Беспилотник НАМИ Шатл: автобус времени

Самоуправляемый автобус НАМИ Шатл, показанный на Московском международном автосалоне, — это не просто красивая концепция. Он может стать первым кирпичиком в принципиально новой системе общественного транспорта.

Гость из будущего ездит пока со скоростью 5 км/ч, но после испытаний крейсерская скорость вырастет до 25 км/ч, а максимальная — до 40 км/ч. Для городского беспилотника этого достаточно.

Я задумчиво смотрю на медленно проплывающий за окном пейзаж. Интересно, через сколько лет это будут не деревья закрытой территории столичного НАМИ, а скверы и аллеи городских улиц? Ведь сижу я не в обычном автобусе, а в футуристическом «шарике» НАМИ Шатл, где какие-либо органы управления не предусмотрены в принципе. Он создан в единственном экземпляре, его кузов пока представляет собой полноразмерный макет, двери лишены электроприводов, а скорость всего 5 км/ч. Но всё-таки он едет — сам! И везет меня на встречу с его создателями.

Кому нужны беспилотники при наших разбитых дорогах без разметки, сложном климате, непредсказуемых водителях и пешеходах? Но отказаться от прогресса — значит обречь себя на постоянное пребывание в таких условиях. А беспилотник — это огромный шаг вперед.

Шатл невелик: 4,6 м в длину и два в ширину. Но это не легковушка, а, по сути, автобус недалекого будущего. Благодаря внушительной высоте (2,5 м) и однообъемному кузову в салоне может разместиться ­дюжина человек: шестеро сидя, остальные стоя. ­Концепция не оригинальна, но и подсмотренной у Запада ее не назовешь. Это общая тенденция.

Раздвижные двери облегчают посадку и выглядят очень современно. Но зимой салон будет мгновенно охлаждаться. Эффективное и в то же время не слишком энергозатратное отопление — задача на ближайшее будущее.

Москва‑2033

Вы открываете мобильное приложение в своем смартфоне и заказываете транспорт на ближайшую поездку. Буквально через несколько минут машина останавливается под вашими окнами. Это не такси, а электрический Шатл с автопилотом. И в нем уже есть пассажиры. Система собирает заявки от множества пользователей и прокладывает оптимальные маршруты для таких микроавтобусов. Персональным пространством личного автомобиля придется пожертвовать, зато пешие переходы минимальны, равно как затраты времени и денег на дорогу.

Границы частного и общественного транспорта со временем сотрутся. Тратиться на покупку и содержание персональной машины будет невыгодно, ведь практически эквивалентной ей по удобству станет самоходная капсула на несколько человек. Впрочем, подобная транспортная инфраструктура — это уже следующий шаг. А на первых порах такая техника будет эксплуатироваться на закрытых территориях — в парках, наукоградах, выставочных центрах. Там, где минимум нештатных ситуаций, маршруты стандартны и не слишком сложны для того, чтобы оттачивать умения автопилота.

Ехать по дороге, сидя спиной к лобовому стеклу, немного неуютно. Даже с учетом черепашьей скорости. Диванчик явно тесен для троих.

Двенадцатиместный Шатл — лишь один из возможных вариантов. Покупатель сможет заказать кузов любого типа — от роскошного салон-вагона до грузовика. Кузов водрузят на варьируемое модульное шасси с силовым агрегатом. К примеру, показанный нам первый экземпляр Шатла — переднеприводный, с одним электромотором. А можно установить два двигателя (по одному для каждой из осей) или использовать четыре мотор-колеса — и тогда машина станет полноприводной.

Энергия прогресса

Литий-ионные аккумуляторы расположены под полом и сиденьями. Их количество определяет покупатель, исходя из условий работы. Один модуль емкостью 5 кВт·ч обеспечивает запас хода до 50 км. Управляющий складом или небольшой территорией, скорее всего, ограничится такой конфигурацией. Если же электромобилю предстоят большие пробеги, количество модулей можно увеличить до шести. Автономность вырастет пропорционально — до 300 км. Но такой вариант существенно затратнее, поскольку батареи остаются самым дорогим элементом.

За единственной подъемной крышкой на корме скрыто вот это. Разумеется, решение не окончательное.

Аккумуляторы разработаны и созданы в НАМИ, как все системы управления, безопасности и обогрева. У института накоплен опыт совместной работы в этой части, в том числе с АВТОВАЗом. Химические элементы — покупные, поставщиками выступили зарубежные и российские компании. Заявленная разработчиками работоспособность — 2000 циклов зарядки-разрядки.

