Умные автомобили нового поколения
Водитель не нужен: шесть уровней автономности машин
Прошло более трех десятилетий с тех пор, как смарткар с искусственным интеллектом появился в сериале «Рыцарь дорог». И если вы его смотрели, то знаете, что такое пятый уровень автономности автомобиля. Правда, в 1982 году никто не оперировал таким понятием как «уровень беспилотности». Тогда автопилоты считались научной фантастикой, и единственным устройством, которое помогало водителю, был простенький круиз-контроль.
Сегодня же производство «умных» автомобилей — во всяком случае, в США — поставлено на поток. Однако автопилотов (смарткаров пятого уровня автономности), которые могли бы возить людей, все еще нет — это могут делать только машины четвертого уровня, да и то лишь в нескольких городах в мире. На что способны эти автомобили и что же все-таки это такое — уровень автономности? Давайте разбираться.
Уровень 0
Если вы родились в 1980-х, скорее всего, ваша первая машина была нулевого уровня беспилотности. Никаких наворотов, только система уведомлений (звуки и т.д.) — к примеру, Ford Focus 2004 года.
Уровень 1
У машин первого уровня автономности есть адаптивный круиз-контроль (поддерживает переменную скорость движения и обеспечивает безопасное расстояние до впереди движущегося автомобиля), системы помощи при парковке и система предупреждения о сходе с полосы. В большинстве автомобилей есть эти технологии — это, например, Jeep Grand Cherokee 2011 года, Chevrolet Malibu 2015 года и Toyota Corolla 2018 года.
Уровень 2
Автоматизация второго уровня включает в себя системы помощи водителю в управлении рулем, скоростью автомобиля, а также систему помощи движения по полосе. В то же время водитель должен постоянно держать руки на руле, чтобы в случае непредвиденных обстоятельств (например, подрезает другая машина) взять управление машиной на себя. Tesla Model S, X и 3 — пример автомобилей второго уровня беспилотности.
Уровень 3
На третьем уровне стирается грань между существующими технологиями и технологиями, которые мы привыкли считать научной фантастикой. Предполагается, что автомобиль не требует постоянного внимания человека — водитель может не держать руль постоянно. Правда, на третьем уровне автопилот действует только в идеальных дорожных условиях, и производители рассчитывают, что человек сможет вмешаться в ситуацию в любое время — например, если есть угроза аварии.
Audi планировала выпустить модель A8 с функцией Traffic Jam Pilot, которая на многополосных дорогах с разделительным отбойником на скорости до 60 км/ч должна была давать водителю возможность заниматься своими делами. Но из-за сложного правового регулирования в США компании пришлось отложить запуск. Для Audi, как и для остальных автопроизводителей, будущее третьего уровня беспилотности по-прежнему туманно и зависит от нормативных, технических, поведенческих, правовых, деловых аспектов и связанных с ними трудностей.
Уровень 4
Автомобиль четвертого уровня автономности может самостоятельно доехать до пункта назначения, но только при идеальных условиях. Если начнется дождь или снег, водителю придется взять управление машиной на себя. Honda объявила, что к 2026 году разработает автомобиль четвертого уровня. Lyft, Uber и Google также уже давно работают над этой технологией, но на практике их автомобили — нечто среднее между вторым и третьим уровнями. Исключение — дочка Google Waymo, запустившая беспилотное такси четвертого уровня автономности в городе Чандлер, штат Аризона. Для функционирования этих машин не нужен водитель, но и погодные условия там почти идеальные.
Электрокар с искусственным интеллектом: как работают автомобили будущего
Продажи электромобилей стремительно растут: в 2020 году показатель увеличился к предыдущему году на 11% во всем мире и на 30% в России. Правда, в количественном выражении разрыв колоссальный — в мире в этом году было продано 1,78 млн электромобилей, тогда как в России — всего 341 штука. Что собой представляют эти «умные» авто и как они устроены, выясняем на примере электрокара Jaguar I-Pace.
Почему электрокар называется «умным»?
В модели электромобиля, выбранной для тест-драйва, есть проекционный дисплей. Это значит, что информация о скорости и ограничениях показывается не только на приборной панели, но и на лобовом стекле. Важные данные можно увидеть, не отвлекаясь от дороги. А если в навигаторе указать место назначения, на лобовом стекле появится и информация о маршруте.
В авто установлен искусственный интеллект. Как он работает?
Как заряжать электрокар
Есть два типа зарядки:
Руководитель направления зарядных станций для электромобилей компании Schnieder Electric в России и СНГ Дмитрий Головин объяснил, что использование быстрых зарядок подразумевает потерю времени. Такой тип зарядки требует серьезной мощности подключения: ее нельзя поставить в любом месте, так как нужно иметь хороший источник питания. Вторая проблема: зарядная станция далеко, а значит, ехать до нее долго.
Устранить эти сложности поможет установка зарядных станций около бизнес-центров и домов. Если сравнивать стоимость, то одна такая новая «быстрая» станция стоит примерно как 20 обычных.
