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 ��ля 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 уд��бна 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!