А наш климат? О нем не забыли. Есть жидкостный обогрев на случай холодной погоды. Предусмотрена функция самопрогрева аккумуляторов перед началом работы — за счет отбора небольшого количества электроэнергии из запасенной в батарее. Интенсивность и продолжительность прогрева определяются температурой окружающего воздуха: чем она ниже, тем больше будет потреблять из сохраненного запаса каждый модуль. Это снижает автономность, но благотворно сказывается на сроке жизни батарей: большие нагрузки промерзшим аккумуляторам противопоказаны.

Можно использовать и другой способ прогрева — при помощи штатной жидкостной системы. Получается аналог автомобильного подогревателя для двигателя внутреннего сгорания: незадолго до начала поездки включается циркуляция — и к приходу владельца машина готова к движению. С точки зрения эффективности, затрат энергии и ресурса батарей выгоднее использовать режим самопрогрева.

Сложнее с поддержанием температуры в салоне. В этом вопросе окончательного решения пока нет. Стандартный подход с вентилятором и системой воздуховодов неэффективен из-за высокого энергопотребления. К тому  же через огромные двери салон мгновенно выстуживается на остановке. Скорее всего, будет реализовано комбинированное решение: сверху воздух станут подогревать инфракрасные панели, а обогреваемые сиденья, пол и поручни помогут им в создании комфортной температуры. Но и на это нужно немало ­энергии.

Интерьер выполнен в светлых тонах. Уюта пока недостает, но спишем это на общую недоработанность опытного образца. Огрехи ручной сборки, кстати, почти незаметны. Светлая отделка в сочетании с гигантской площадью остекления создает эффект огромного свободного пространства. На крыше можно будет устанавливать солнечные батареи.

Органы чувств

Электромобилем, даже отечественным, нас не удивишь. Система автономного вождения — вот что представляет основной интерес. КАМАЗ полным ходом испытывает беспилотный грузовик. И на корме Шатла значится имя челнинского завода. Один и тот же проект в разной обертке? Нет, КАМАЗ выступает лишь техническим партнером НАМИ в проекте.

Конфигурация автопилота, в целом, стандартная. Ультразвуковые датчики дальностью действия 3-6 м установлены в бампере, за «скорлупой» которого спрятаны радары ближнего и дальнего (до 250 м) действия — с широким и узким углами обзора соответственно. За лобовым стеклом — стерео­камера, «видящая» на расстоянии до 250 м. А вот лидар в комплексе использоваться не будет. На прототипе он есть, но разработчики уверены: комбинация обычных радаров и камеры позволят обходиться без него.

Мне очень понравилось, как замгендиректора НАМИ Алексей Гогенко и директор институтского центра информационных и интеллектуальных систем Денис Ендачев, с которыми мне удалось пообщаться, высказывались о своем детище. Они не скрывают, что все «органы чувств» у машины пока импортные — достойных аналогов в родном отечестве нет. Опытные образцы российских радаров находятся на стадии разработки, потому на Шатле им места не нашлось. И нечего стыдиться. Лучше подождать, чем устраивать «импортозамещение любой ценой».

Русский след

Всё программное обеспечение создано в НАМИ. Российские дорожные и погодные условия учтены. В частности, подбираются соответствующие рабочие частоты и алгоритмы обработки данных. В теории радарам и камере не станут помехой дождь и снег.

В стойки кузова встроены жидкокристаллические мониторы. Они будут информировать пассажиров о маршруте и времени в пути — и даже развлекать их.

Сейчас Шатл еще только учат ездить. Проверить алгоритм на работоспособность на нем можно, а исправить ошибки и оперативно вмешаться в управление — нельзя. У Шатла ведь нет органов управления! Поэтому программы отлаживают на беспилотных Калинах, где есть руль, педали и место для водителя.

На сегодняшний день Калины умеют самостоятельно проезжать заданный маршрут, заложенный в их память полностью или обозначенный отдельными «маркерами», а также ориентируются на дороге с четкой разметкой. Последнее, правда, невозможно без опоры на высокоточные оцифрованные карты для навигации. А их в полном объеме нет даже для Москвы, не говоря уже о стране в целом. По мере отработки алгоритмов на Ладах их переносят на Шатл. Пока он не умеет ездить по дорогам общего пользования, как беспилотники в Европе и США.

Денис Ендачев подробно рассказал, как обеспечивается точное позиционирование автомобиля на дороге. Первая составляющая — координаты от спутников GPS и ГЛОНАСС. Они не укладываются в требуемые границы погрешности в условиях плотной застройки. Поправку обеспечивают два компонента. Цифровой акселерометр измеряет перегрузки по трем осям, одометрическая система поставляет данные о пути, пройденном каждым колесом. Совместив и обработав информацию из этих трех источников, автопилот устанавливает местоположение машины с точностью до нескольких десятков сантиметров — вполне достаточно для езды и маневров. Камера за лобовым стеклом распознаёт линии разметки и оказывает дополнительную помощь остальным компонентам системы.