Недостатки электрокаров
И все же, несмотря на различные нюансы и существующие проблемы, электрокары — это выгодно и удобно. Tesla покупают, потому что в будущем автомобиль запросто может превратиться в iPad на колесах. Покупаете одну машину, а через год обновлений это уже совершенно другой гаджет с улучшенным автопилотом и умной охранной системой.
Подписывайтесь также на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.
ТОП-10 самых «умных» автомобилей в 2020 году
Самые высокотехнологичные автомобили в 2020 году
Автомобили становятся такими же гаджетами, как смартфон или ноутбук. Главными фишками большинства новинок стали разработки в области электроники: цифровая приборная панель, «умная» мультимедийная система, электронные помощники водителя.
За последние лет 10 мы привыкли к «умным» автомобилям. Сегодня никого не удивишь системой удержания машины в полосе движения и адаптивным круиз-контролем. А следить за «слепыми» зонами и помогать при парковке умеют уже бюджетные модели.
Однако есть модели, которые способны удивить своими незаурядными умениями даже искушенного автолюбителя. Танковый разворот, стойка гепарда, виртуальный инструктор – вот небольшой список способностей автомобилей, которые MMR собрал в подборку самых умных машин в 2020 году.
В наш список попали серийные модели, а также концепты, которые находятся на финальной стадии разработки.
Самые «умные» автомобили в 2020 году: ТОП-10
Tesla Model S
В плане высоких технологий электромобили Tesla входят в число лидеров в автомобильном мире. Главная фишка электрокаров Илона Маска – они работают, как смартфон. Компания может активировать или заблокировать практически любую функцию «по воздуху».
Например, без посещения станции техобслуживания Tesla Model S может получить дополнительный запас хода, либо увеличенную производительность силовой установки.
Не менее впечатляющим достижением американской компании является и автопилот, который умеет самостоятельно принимать решения в критических ситуациях и парковать автомобиль без участия водителя. А с недавних пор он также распознает сигналы светофоров и дорожные знаки.
Также Tesla научила свои электрокары «стойке гепарда» – адаптивная пневматическая подвеска меняет дорожный просвет на передней оси, чтобы уменьшить количество поступающего под днище воздуха и, соответственно, подъемную силу.
Polestar 2
Polestar 2 – шведский электромобиль компании, которая принадлежит Volvo и Geely. Автомобиль уже запущен в производство и в автосалонах должен появиться до конца года.
Мультимедийная система электрокара работает на Android. А это значит, что владельцам не нужно подключать телефон через Android Auto. Все сервисы Google уже интегрированы в мультимедиа.
Также Polestar предлагает Phone-as-Key – это технология, которая позволяет получить доступ к электромобилю с помощью смартфона. Виртуальный ключ можно передавать родственникам и друзьям, а также использовать для получения фирменных консьерж-услуг. Например, доставки покупок прямо в машину.
Mercedes EQC
EQC – это первый электрический кроссовер Mercedes. Он имеет пять режимов рекуперации и способен обучать водителя эффективной езде на электрокаре.
Электроника подсказывает водителю наиболее эффективный стиль вождения. Расчеты автомобиль делает, учитывая данные навигационной системы – повороты, перекрестки и уклон дороги. Также EQC может принимать во внимание знаки ограничения скорости и расстояния до автомобилей на маршруте впереди.
Подсказки выводятся на проекционный дисплей. Например, электромобиль может дать рекомендацию убрать ногу с педали газа, если скоро дорога пойдет под уклон.
Rivian R1T
Rivian R1T – первый электрический пикап, который умеет разворачиваться на 180 градусов вокруг своей оси. В компании такую опцию называют Tank Turn, что переводится как «танковый разворот». Правда, провернуть этот фокус можно только на гравийных либо грунтовых дорогах.
Еще одна полезная функция, которая обещана всем моделям марки, это возможность подзаряжать батареи друг от друга.
Пикап дебютировал на автосалоне в Лос-Анджелесе в 2018 году. В движение его приводит силовая установка, в состав которой входят четыре электромотора. Суммарная отдача агрегатов составляет 760 лошадиных сил и 1120 Нм крутящего момента. Первую «сотню» R1T набирает за три секунды.
Porsche Taycan
В электромобиле Taycan представлены самые продвинутые наработки Porsche. Топовый Taycan Turbo S разгоняется до 100 километров в час за 2,8 секунды, а на одной зарядке может проехать 412 километров. Максимальная скорость – 260 километров в час.
Taycan — первый серийный автомобиль, оборудованный электрической системой с напряжением 800 вольт. Пять минут подключения обеспечат 100 километров пробега, до 80% аккумулятор наполняется за 22,5 минуты.
Мехатронику Taycan контролирует «центральная нервная система»: данные с датчиков трехкамерной пневматической подвески, адаптивных амортизаторов, электромеханических стабилизаторов и системы контроля вектора тяги обрабатываются и анализируются в режиме реального времени.
В списке оснащения – «умный» голосовой помощник, который активируется фразой «Hey, Porsche».
