Недавно посмотрел серию «Любовь, смерть и роботы», где робот-пылесос выходит из-под контроля и начинает охоту на свою пожилую владелицу и ее собачку (ответ сервисной службы: если ваш робот-пылесос пытается вас убить, нажмите 3). Вспомнился кейс разработчика городских роботов-уборщиков «Автономика», которые поддерживают чистоту в парках Москвы аж с 2023 года. Чтобы убедиться, что в него не встроены функции уничтожения человека, решил разобраться подробнее. Конечно, больше всего мне была интересна тема телематики и навигации – как робот ориентируется в пространстве и действует при встрече с разными препятствиями.
Почему выбирают роботов?
Кадровый голод: дефицит более 50% (по данным разработчика решения) – не хватает дворников, водителей коммунальной техники и пр. Вот так вот, меня в детстве пугали перспективой работать дворником (сам придерживаюсь позиции: все профессии важны, все профессии нужны), а, оказывается, сейчас их не хватает.
Зарубежная коммунальная техника изнашивается, а достать комплектуху сложно.
Допом открывается еще больше возможностей: выполнение требований сниженного уровня шума (около жилых домов, в природных зонах) и экология (благодаря электротяге обходимся без выбросов вредных веществ). Еще одно важное замечание: результаты работы робота будут полностью оцифрованы и проконтролированы.
В итоге команда создала робота-уборщика «Пиксель», который круглый год расчищает дорожки для пешеходов в пяти московских парках: в «Сокольниках», в парке у прудов «Радуга» парках «50-летия Октября», «Ходынское поле» и «Кузьминки-Люблино».
Архитектура решения: что под капотом у робота-уборщика?
● Электрическая тяга — 0 выбросов, уровень шума на 40% ниже дизеля
● Полный привод — работает в разную погоду (от -25°C до +40°C)
● Сменное навесное оборудование для разных технологических операций (универсальная фронтальная щетка для смета снега, листвы, др. мусора, поливомоечная рейка высокого давления для смыва мусора, задний поливомоечный модуль для распределения жидких реагентов, ручная мойка высокого давления для очистки небольших объектов, информационных щитов и проч., отвал для сдвигания снега и др. оборудование, а также установлен достаточно вместительный бак объемом более 0,6 м3);
● Автономность — до 16 часов работы с промежуточным подзарядом;
Размеры робота без навески (ДШВ 2460 ×1500×1680)
Многосенсорная система безопасности
Видеть и анализировать окружающий мир роботу помогают:
Лидары, радары;
Стереокамера, обзорные камеры;
Ультразвуковые датчики.
Система навигации
Важно учесть хаотичное движение людей/животных и предусмотреть нестабильность связи. Поэтому в робота установили терминалы спутникового мониторинга, которые еще и служат резервным каналом:
«Чёрный ящик» с записью телеметрии (уровень заряда батареи, данные по движению и ускорению, диагностика системы) и местоположения, расхода воды.
Источник позиционирования при потере GPS. Терминал позволяет минимизировать отклонения от маршрута, соответственно, помогает лучше справляться с уборкой.
Канал экстренной связи через ГЛОНАСС.
С помощью алгоритмов программирования терминалов Easy Logic настроен сбор не только координат, но и данных об ускорении по трем осям с последующей передачей в CAN-шину робота.
Робот автоматически движется по заданному маршруту, определяет и объезжает препятствия, прогнозируя траектории движущихся объектов.
Система мониторинга и диспетчеризации
Для контроля состояния робота и его управления создана система, в которую поступают сведения о работе «Пикселей». Чтобы данные о роботах-уборщиках не потерялись в случае нештатных ситуаций, терминал спутникового мониторинга передает все данные в систему.
Сценарии работы
Роботы могут чистить дорожки от снега, распылять реагенты, подметать и мыть тротуары. У “Пикселя” есть три штатных режима управления: ручной для неоцифрованной или сложной территории (с помощью пульта управления), удаленный, или режим диспетчеризации и беспилотный (полностью автономный) по заданным маршрутам. Все режимы сейчас используются в работе в парках, хотя роботу пока все ещё преимущественно помогает человек – оператор или диспетчер, пока “Пиксель” обучается, накапливает базу знаний об окружающей его среде и адаптируются к реальным условиям среды.
Условно процесс обучения робота можно разделить на этапы:
Оцифровка и сегментация маршрута, выбор технологической операции и её параметров.
Движение робота (робот ориентируется в парке по-разному. Один из вариантов – по визуальным меткам, которые представляют собой специальную черно-белую разметку фонарных столбов в парке. Но для того, чтобы среда была удобна не только роботам, но и людям, над такими цветографическими метками размещены таблички: “Уступайте дорогу пожилым людям, детям и роботам” или “Осторожно, беспилотные роботы”).
Отображение маршрута и параметров работы в системе мониторинга.
Аналитика обстановки: робот определяет препятствия (люди /коляски / велосипеды / животные и т.д.), вычисляет траекторию их движения и сопоставляет со своим маршрутом.
Действие по различным сценариям в зависимости от ситуации, чтобы не допустить аварий (например, робот останавливается или меняет свою траекторию. Или если невозможно уклониться от приближающегося человека, то робот остановится и прекратит уборку, пока человек не пройдет).
Оператор перехватывает управление, если происходит нештатная ситуация.
Результат
Сейчас уже больше 20 роботов убираются в 5 парках Москвы, поддерживают порядок на территории Вознесенского переулка и у ИНТЦ МГУ «Ломоносов», а совсем скоро “Пиксели” появятся в «Сколково».
Как отмечают создатели роботов, клиент получает прозрачный расчет ресурсов на содержание территории, повышение качества уборки и аналитику для эффективного распределения техники и людей.
Понятно, что чем больше накапливается данных о его работе, тем четче можно прописать сценарии и алгоритмы работы. Поэтому возможности робоуборки будут только расширяться, желаю ребятам удачи!
iliasam