Робототехника в транспорте

Автобусы в Сингапуре, паромы в Норвегии, такси в США, ОАЭ, Китае, отдельных регионах России уже имеют беспилотное управление и в полной мере отвечают представлениям фантастов о будущем. Однако перечень существующих роботизированных транспортных средств не ограничен только роботакси. Сюда входят системы автопилотирования самолётов, роботы-погрузчики, самоходные тележки, монорельсовый и рельсовый транспорт. В нашей статье расскажем об основных видах роботов транспортного типа, их возможностях и сферах применения.

Транспортные роботы на производстве и в логистике

Автоматические управляемые машины — AGV

Термин AGV используется для обозначения автоуправляемых роботов, которые движутся по фиксированным маршрутам и предназначены для выполнения повторяющихся задач. Эти устройства используют для перемещения различных грузов, например стройматериалов, оборудования и даже папок с документами.

В зависимости от конструкции AGV подразделяются на три типа:

• роботы-тележки — благодаря компактным размерам могут использоваться на небольших складах или офисах;
• вилочные погрузчики — умеют поднимать и перемещать поддоны с грузом;
• буксировщики — присоединяются к прицепам, буксируя их согласно запрограммированному маршруту.

Для навигации роботы могут использовать проложенные на полу магнитные ленты, GPS, камеры, встроенные лазерные сканеры. Заложенный в AGV алгоритм позволяет технике двигаться только по строго определённым маршрутам. Поэтому, если на пути машины будет стоять препятствие, роботизированное устройство остановится. То есть объехать помеху данное транспортное средство не сможет.

AGV нашли широкое применение в логистике и различных отраслях производства. Например, в цехах фармацевтических компаний они могут перевозить лекарства, в автопроме — перемещать заготовки между конвейерами.

Автономные мобильные роботы — AMR

AMR — усовершенствованная версия AGV. В отличие от AGV, мобильные роботы умеют объезжать препятствия, а затем возвращаться на исходный маршрут. Для этого они используют карты местности, которые составляют с помощью встроенных датчиков.

Чтобы внедрить AMR в складскую логистику или производство, не нужно менять существующую инфраструктуру предприятия. Для запуска интеллектуальной навигации устройства достаточно настроить его интеграцию с системами управления складом или технологическими процессами. Благодаря простоте настройки скорость развёртывания AMR на производстве достаточно высока. 

Возможности грузовых роботов AGV и AMR можно расширить с помощью дополнительных комплектующих. Например, установив кобот, лидар, встроенный блок или заменив навигационный модуль.

Развитие робототехники позволило крупным и средним предприятиям сократить производственные расходы, снизить процент брака продукции, повысить безопасность технологических процессов. 

Среди других преимуществ автоматизации стоит выделить:

• рост объёмов производства;
• снижение расходов на персонал;
• сокращение ошибок при комплектации заказов;
• снижение физической нагрузки на сотрудников — подъём и перемещение тяжестей выполняют механизмы.

Дальнейшее развитие технологий и цифровизации, скорее всего, позволит увеличить число полностью автоматизированных предприятий. Сейчас такие производства в основном принадлежат промышленным гигантам. Например, к ним относятся завод компании Xiaomi в Пекине и Tesla в Калифорнии.

Роботизированные транспортные средства

Роботакси

Несмотря на то что беспилотные такси уже активно используются в некоторых странах, технологии роботакси по-прежнему находятся в стадии активной разработки. 

В России беспилотное такси ездит в трёх локациях:

• наукоград Иннополис в Татарстане,
• район Ясенево на юге Москвы,
• федеральная территория Сириус.

 

В настоящее время в Москве и Сириусе роботакси работает в режиме тестирования, поэтому в кресле водителя сидит испытатель. Он отслеживает ситуацию на дороге и поведение автомобиля, но не вмешивается в процесс управления. В случае экстренной ситуации человек возьмёт управление на себя.

При поездке на роботакси пассажир задаёт команду отправления, пристёгивается, а затем наблюдает, как машина самостоятельно едет по заданному маршруту. Торможение на светофорах и перед пешеходными переходами, перестроение на дорожных развязках, вращение рулевого колеса — все действия автомобиль выполняет без участия человека. Однако такая поездка обычно получается более долгой, так как, в отличие от людей, робот строго следует правилам и не спешит. 