Rimac C_Two
C_Two – электрический высокотехнологичный суперкар от хорватской Rimac. Пока автомобиль находится на стадии концепта. Однако компания уже активно проводит его испытания. И успела раскрыть некоторые фишки новинки.
Так, например, купе C_Two оснастят системой искусственного интеллекта, которая будет помогать водителю постоянно совершенствовать свои навыки.
Система использует специальный компьютер для обработки шести терабайт данных в час, собранных с девяти бортовых камер, лидара, радара и 12 ультразвуковых датчиков. Алгоритмы способны анализировать данные, чтобы указывать водителю на конкретные ошибки, помочь исправить их и научить его проходить трассу быстрее.
Кроме того, система способна реагировать на другие транспортные средства и объекты в режиме реального времени.
Audi e–tron
Одна из фишек Audi e-tron – виртуальные зеркала заднего вида. Они представляют собой камеры, картинка на которые выводится на экран в салоне.
Также e-tron оснащен четырехуровневой системой электронного контроля устойчивости и системой выбора режимов движения с семью профилями работы управляющей электроники.
Пневматическая подвеска кроссовера может регулировать высоту кузова в пределах 76 миллиметров: в режиме offroad он поднимается сначала на 35 потом еще на 15 миллиметров, при движении на скорости выше 120 километров в час опускается на 26 миллиметров.
Навигационная система может строить маршрут на основе предыдущих поездок, а также с учетом расположения зарядных станций.
Land Rover Defender
Новый Land Rover Defender можно назвать самым «умным» внедорожником современности. Он ушел далеко вперед от своих не менее легендарных собратьев Suzuki Jimny и Jeep Wrangler.
Прежде всего, «Дефендер» умеет существенно наращивать дорожный просвет. Так, например, штатный клиренс внедорожника с пневматической подвеской – 216 миллиметров. Ничего выдающегося. Однако он может приподняться на пневматических баллонах до впечатляющей высоты в 291 миллиметр.
Но и это еще не все. Если электроника видит, что машина «сидит» на брюхе, то приподнимет ее на 35 миллиметров. А если не хватит и этого, то водитель может принудительно нарастить просвет еще на 35 миллиметров, доведя его до фантасмагорической величины — 361 миллиметра.
Также теперь Defender может обновлять электронные системы по воздуху, без посещения дилера. В состав электронных ассистентов водителя входит четыре радара по углам кузова, шесть камер и двенадцать ультразвуковых сенсоров.
Еще одна фишка – определение глубины брода при помощи ультразвуковых датчиков.
Jaguar I–Pace
Электрический кроссовер I-Pace самый успешный проект Jaguar за многие годы. В 2019 году электрокар стал победителем конкурса «Всемирный автомобиль года».
В 2020 году Jaguar I-Pace получил «умную» мультимедийную систему. Ее навигация работает на базе самообучающихся алгоритмов и может, например, автоматически добавлять зарядные станции к проложенному маршруту. Также «мультимедийка» поддерживает обновление карт «по воздуху».
I-Pace досталась климатическая установка с системой ионизации воздуха и фильтром мелкодисперсных частиц.
Ко всему, электромобиль умеет определять приближение водителя – по брелоку или сигналу со смартфона – и настраивать климат-контроль, мультимедиа и положение кресла заранее.
Ford Mustang Mach–E
Ford Mustang Mach-E получил уникальный полный привод, работа которого постоянно усовершенствуется – обновления приходят «по воздуху».
В Mach-E крутящий момент распределяется динамически в зависимости от дорожных условий. Обеспечить наилучшее сцепление помогают и управляемый вектор тяги, и точечные вмешательства тормозной системы, за счет которых оптимизируется распределение момента в пользу колес с наилучшим коэффициентом сцепления.
Еще одна фишка кроссовера – необычная система открывания дверей. Вместо традиционных ручек на стойках размещены небольшие кнопки для разблокировки замков. После этого достаточно потянуть дверь на себя за небольшой выступ. Также дверь можно открыть с помощью смартфона.
Огромные экраны, летающие машины и другое: что показали на CES-2021
Международная выставка потребительской электроники (CES) ежегодно проходит в первой половине января в Лас-Вегасе. В этом году из-за коронавируса в США все премьеры показали онлайн. Большая часть презентаций была традиционно посвящена гаджетам и умным устройствам для дома. Однако были и интересные новинки для автомобильной индустрии — ключевые премьеры в обзоре Autonews.ru.
Победитель выставки в номинации автомобильных достижений — новое поколение мультимедиа MBUX от Mercedes под названием HyperScreen. Система представляет собой единый центральный дисплей длиной в 141 см, поделенный на три экрана. Для каждой части предусмотрены отдельные опции.
Цифровая приборная панель выводит все данные о состоянии автомобиля, включая подсказки навигации и препятствия, которые могут быть скрыты от водителя за поворотом. Через центральный дисплей можно управлять аудио- и климатической системами. Через него также можно отдавать команды навигации. Третий монитор расположили напротив переднего пассажира. И этот экран абсолютно автономен — на нем можно смотреть видеоролики без участия водителя.
