Image
25.9.2020 0 Comments

Autonómne auto vzniklo vo virtuálnom svete

Slovensko je veľmoc v počte vyrobených automobilov, posun k výskumu a vývoju sa však nezaobíde bez využitia špičkových digitálnych technológií. Potvrdzuje to aj príbeh autonómneho vozidla Simrod.

Koncom minulého roka požičal Siemens výskumníkom zo Slovenskej technickej univerzity (STU) elektrický roadster Simrod. Nešlo o zvlášť výnimočné auto, ale už o štyri mesiace sa malo zmeniť na prvé slovenské plne autonómne vozidlo, ktoré sa pri jazde zaobíde bez vodiča. Na splnenie tejto úlohy sa podujal skúsený tím Ľuboša Magdolena zo Strojníckej fakulty STU, kde sa ako prví v strednej a východnej Európe začali elektromobilite venovať už pred desiatimi rokmi.

Autonómne auto je technologicky mimoriadne komplexný stroj. Vývojári preto pri návrhu využili viacero digitálnych nástrojov, predovšetkým softvér SimCenter, ktorý im poskytla divízia Digital Industries koncernu Siemens. „Softvér umožňuje testovať nekonečné varianty rozličných situácií, čo je mimoriadne dôležité pri vývoji autonómnych systémov. Musia byť maximálne bezpečné, pretože sa nemôžu spoliehať na externého operátora alebo záložného vodiča,“ vysvetľuje Matthieu Worm, ktorý vedie simulácie a testovania autonómnych vozidiel v Digital Industries.

Komplexné technológie
Aby vozidlo dokázalo jazdiť samostatne, potrebuje množstvo snímačov nielen na lokalizáciu, ale aj na detekciu a určenie polohy objektov. Musí mať tiež technológie na meranie rýchlosti, zrýchlenia, na orientáciu automobilu na svetové strany podľa magnetických polí. Všetky vstupné dáta pritom treba pospájať do jedného dátového toku a počítačovo ich v reálnom čase spracúvať.

Druhú časť technologickej výbavy tvoria tzv. akčné súčasti, čiže elektronické riadiace systémy na ovládanie motora, volantu či bŕzd a asistenčné služby. Celý komplex technológií ovláda centrálny mozog – počítač s prvkami umelej inteligencie, ktorý určuje, ako sa má auto správať, a predikuje, čo sa bude diať.

Pred tímom STU teda stála neľahká úloha. Ešte pred Vianocami začal skúmať jednotlivé súčasti elektromobilu a oboznamovať sa s použitými rozhraniami, aby následne mohli vytvoriť koncepciu a postupne integrovať senzory aj autonómne technológie.

Auto riadi počítač s prvkami UI – určuje, ako sa má správať, a predikuje, čo sa bude diať.

Milióny virtuálnych simulácií
Softvérové nástroje SimCenter hrali od začiatku kľúčovú úlohu. Vo virtuálnom prostredí simulovali, ako sa vozidlo správa, či má napríklad dostatočný výkon motora a aký je účinok bŕzd. Zároveň analyzovali rozličné sily, ktoré na vozidlo pôsobia, napríklad prúdenie vzduchu, a podľa toho zisťovali, ako sa počas jazdy vyvíjajú vibrácie, hlučnosť a iné detaily. V inom nástroji SimCenter modelovali správanie vozidla v špecifických situáciách, ako sú šmyk alebo prechádzanie zákrut vo vyšších rýchlostiach pri použití rôznych pneumatík. Kľúčovou výhodou bola možnosť testovať milióny rozličných situácií, vrátane nepatrných odlišností zdanlivo rovnakého scenára, napríklad s odlišnou rýchlosťou či iným počasím.

Vývojári z STU vytvorili v softvéri SimCenter aj celú trať pretekárskeho okruhu Slovakia ring, na ktorej mohli so Simrodom jazdiť virtuálne a dolaďovať nastavovanie senzorov aj autonómnych technológií. „Do vozidla sme pridávali nové a nové systémy, ktoré museli s tými existujúcimi fungovať ako celok. Digitálne nástroje nám umožnili mnoho krokov skrátiť a urýchliť, keďže akákoľvek technická zmena, ktorá sa urobí vo virtuálnom prostredí, je oveľa rýchlejšia a lacnejšia, ako keby sa mala robiť priamo v aute,“ vysvetľuje Ľ. Magdolen.

Výhodou balíka nástrojov SimCenter je, že pokrýva potreby vývojárskych tímov komplexne, takže netreba prechádzať z jedného vývojového prostredia do iného alebo prepájať aplikácie od rôznych dodávateľov.

"Projekt Simrod bude pokračovať vytvorením výskumno-vývojového pracoviska
pre smart mobilitu s nadnárodným významom."

Vírus oddialil premiéru
Prirodzene, integrácia autonómnych technológií sa neobišla bez technických výziev. Vývojárov potrápilo napríklad ovládanie volantu, keď museli elektronické riadenie z vozidla demontovať, aby v laboratóriu našli spôsob komunikácie cez špecifické rozhranie. Počas vývoja museli zlepšovať stabilitu auta v dynamických režimoch, počas testovania v autonómnom režime sa napríklad dostalo do šmyku a zašlo mimo trate. Našťastie, všetko sa zaobišlo bez akýchkoľvek materiálnych škôd či úrazov.

Situáciu skomplikovala aj jarná pandémia koronavírusu, ktorá niektoré kroky oddialila. Neuskutočnil sa ani aprílový technologický festival IXPO, kde mal mať Simrod premiéru. Slávnostného debutu sa napokon dočkal začiatkom júla na pretekárskom okruhu Slovakia ring, kde v autonómnom režime bezpečne previezol slovenského ministra dopravy Andreja Doležala.

Slávnostný debut absolvoval Simrod začiatkom júla na pretekárskom okruhu Slovakia ring.

Spolupráca sa nekončí
Strojári a informatici z STU v spolupráci so Siemensom ukázali, že majú šancu uspieť aj v špičkovom výskume a vývoji. Je to dôležité najmä v situácii, keď sa Slovensko v počte automobilov vyrobených na tisíc obyvateľov radí medzi svetové veľmoci, no v posledných rokoch silnejú hlasy, ktoré upozorňujú na absenciu vývoja. Ekonomika krajiny je priveľmi závislá od jedného priemyselného odvetvia, čo sa prejavuje v súčasnosti, keď pre pandémiu dopyt po nových autách výrazne ochabol.

Úspešný projekt Simrod preto bude pokračovať – partneri prizvali spoločnosti Mobility & Inovation a Slovakia Ring Agency, aby spoločne vytvorili výskumno-vývojové pracovisko pre smart mobilitu s nadnárodným významom. Sústredí sa inteligentné autonómne vozidlá, alternatívne pohony a progresívne konštrukcie dopravných prostriedkov. „Potrebujeme sa posúvať k aktivitám s vyššou pridanou hodnotou a zároveň byť schopní mladých ľudí nielen kvalitne vzdelávať, ale aj vytvoriť podmienky, aby nám neodchádzali do zahraničia,“ uviedol Vladimír Slezák, generálny riaditeľ slovenského Siemensu. Zároveň verí, že iniciatíva inšpiruje nové inovatívne firmy alebo zintenzívni aktivity existujúcich, aby využívali špičkové nástroje na digitálnu simuláciu a modelovanie, ktoré im umožnia výskumné a vývojové aktivity výrazne urýchliť a zefektívniť.

Foto: Siemens

Zobrazit Galériu

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Videá