Для безопасной езды роботизированный транспорт комплектуется:

• системами камер с обзором в радиусе порядка 400 метров — они отслеживают расположение других машин и пешеходов, разметку на дороге, дорожные знаки, светофоры;
• лидарами для составления точной 3D-карты местности в режиме реального времени;
• радарами с радиусом действия в пределах 300 метров — служат для измерения расстояния до объектов и оценки скорости их движения;
• программным обеспечением для обработки полученных данных, расчёта оптимального маршрута и допустимой скорости поездки.

Есть у роботакси и минусы. В современных автопилотах нет функции распознавания состояния пассажира. Робот не сможет вызвать скорую помощь в экстренной ситуации или разбудить уснувшего. Однако по мере развития робототехники и высоких технологий решения этих задач тоже могут быть найдены.

Железнодорожная отрасль

В железнодорожной сфере направление беспилотных транспортных перевозок также активно развивается. Так, в России по Московскому центральному кольцу уже курсирует беспилотная «Ласточка». Правда, пока под присмотром машиниста, который находится в кабине, контролирует автоматику, открывает и закрывает двери. В 2026 году РЖД планирует запустить полностью автоматический состав, который не будет требовать присутствия человека.

В настоящее время беспилотные системы работают на пассажирских поездах в двадцати странах мира. Так, в список входят Ванкувер в Канаде, Дубай в ОАЭ, французские Париж, Лилль и Тулуза. В Азии такой транспорт тоже распространён — роботизированные составы курсируют в том числе в Токио, Тайбэе, Пекине, Сямыне. В конце сентября 2024 года вдоль побережья Жёлтого моря был запущен пробный рейс беспилотного углевозного поезда массой более 10 тысяч тонн. Расстояние в 200 километров он преодолел за 2,5 часа.

Беспилотные летательные аппараты — БПЛА

Разработка летающих дронов изначально велась для военных целей: разведки, доставки оборудования и подрывных работ. В настоящее время беспилотники востребованы в десятках мирных отраслей.

Приведём несколько примеров использования БПЛА:

• контроль за ходом строительных и реставрационных работ, в том числе при многоэтажном жилом строительстве;
• осмотр инженерных сооружений и оценка их состояния — например, мосты, промышленные трубопроводы, резервуары, здания в зоне ЧС;
• мониторинг состояния посевов;
• внесение удобрений и обработка полей;
• отбор проб воздуха;
• оценка масштабов стихийных бедствий;
• поиск пропавших людей;
• контроль состояния шахт, оценка риска обрушения после проведения взрывных работ;
• отслеживание перемещений диких животных в заповедниках;
• доставка товаров.

С развитием робототехники БПЛА стали доступны и в развлекательных целях. Простые модели квадрокоптеров на радиоуправлении сейчас можно приобрести практически в любом магазине игрушек или на маркетплейсе.

Автопилотирование в авиации

Самолёты не зря называют самым безопасным видом транспорта. Установленная в них электроника отвечает практически за все процессы управления воздушным судном. 

Автопилот умеет:

• считывать информацию с датчиков для корректировки маршрута и оценки окружающей обстановки;
• изменять скорость и курс в зависимости от погодных и иных условий;
• оптимизировать траекторию полёта, в том числе в условиях плохой видимости или при попадании в турбулентность.

Система автоматической посадки позволяет автопилоту самостоятельно направить самолёт на посадочную полосу. Техника принимает сигналы от радиомаяков, интерпретирует их, корректирует направление и скорость движения. Благодаря этому посадка будет безопасной даже в условиях плохой видимости.

Современные технологии упрощают работу пилота, однако пока не позволяют полностью отстранить человека от управления самолётом. Так, система автоматического взлёта до сих пор остаётся на стадии разработки. При разбеге и подъёме в воздух у автоматики слишком мало ориентиров. К тому же в случае ошибки автопилот не сможет повторить манёвр — заход на второй круг возможен только при посадке. Поэтому процессы взлёта и набора первых метров высоты остаются прерогативой пилота.

Где ещё используют роботизированный транспорт

По мере развития робототехники сфера применения такого транспорта постепенно расширяется. Появляются беспилотные автобусы, электробусы и паромы, грузовые автомобили, картрируются автодороги, разрабатывается и внедряется концепция аэротакси. Существуют даже гоночные робомобили.

Беспилотный транспорт нашёл применение даже в коммунальной и агропромышленной отрасли. Например, гусеничный робот можно превратить в автоматический снегоуборщик, газонокосилку, поливальную систему или устройство для прополки сорняков. Однако пока применение такой продвинутой техники в основном ограничено промышленными и научными компаниями.

Поделиться