Самые важные приложения, такие как навигация или телефон, всегда предлагаются на экране в верхнем уровне поля зрения. Более 20 других функций — от активной программы массажа до предложений для списка дел — также отображаются автоматически в зависимости от актуальности.
Во главе технологии стоят искусственный интеллект и мощный процессор. Система понимает голосовые команды и дает возможность через голос управлять многими опциями, а также предлагает водителю в зависимости от предпочтений оптимальные настройки езды и информационно-развлекательный контент. Представить новую мультимедиа должны вместе с первым электрическим седаном от Mercedes под названием EQS.
О масштабных планах по завоеванию рынка электромобилей на своей презентации заявили представители компании General Motors. Стратегия бренда Everybody In на ближайшие годы включает в себя инвестиции в размере 27 млрд долларов в разработки до 2025 года, а также запуск 30 новых электромобилей по всему миру к концу 2025 года.
Основной для линейки следующего поколения электрокаров бренда станет платформа GM Ultium, которая сможет обеспечить дальность хода в 724 км и разгон до «сотни» за три секунды. Первые модели, построенные на платформе Ultium, — это GMC Hummer EV и Cadillac LYRIQ. В рамках новой стратегии дизайнеры GM также представили новый логотип компании, который символизирует чистое небо будущего с нулевым уровнем выбросов.
Еще GM продемонстрировал автономный автомобиль AV и одноместное электрическое аэротакси с вертикальным взлетом и посадкой — eVTOL. Оба концепта входят в портфолио Cadillac Halo и вряд ли когда-либо будут запущены в производство. Концепции призваны продемонстрировать дизайнерские намерения GM в отношении будущих серийных моделей.
AV похож на обтянутую кожей и мехом версию автономных челноков для перевозки людей. В нем отсутствуют традиционные элементы управления, такие как рулевое колесо и педали. Автомобиль оснащен вертикальной световой подписью, широкой стеклянной крышей и биометрическими датчиками для считывания показателей жизнедеятельности пассажиров и использования этих данных для настройки температуры, освещения и ароматизации салона.
Panasonic Automotive представила на CES голографический автомобильный проекционный дисплей с искусственным интеллектом. Инженеры сконструировали технологию визуальной помощи водителю, которая объединяет в себе физическую и дополненную реальность, проецируя на лобовое стекло яркую голографию высокого разрешения. Система отображает данные о дорожной ситуации с обновлением каждые 300 миллисекунд, о навигации, скорости движения, остатке топлива, километраже и многом другом.
Массовое применение дисплея дополненной реальности в автомобилях планируют начать с 2023 года. Новая система отслеживает направление взгляда водителя. Система проецирует информацию на уровне глаз в зависимости от того, в какую сторону смотрит водитель, двигая проекцию. По словам разработчиков, традиционные индикаторы на лобовом стекле покрывают лишь небольшой участок дороги, а решения Panasonic охватывают больше дорожного пространства, сочетая это со стандартными данными. 3D-радар системы обеспечивает 180-градусный обзор на расстоянии до 90 метров вперед и до трех дорожных полос.
Компания Smart Eye AB представила систему, которая следит за движением глаз, лица и головы водителя. Это позволяет распознавать сонливость или отвлечение внимания от дороги.
Уже в конце весны компания представит комбинацию программного обеспечения и внутреннего зондирования салона под названием DMS. В первую очереди такую систему планируют внедрять на общественный транспорт и коммерческие автомобили.
Компания Intel Mobileye, как и GM, использовала выставку CES-2021 в качестве платформы для объявления стратегии, которая позволит автономным машинам безопасно взять на себя обязанности по вождению в повседневной жизни. План компании сосредоточен вокруг картографии беспилотников по всему миру и создания новых автопарков для таких городов, как Детройт, Токио, Шанхай, Париж и Нью-Йорк.
Кроме того, компания объявила о новой технологии лидарной системы SoC, которую планируют представить к 2025 году. Многие решения Mobileye сводятся к снижению стоимости технологии — речь идет о недорогих камерах, сенсорных системах и всевозможных радарах.
Производитель аудио- и медиасистем Harman представила новые технологии по управлению музыкой и звуком в салоне автомобиля. Инженеры не скрывают, что система подойдет только для передовых автомобилей с технологиями автономного вождения. Новый проект предполагает внедрение сразу трех систем развлечения пассажиров.
Первая включает в себя большой дисплей, который погружает пассажиров в мир виртуальной реальности. Вторая позволяет не только записывать видео, но и редактировать его, а последняя дает возможность использовать динамики высокой точности, встроенные прямо в кресла. Платформа работает на базе сетей 5G.
Глобальный поставщик механических и электромеханических систем для ведущих автобрендов, компания GHSP, объявила о выпуске ряда систем, которые позволяют контролировать автомобиль, не отрывая глаз от дороги. Кроме того, GHSP представила свою линию продуктов для обработки салона автомобиля ультрафиолетом, который убивает 99,9% вирусов и бактерий, включая коронавирус.
