана на технологиях, бывших когда-то неимоверно дорогими. Перед тем, как перекочевать на столы и в карманы обывателя, все эти технические решения были накоплены и отработаны. Думаю, то же ждет и беспилотный автоматизированный транспорт — наступит час Х и мы увидим его на каждой улице.