Огромный, размером почти с трехэтажный дом, самосвал резво скатывается с горы испытательного полигона БелАЗ в белорусском Жодино. Машина направляется в сторону не менее громоздкого погрузчика, ждущего возле большой кучи грунта.
Он опускает ковш, зачерпывает более 20 тонн материала и с грохотом высыпает его в кузов грузовика, после чего тот добавляет обороты двигателей и отправляется в сторону места разгрузки. За рулем обеих сложнейших машин, каждая из которых стоит целое состояние, никого нет.
Проект безлюдной добычи твердых полезных ископаемых под названием «Интеллектуальный карьер» был задуман еще пять лет назад и изначально формировался в чисто теоретическом виде под руководством академика Климента Трубецкого. Идея перевести тяжелые самосвалы на автопилот связана с тем, что добыча полезных ископаемых все чаще ведется очень сложных геологических и климатических условиях, к которых человеку приходится выполнять сложные действия, связанные с рисками для жизни. Чем дольше и глубже ты копаешь, тем опаснее добыча.
Экстремальные температуры, высокая степень загазованности, туман способны привести к длительным простоям карьеров, из-за того, что в зоне забоя невозможно находиться человеку. Роботам же не страшны жара или холод, да и в свежем воздухе они не нуждаются. Как, впрочем, в перерывах на обед, пересменках и отдыхе. Применение автопилота, способного работать практически круглосуточно, может повысить производительность на 15-20%.
Российская компания VIST Robotics совместно с БелАЗом создали дистанционно управляемый самосвал грузоподъемностью 130 тонн, способный вести работу без водителя в кабине. Еще через два года была разработана полностью роботизированная машина, которая может передвигаться самостоятельно без участия человека.
Следующим этапом сотрудничества БелАЗа, VIST Robotics и компании «Цифра», занимающейся разработкой алгоритмов искусственного интеллекта, стало создание радиоуправляемого и частично роботизированного фронтального погрузчика БелАЗ 78250 с ковшом объемом 22 тонны. В автоматическом режиме погрузчик доезжает до места работы, после чего удаленное управление на себя берет оператор.
Специалист сидит напротив нескольких мониторов, на которые выводится картинка с камер погрузчика. Еще один сенсорный экран информирует о работе основных систем автомобилей. Управление машиной и ее ковшом осуществляется при помощи специальных джойстиков, руля и педалей, напоминающих дорогой компьютерный набор для гоночных симуляторов.
Погрузчик работает в тандеме с карьерным самосвалом БелАЗ 7513R грузоподъемностью 130-136 тонн. И вот последний уже действует полностью самостоятельно, отрабатывая в режиме автопилота по заранее заданному маршруту.
Сам автоматический самосвал представляет собой полностью серийную машину, подвергнутую небольшим доработкам — модернизация коснулась рулевого управления, тормозов, а также системы контроля тяги и привода. В стандартную систему встроена электрическая часть, которая позволяет управлять гидравликой в режиме робота. На борту установлено три сложных компьютера, два из которых дублируют и контролируют работу друг друга.
В пространстве автомобилю помогает ориентироваться сложнейший комплекс, в который входит около 30 различных ультразвуковых датчиков, сенсоров, камер и прочего оборудования. Скажем, электронно-сканирующие радары Delphi ESR, работающие в среднем и дальнем диапазоне, предназначены для обнаружения людей и других транспортных средств на пути следования. Мощный оптический дальномер LiDAR идеально подходит для трехмерного картографирования и позволяет работать в самых сложных условиях, а несколько устройств Leddar призваны фиксировать движущееся объекты. Наконец, 11 видеокамер выполняют функцию обзора на 360 градусов.
Оборудование обходится примерно в 10%-12% от цены самого автомобиля, который стоит более одного миллиона долларов. Таким образом, стоимость превращения БелАЗа в робота может превышать 100 тыс. долларов.
Разработчики системы говорят, что правильно настроенный робот проявляет себя как очень хороший водитель, в которых сейчас ощущается сильный дефицит. Можно сказать, что на самосвалах сейчас применяется автопилот самого последнего, пятого уровня, однако при этом для его обучения по-прежнему необходим человек.
При возникновении сложных условий дистанционное управление на себя берет оператор, который может одновременно контролировать сразу несколько автомобилей. В то же время искусственный интеллект запоминает алгоритмы действий при возникновении той или иной экстремальной ситуации, чтобы уже в следующий раз самостоятельно решить проблему, применив полученные знания.
При этом самосвалы с автоматическим управлением не способны функционировать на тех участках, где работают живые экипажи. Это неправильно с точки зрения безопасности и организации самого рабочего процесса, поэтому роботизированные системы могут применяться только на отдельных площадках.
Пока о полной замене человека роботом в добыче полезных ископаемых речи не идет, однако системы автоматического управления карьерными самосвалами могут стать стандартными уже через какие-то 10 лет. Уже в нынешнем году два роботизированных БелАЗа грузоподъемностью 130 тонн начнут работать в тестовом режиме в Хакасии. Кроме того, интерес есть со стороны горнодобывающих компаний с Кольского полуострова и Кузбасса.
В 2019 г. планируется выход на рынки Перу, Чили, где добыча полезных ископаемых ведется высоко в горах, а годом позже беспилотные БелАЗы должны добраться до карьеров в Южной Африке. До глобального внедрения технологии осталось дождаться возникновения критической массы — момента, когда всем станут ясны преимущества, которые дает роботизированная техника.