Технология GHSP уже используется в службах экстренной помощи, общественном транспорте и в коммерческих транспортных средствах. Теперь дезинфекция ультрафиолетом доступна для применения в личных автомобилях. Представители разработчика считают, что система даст водителям уверенность в безопасности автомобиля от микробов.
Необычный концепт-кар Virtual Ride Hailing представила компания Grupo Antolin. Автомобиль превращает интерьер в жилое пространство, где люди могут работать, отдыхать или общаться в движении. Инженеры назвали свою разработку «безопасным пузырем здоровья и благополучия» из-за передовых решений по очистке воздуха.
На своем виртуальном стенде компания также показала электронику для динамического освещения, сенсорные поверхности с тактильной обратной связью, современные осветительные консоли и системы очистки воздуха в салоне.
Умные автомобили: история с продолжением
Наряду с развитием механических систем автомобиля инженеры постоянно стремились добавить что-то в электронную начинку, сделать машину безопаснее, управляемее и умнее. Сегодня для этого есть все предпосылки: ИТ-отрасль развивается огромными темпами, автопроизводители готовы сотрудничать и вести перспективные разработки, корпорации вкладываются в развитие автотранспорта. Между тем, «ум» автомобилей развивался поступательно, на протяжении более полувека. Всё это время он принимал разные формы и уходил в разные концепции: от безопасности до развлечений. Современный виток эволюции зашёл так далеко, что уже непонятно, софт определяет железо или железо — софт. А значит, пора написать об автомобилях на Гиктаймс.
Вспомним, как всё начиналось
Первой технологической революцией в автомобилестроении стал интерес автомобильных компаний к электрическим стартерам — их впервые установили в 1911 году. Затем нововведения стали касаться удобства водителя и даже его развлечений за рулём: в 1925 году появился прикуриватель, в 1930 — радио, в 1956 — усилитель руля, в 1970 — кассетная дека, в 1984 — надувные подушки безопасности. Годом позже — проигрыватели компакт-дисков, в 1994 году — панель приборов компьютерной диагностики автомобиля, в 1995 — GPS, в 2000 — USB и Bluetooth, первые ласточки «подключённого» ко всему автомобиля.
Первый опыт создания умной машины произошел в середине ХХ века. General Motors Firebird II — четырёхместный автомобиль 1956 года с независимой подвеской. Под титановым корпусом скрывался газотурбинный двигатель Whirlfire GT-304 на 200 л.с., электропакет и интегрированная система кондиционирования воздуха уровня не хуже, чем в начале XXI века. Firebird II в плане дизайна и эргономики продолжил версию автомобиля 1953 года, который был назван «реактивным самолётом на колёсах» (разработчики и инженеры, действительно, вдохновлялись концептами истребителей того времени). Однако в Firebird II впервые была применена структура для поездок по шоссе будущего — сложная система управления, которая должна была взаимодействовать с электрическим проводом, встроенным в проезжую часть, чтобы посылать сигналы и служить ориентиром для новейших автомобилей. Предполагалось, что электромагнитное поле минимизирует опасные ситуации на дороге, сократив человеческий фактор. По тем временам это была слишком смелая модель, которая произвела фурор на выставках, но так и не попала в серийное производство.
Шоссе будущего строились в Европе и США. Первым серийным автомобилем, который стал реально с ними взаимодействовать, был Citroen DS — легендарная легковушка, занявшая третье место в рейтинге автомобилей века. Маломощный двигатель 75 л.с. ничем не выделялся в те времена, но зато автомобиль отличала передовая трансмиссия, объединённая с рулевым управлением, тормозами и гидропневматической подвеской. Такая конструкция опередила развитие автомобилестроения на много лет вперёд. Citroen DS умел взаимодействовать с шоссе с помощью электрического сигнала, однако ни о каком самостоятельном автопилоте не шло и речи — это была больше забава. Кстати, именно невероятная популярность, передовые технологии и пусть и относительно иллюзорный, но автопилот сделали этот Citroen летающим автомобилем Фантомаса.
Эксперименты с бортовыми компьютерами в 60-70 гг. проводились, но так и не вошли в серию. Стоит вспомнить экспериментальный Chrysler Plymouth, который оснастили бортовым компьютером (ну, насколько можно назвать бортовым компьютер, который занимал половину заднего сидения) и генератором для питания системы, выведенным на крышу автомобиля. Лабораторные испытания проводились в течение 10 лет, но ни о какой серийности производства не могло быть и речи.
Тем не менее, ни инженерная мысль, ни фантазия футуристов не останавливались ни на минуту — человечество искало в автомобилях не только роскошь или средство передвижения, но и умного помощника, способного облегчить жизнь, сделать безопасными дороги, работать за человека. Такое стремление получило отражение и в кинофильмах — после нескольких фильмов с «говорящими» машинами настоящими хитами стали серия фильмов о Джеймсе Бонде с его навороченными автомобилями и, конечно же, легендарный «Рыцарь дорог». Умный, обладающий чувством юмора автомобиль КИТТ на базе Pontiac Firebird Trans AM не только развивал скорость под 500 км/ч и был практически неуязвим, но и умел разговаривать, ездить на полном автопилоте и контролировать все электронные устройства на расстоянии.