Светлое будущее

К 2018 году беспилотник должен быть готов к перевозке пассажиров на закрытых территориях.

Первой серьезной работой для Шатла станет, по всей видимости, чемпионат мира по футболу, который через полтора года принимает Россия. Там Шатл наверняка будет не единственным отечественным транспортом без водителя — уж очень рьяно взялись некоторые заводы за освоение перспективной темы.

Хочется верить, что проект «НАМИ Шатл» не окажется пустышкой, а будет доведен до победного конца — и мы сможем, не выезжая за пределы страны, пользоваться транспортом будущего.

Выглядит НАМИ Шатл футуристично, но не пугающе. Светотехника полностью светодиодная. Она вписана в силуэт настолько органично, что выключенные фары и фонари незаметны на кузове.

СТРОЙКА ВЕКА

На вопросы отвечает Алексей Гогенко, замгендиректора ФГУП «НАМИ» по стратегическому развитию.

Проект «НАМИ Шатл» появился в рамках развития идеологии Национальной технической инициативы (НТИ). Это комплекс мер государственной поддержки тех отраслей промышленности, которые в ближайшие 15-20 лет станут основой мировой экономики. В число девяти приоритетных входит и автомобильный сектор (направление «АвтоНет»), которому предписано заняться беспилотниками и интеллектуальными траспортными системими. Поэтому поговорить о перспективах Шатла было даже интереснее, чем о самом прототипе.

— C чего началось развитие беспилотников в России?

— НАМИ взялся в 2012 году за разработку автономного автомобиля на базе Калины. Это был заказ Минпромторга с целью выяснить, обладаем ли мы достаточными компетенциями для создания подобных машин. Через пару лет мы перешли на электрическую Элладу. На этих прототипах до сих пор отрабатываем новые алгоритмы.

— Есть ли российские поставщики оборудования для систем автопилота?

— Пока оснащение импортное. Но есть предложения от отечественных предприятий, мы их рассматриваем. Создать беспилотник из российских компонентов — утопия. Во всяком случае, сегодня это именно так. Нам нужен конкурентоспособный продукт, поэтому если необходимые компоненты есть у зарубежных производителей, мы используем их. Цена не столь уж важна, так как в рамках интеллектуальной транспортной системы с облачными сервисами для хранения данных и сложными объектами инфраструктуры цена компонентов автомобиля будет не столь заметной.

— Российским компаниям не хватает компетенций или причина в другом?

— До сих пор от них не требовали выпуска подобной продукции. А ее разработка займет время, которого у нас очень мало. Да и кто захочет вкладывать немалые средства в разработку инновационных компонентов, которые потом не удастся выпускать в массовом порядке? Чтобы заинтересовать производителей, необходима консолидация усилий всех вовлеченных в проект сторон и определенная воля государства.

— Но ведь автопилот — это не только радары, камеры, сенсоры…

— Разумеется. Программное обес­печение и алгоритмы всегда были исключительно нашими разработками. И мы видим интересные решения российских программистов. Так что перспективы развития своими силами есть.

— Кто еще участвует в проекте «НАМИ Шатл»?

— У нас подписаны соглашения с КАМАЗом, который выступает промышленным партнером, и с Яндексом — технологическим партнером. В рамках развития проекта мы сотрудничаем также с Минтрансом России, ГК «Российские автомобильные дороги», столичным ЦОДД, НП «ГЛОНАСС» и другими организациями. Беспилотный электромобиль — лишь один из элементов транспортной системы будущего. Чтобы ее построить, потребуется работа многих структур.

— Можно ли сейчас сказать, каким будет серийный Шатл в техническом плане?

— Конечные технические решения должен принимать промышленный партнер, который займется производством машин. Ему определять, какие компоненты интересны и рентабельны. Поэтому мы готовим гибкую модульную платформу. Задача сверхсложная, поскольку нужно строить прогнозы относительно несуществующего рынка.

Важен и тираж. До тысячи машин в год — это прототипные решения и высокая цена, больше тысячи — серийные решения и, соответственно, более привлекательная сто­имость.

— Как распланирована работа над беспилотниками?

— Недавно были утверждены дорожные карты, активная работа начнется в 2017 году. Но дело не только за машиной. Нужна инфраструктура, требуются изменения в законодательстве. Все стороны заинтересованы, но кто-то должен дать импульс процессу в целом. Если активная фаза начнется по плану, мы не отстанем от Запада и к 2020-2025 годам будем иметь достойные аналоги. Если  же нет, то нагнать мировой автопром вряд ли удастся.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.