Autonomiczne Volvo FMX wyrusza pod ziemię

Kierunek ruchu jest ustalany na podstawie bieżącego położenia pojazdu i kierunku drogi z uwzględnieniem istniejących przeszkód statycznych. Konieczne jest ustalenie odpowiedniej prędkości i kierunku jazdy, to zaś zależy od wielu czynników (np. szerokości drogi, ograniczenia prędkości itp.). Jednym z głównych wyzwań jest detekcja obiektów ruchomych i ich prawdopodobnej trajektorii – tu z pomocą przychodzą czujniki LIDAR. Kontrola trajektorii to zarządzanie zaplanowanymi zmianami w prędkości i kierunku jazdy przy stałej obserwacji otoczenia i zachowaniu stabilności pojazdu. Działania takie jak przyspieszanie czy hamowanie oraz skręt wykonywane są przez system autonomiczny. Kontrola stabilności polega na porównaniu oczekiwanych i rzeczywistych zmian zachodzących po wykonaniu manewru zmiany kierunku jazdy czy prędkości (fot. Volvo Trucks)

Bezzałogowe ciężarówki przeznaczone do pracy w trudnych warunkach podziemnych stają się rzeczywistością. Można zadać sobie pytanie – kiedy z kopalni wyruszą na drogi? Pod koniec maja miałem okazję uczestniczyć w prezentacji autonomicznego Volvo FMX.

Wydrążony głęboko w głąb granitowego zbocza, pełen długich korytarzy i tajemniczych zakrętów podziemny hangar pamiętający jeszcze czasy zimnej wojny, gdy chowane w nim były szwedzkie samoloty wojskowe, był idealnym miejscem, aby Volvo Trucks zaprezentowało pełnię możliwości swojej autonomicznej ciężarówki budowlanej. Ten bezzałogowy model FMX być może zmieni przyszłość kołowych środków transportu wykorzystywanych w podziemnym przemyśle wydobywczym.

Szczególnie podatnym miejscem do zastosowania autonomicznych ciężarówek wydaje się przemysł wydobywczy – w kopalniach sporadycznie pojawiają się inni użytkownicy oraz piesi. Warto przypomnieć, że jeszcze w październiku 2015 r. jako pierwsza w świecie firma Rio Tinto uruchomiła dwie floty całkowicie zautomatyzowanych samochodów ciężarowych jeżdżących bez kierowcy w swoich kopalniach przyszłości (Mine of the Future), gdzie wydobywana jest ruda żelaza w prowincji Zachodnia Australia (fot. Rio Tinto)
Szczególnie podatnym miejscem do zastosowania autonomicznych ciężarówek wydaje się przemysł wydobywczy – w kopalniach sporadycznie pojawiają się inni użytkownicy oraz piesi. Warto przypomnieć, że jeszcze w październiku 2015 r. jako pierwsza w świecie firma Rio Tinto uruchomiła dwie floty całkowicie zautomatyzowanych samochodów ciężarowych jeżdżących bez kierowcy w swoich kopalniach przyszłości (Mine of the Future), gdzie wydobywana jest ruda żelaza w prowincji Zachodnia Australia (fot. Rio Tinto)

Autonomiczna ciężarówka – definicja i kontekst
Pojazdy całkowicie autonomiczne, „samojeżdżące”, określa się typowo jako takie, których działanie jest możliwe bez bezpośredniego udziału kierowcy w zakresie skrętu, hamowania i rozpędzania. Definicja ta została po raz pierwszy sformułowana przez NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration, czyli amerykański urząd ds. bezpieczeństwa ruchu drogowego), a obecnie jest w powszechnym użyciu. NHTSA zakłada jednak, że w kabinie przez cały czas będzie obecny kierowca. Nie jest to jednak bezwzględnie konieczne – technologie autonomiczne już dziś zapewniają możliwość wykonywania wszystkich niezbędnych funkcji w zakresie bezpiecznego przemieszczania z punktu A do B bez obecności człowieka na pokładzie.

Centrum sterowania znajdujące się na powierzchni – to tu przekazywane były wszystkie informacje na temat tego, co dzieje się z ciężarówką (fot. Volvo Trucks)
Centrum sterowania znajdujące się na powierzchni – to tu przekazywane były wszystkie informacje na temat tego, co dzieje się z ciężarówką (fot. Volvo Trucks)

Zaproponowano również 5 poziomów automatyzacji. Pierwszy poziom tworzą systemy wspomagające kierowcę, drugi to częściowa automatyzacja, trzeci to automatyzacja warunkowa, czwarty – wysoka automatyzacja. Poziom piąty to pełna automatyzacja, w przypadku której kierowca nie jest potrzebny. W literaturze spotykamy również bardzo ciekawe porównanie, w pełni oddające istotę zagadnienia: poziom pierwszy – bez nóg, drugi – bez rąk, trzeci – bez patrzenia, czwarty – bez myślenia, piąty – bez kierowcy (no feet, no hands, no eyes, no head, no driver).
Jesteśmy już niemal w stanie wyobrazić sobie nasze ulice i autostrady, po których jeżdżą samochody osobowe i ciężarówki, a za ich kierownicami nie ma nikogo. Rośnie efektywność transportu towarowego dzięki zwiększeniu płynności ruchu i realizowanej na bieżąco optymalizacji trasy i algorytmów sterowania pojazdem. Wykorzystanie komunikacji V2V i V2X pozwala na jazdę z wyższymi prędkościami. Ciężarówki poruszające się w konwojach połączonych (platooning) spalają mniej paliwa (nawet do 15%), obniża się ich niekorzystne oddziaływanie na środowisko – maleje emisja CO2. Znikają ograniczenia związane z czasem pracy kierowcy. Różne analizy wskazują, że zastosowanie autonomicznych samochodów ciężarowych pozwoliłoby na całkowite obniżenie kosztów nawet o 40% w przeliczeniu na kilometr.
Współcześnie eksploatowane pojazdy wyposażone są już w wiele prostych systemów, których działanie ma charakter autonomiczny. Wystarczy wymienić ABS, ESP czy tempomat. Są także autonomiczne systemy realizujące bardziej zaawansowane funkcje – w tym częściowo przejmujące całościową kontrolę nad pojazdem. Dobrym przykładem jest tu adaptacyjny tempomat ACC. Systemy te są niezwykle pomocne w codziennym prowadzeniu pojazdu, w znaczący sposób odciążają kierowcę, jednak nie są w stanie zagwarantować pełnej autonomiczności. W dużym uproszczeniu do pełnej autonomiczności niezbędne są cztery podstawowe funkcje: nawigacja, analiza sytuacji w otoczeniu, planowanie ruchu i kontrola trajektorii.