Наверняка утилитарная реальность не совпала с мечтаниями инженеров прошлого — на формирование облика современных умных автомобилей оказала влияние коммерция и пресловутая бизнес-целесообразность.
Современные умные автомобили
Один из первых прототипов предложила компания Google — Google Car. Это мини-автомобиль с беспрецедентным уровнем автономности. Машина рассчитана на двух человек, имеет два двигателя, нестандартные материалы кузова, полностью электрическая, развивает скорость до 25 миль/час (чуть больше 40 км/ч), управляется с кнопки пуска и не требует присутствия человека кроме как в роли пассажира. Естественно, она интегрирована с сервисами Google — на центральной консоли можно посмотреть ролики и фильмы на Youtube, поработать с почтой, посерфить в Chrome. Кстати, автомобиль построен также Google, поскольку предыдущие партнёры Lexus и Toyota ожидаемо накладывали множество ограничений на рискованные эксперименты. Выйти на массовый рынок личного автотранспорта крайне сложно, и в декабре 2016 года Google (точнее, холдинг Alphabet) свернул проект по созданию своего беспилотного автомобиля. Компания продолжает разрабатывать автопилоты, но уже для обычных автоконцернов.
Операционные системы автомобилей
Наверняка у большинства читателей первым в голову придёт OS Android. Действительно, эта операционная система присутствует в автомобилях, причём не только на встроенных планшетах. Распространение системы началось с создания альянса Open Automotive Alliance, в который вошли собственно Google, NVIDIA, Audi, General Motors GM, Honda и Hyundai. Нельзя забывать и о Tesla, на борту которой стоят крупные 17-дюймовые дисплеи на базе Android. Однако пока что использование этой операционной системы нацелено в основном на создание информационной и развлекательной начинки автомобиля, включая навигационные функции. В скором будущем новая платформа должна будет обеспечить увеличение комфорта и рост уровня безопасности автомобилей.
iOS не отстаёт от конкурента и, пока весь мир ждёт к 2020 году первый i-мобиль или i-Car (поговаривают, это будет что-то беспилотное на базе BMW i3), Apple реализовала систему Apple Carplay, которая позволяет соединить систему управления автомобилем с iPhone от 5-го и выше. Пока не все автомобили поддерживают систему, но большинство топовых производителей уже в списке. Конечно, и здесь об операционной системе не идёт речи — просто интеграция устройств на iOS в инфраструктуру бортового компьютера. Опять развлекательный аспект выходит на первое место — здесь и разговоры hands-free, и голосовое управление iTunes. Кстати, разработка беспилотника Apple строго засекречена — попробуйте найти что-то, кроме общих фраз, про проект Project Titan.
Microsoft революцию тоже не совершил, но выбрал другой вектор развития и нацелился на голосовое управление функциями автомобиля, чтобы не отвлекать водителя от дороги. То, что происходит с ПО Microsoft для автомобилей можно описать как полностью встроенный в машину смартфон. Ну то есть можно ждать шуток из разряда «подожди, я телефон припаркую».
Уже в этом году пройдёт тестирование автономной системы вождения Drive Me от компании Volvo. Опять же, назначение автономки — пока удобство водителя и безопасность движения в том случае, если хозяин автомобиля захочет, к примеру, пообедать за рулём или набрать пару сообщений в мессенджере. Мониторить окружающую обстановку, включая передвижение пешеходов, можно будет с помощью хитрой комбинации радаров, камер и лазеров. Volvo акцентирует внимание на том, что они делают реальные системы для реальных дорог и потребителей.
К испытаниям Volvo планирует привлечь самых обычных людей разных полов, возрастов, с разным водительским стажем. В ходе тестирования компания планирует собрать «терабайты данных» о безопасности, юзабилити, потребительском опыте, транспортных потоках, эффективности использования энергии. На основе этих данных система будет дорабатываться. Базовый автомобиль для тестирования — XC90s.
В 2015 году на Женевском автосалоне итальянское ателье Italdesign Giugiaro представило автомобиль GEA (есть версия, что это был отчасти прототип Audi A9, кто-то ссылается на ближайшее будущее Audi) с полностью автономным управлением. В связи с тем, что водителю за рулём (штурвалом-джойстиком) делать особенно нечего, в GEA предусмотрено три режима: рабочий кабинет, тренажёрный зал и комната отдыха. В режиме Business салон предоставляет два 19-дюймовых монитора и разворот сидений для удобной беседы. Wellness-режим даёт инструкцию по выполнению упражнений на ручках, встроенных в заднее сиденье. Наконец, режим Dream обеспечивает водителя обширной кроватью для сна. Ко всем вариантам работы подбирается атмосфера и освещение. Автомобилем можно управлять со смартфона через специальное приложение. Технические характеристики концепта тоже выдающиеся: 4 двигателя общей мощностью 775 л.с., длина 5370 мм, максимальная скорость 250 км/ч.
Черты Audi явно считываются
Нельзя оставить обзор умных автомобилей без внимания к легендарной и, пожалуй, самой немецкой марке — BMW. Баварский автопроизводитель редко оглядывается на других и идёт в авангарде рынка за счёт дизайна и технологий. Согласно отчёту KPMG, концерн лидирует в технологиях умных и беспилотных автомобилей.
В случае с умными автомобилями история такая: кроме беспилотных версий, о которых скажем чуть ниже, есть серийные автомобили, которые используют всё, что было создано для смарткаров нашего времени. На начало 2017 года среди лидеров — BMW i8, гибридный BMW X5 PHEV и BMW 7 (который, кроме всего прочего, проецирует данные приборной панели на лобовое стекло, имеет сильно обновлённый iDrive и воспринимает управление сенсором жестами). Эти модели BMW (как и другие) оснащены большим количеством датчиков и умны именно с точки зрения безопасности — они анализируют ситуацию на дороге и, имея в памяти огромное количество информации, буквально прогнозируют неблагоприятные события, тем самым предотвращая их. Также в BMW встроена SIM-карта оператора Vodafon, которая работает в роуминге в сетях практически любого сотового оператора мира (в России — всех) и передаёт важную информацию: водителю — о необходимости очередного ТО, уровне заряда аккумулятора, ближайших автосервисах, пунктах помощи и даже гостиницах, ресторанах и проч., а от водителя — о критических ситуациях на дороге. Так, можно вызвать помощь одной кнопкой SOS и оператор получит данные владельца и точные координаты происшествия. Если до кнопки дотянуться невозможно — автомобиль сам передаст сигнал бедствия специальным службам.
Х5 с гибридным двигателем
Совместно с Mobileye и Intel компания BMW разрабатывает беспилотную программно-сетевую платформу iNEXT, которая будет предназначена как для установки на автомобилях концерна, так и для продажи другим автопроизводителям. В 2021 году BMW планирует выпустить робомобиль третьего уровня, который по-прежнему будет требовать присутствия человека (четвёртый уровень — возможно заниматься чем угодно, кроме вождения, пятый уровень — автомобиль сам поедет, куда вам (ему?) надо).
От колёс просто невозможно оторвать взгляд
Программное обеспечение автомобилей
AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) — организация, которая своей целью имеет создание стандартизированной открытой структуры программного обеспечения для электроники автомобиля, кроме информационно-развлекательных систем. Такой софт должен быть масштабируемым (распространяться на разные автотранспортные средства и платформы), локализируемым, соответствующим требованиям к безопасности и ремонтопригодным на всём сроке жизни автомобиля. Стандарт AUTOSAR распространяется на электронику кузова, силового агрегата, шасси и системы безопасности, а также на мультимедийные системы, телематику и интерфейс взаимодействия водителя с автомобилем.
Стандартный протокол бортовой электроники FlexRay — высокоскоростной сетевой протокол для автомобилей, разработанный мировым консорциумом FlexRay, основоположником которого является компания NXP совместно с BMW, DaimlerChrysler, Bosch, GM и Volkswagen. Скорость передачи данных по нему достигает 10 Мбит/с. Он в десятки раз быстрее современной шины CAN (Controller-Area Network) и тем более — уже устаревшего и совсем медленного диагностического OBD (On Board Diagnostic). Контроллеры FlexRay будут работать для целей контроля тех частей автомобиля, в которых вопрос современной диагностики равен вопросу жизни и смерти: двигателя, трансмиссии, подвески, тормозов, рулевого управления. Также протокол в принципе должен расширить возможности бортового управления.
Automotive Safety Restraints Bus specification (ASRB 2.0) — стандарт электронных систем автомобиля, отвечающих в том числе за физическую безопасность водителя и пассажиров.
Автопилоты, автопарковки и системы навигации — программное и аппаратное обеспечение, без которого вождение скоро будет сложно представить. К тому же, на эти системы уже сейчас возложена функция безопасности и защиты (например, вызова спецслужб в случае серьёзного ДТП), а в будущем эта функциональность только увеличится.
Своё применение находят в автомобилях и типичные для IoT (интернета вещей) решения: так, например, GM сотрудничает с IBM в целях применения Watson для умных автомобилей.
Нельзя не упомянуть главную проблему ПО для автомобилей — оно должно учитывать особенности железа, которое может использоваться даже более десяти лет, а значит, должны быть передовые возможности обновлений. А ещё лучше — софт, опережающий время.
Подробно о ПО умных автомобилей можно почитать в материале Compress.
О Tesla написано настолько много и подробно, что даже скучно рассказывать. Но не упомянуть этот проект просто невозможно. Прежде всего, из-за уникальной для серийного автомобиля автономности: набор сенсоров защищает автомобиль от столкновений, а 360-градусная камера распознаёт дорожную разметку, перекрёстки, другие автомобили и транспортные средства, пешеходов. Таким образом, автомобиль самостоятельно регулирует управления и скорость движения. В процессе использования автомобиля автопилот самообучается и заодно передаёт данные на серверы компании Tesla Motors, сотрудники которой проводят анализ и совершенствуют систему.
В основе электронной начинки Tesla Model S лежит информационно-управляющая система на двух процессорах Tegra3, первый из которых отвечает за приборы и датчики, а второй — за развлечение и информирование водителя посредством 17-дюймового дисплея. Программное обеспечение основано на ядре Linux и специальной оболочке, разработанной в компании Tesla Motors. Обновления ПО выпускаются достаточно часто и загружаются «по воздуху».
Faraday Future — калифорнийский стартап, финансируемый китайской компанией LeEco, которая пытается создать свою экосистему и производить буквально всё. Уже из названия проекта ясно, что речь идёт об интеллектуальном электромобиле и из него же очевидно, что главным конкурентом создатели стартапа считают Tesla. После череды слухов о банкротстве и провале проекта компания презентовала серийный полностью электрический кроссовер Faraday Future FF 91 в довольно необычном обтекаемом дизайне кузова. Автомобиль получился габаритным (5250 мм в длину, 3200 мм колёсная база) и эргономичным, с низким (0,25) коэффициентом лобового сопротивления. Нативная платформа Variable Platform Architecture (VPA) включает 4 электромотора и блок аккумуляторов. Мощность электромоторов в совокупности — 1050 л.с., разгон до сотни за 2,4 секунды.
Технологии Faraday также впечатляют: 10 камер кругового обзора, 13 радиолокационных датчиков, 12 ультразвуковых датчиков и один сканер 3D LIDAR (лазерная версия радара, та самая пипка на капоте). В автомобиле можно настраивать учётные записи FFID, которые «узнают» водителя в лицо и тут же настраивают опции автомобиля именно под него.
К слову, этот кроссовер — ещё мягкий вариант китайского электроавтомобиля, первый концепт имел сверх дерзкий дизайн. Дела у компании идут с переменным успехом: в ноябре 2016 LeEco заявил о нехватке средств и жесткой экономии, а буквально несколько дней назад на CES в Лас-Вегасе кроссовер был представлен публике, но не без технических сбоев. Запуск серийного производства запланирован на 2018 год — скоро увидим, чем закончится история китайского конкурента Tesla.
Одна из самых перспективных сфер применения платформ для беспилотных автомобилей — грузовой транспорт, который применяется в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве. Mercedes создал беспилотник Future Truck 2025, предназначенный для передвижения по крупным трассам. Автопилотные функции реализованы на основе двойных камер, датчиков, радиолокации и технологии «мёртвой точки». Специальные радары прослушивают и просматривают дорогу, оценивая рельеф или, например, улавливая спецсигналы автомобилей экстренных служб. Во время автопилотирования водитель должен находиться внутри но может комфортно расслабиться с планшетом в руках. Для управления машиной в городских условиях такой фурой нужен водитель.
Примерно так мы и представляем дальнобойщика будущего
К тестам беспилотной версии приступил и российский КамАЗ. «КамАЗ» совместно с Cognitive Technologies и «ВИСТ Групп» реализует проект беспилотного автомобиля, который будет сам управлять педалями газа и тормоза, приводом руля и автоматической коробкой передач. Базой для прототипа стал серийный КамАЗ-5350, на котором установлены четыре видеокамеры, три радара и лидар — активный оптический сенсор, выполняющий роль лазерного дальномера. В кабине размещены приводы органов управления и два компьютера, соединенных локальной сетью Ethernet. Беспилотный КамАЗ использует технологию пассивного компьютерного зрения: грузовик менее, чем за 0,3 секунды обнаруживает препятствия на своём пути, распознаёт дорожные знаки и сигналы светофора. В отличие от зарубежных беспилотных автомобилей, КамАЗ проникся российской реальностью и не работает на основе распознавания дорожной разметки, нанесённой на идеально ровное шоссе.
Можно уверенно сказать, что мы живём в эру умных автомобилей, которые будут относиться к одной из трёх групп: напичканные электроникой привычные машины, беспилотные автомобили и электронные помощники. Лишний пример тому — не упомянутые выше, но присутствующие на рынке смарткаров VW iBeetle с экосистемой Apple — все бортовые электросистемы интегрированы с iPhone, и даже громоздкий и неуклюжий с виду пикап Ford F-150 с голосовым управлением. Это серийные автомобили, доступные к покупке и готовые работать на своего хозяина. В любом случае, очевидно, что развитие электронной и программной составляющей автомобилей будет развиваться, ища компромисс между потребностями в безопасности, информационной составляющей и развлечением.
Но больше всего хочется, чтобы несмотря на огромные возможности электроники осталось субъективное, но такое главное — удовольствие за рулём.