Глядя на современные беспилотные автомобили, сложно поверить, что эта технология не нова и на самом деле ей больше ста лет. В концепции автономных машин серьёзный прогресс наметился лишь в последние два-три десятилетия, а сегодняшние беспилотники выглядят настоящим произведением технического искусства. Тем не менее первые работы в этой области тоже заслуживают большого внимания.
Как это начиналось
До конца XIX века машина долгое время оставалась настоящей экзотикой. «Машина» в смысле «механизм», а не транспортное средство на четырёх колёсах. Конечно, само понятие механики и механизмов существовало давно, вот только машины по большей части использовались в производстве, а не в ежедневном быту. Стоили они дорого, особенно такие тонкие механизмы, как часы, поэтому доступны были далеко не каждому. Всё изменилось, когда появились двигатели внутреннего сгорания и их додумались ставить на повозки и планеры. Почти одновременно с этим у изобретателей возникла вполне ожидаемая мысль: а можно ли заставить самолёт, автомобиль или даже лодку двигаться самостоятельно, без участия человека?
Первое достижение в этой области было продемонстрировано ещё в далёком 1914 году. Во Франции в рамках выставки, на которой авиаконструкторы демонстрировали собственные изобретения, Лоуренс Сперри показал автопилот, собранный на основе гироскопа. Гироскоп постоянно вращается, реагирует на малейшее отклонение от вертикальной оси и пытается вернуться в изначальное положение. В свою очередь, автопилот фиксирует эти изменения и управляет рулями, отвечающими за высоту и направление. Свою разработку Лоуренс Сперри продемонстрировал во время показательного полёта. Он отпустил штурвал самолёта и оставил кресло пустым, в то время как автопилот выровнял самолёт и повёл его дальше.
Попытка оснастить самолёт автопилотом оказалась настолько удачной, что сразу же превратилась в новое направление в развитии техники. Перспективы были очень заманчивыми, а идея — крайне интересной. Появилась возможность создать технику, которая будет двигаться сама по себе без участия человека или же при его минимальном вмешательстве. Следующим беспилотником стал небольшой торпедный катер, оснащённый радиоуправлением, им могли управлять удалённо без единого человека на борту. А уже потом настала очередь автомобиля.
Беспилотные автомобили
Поскольку управление автомобилем было более простым, чем у самолёта, то и превращение его в беспилотник не заняло слишком много времени. В 1921 году компания RCA представила широкой общественности свою разработку — беспилотную машину. Правда, это была как раз машина, а не полноценный автомобиль, а представляла она собой коробку на трёх колёсах. Испытания её прошли в Дейтоне, штат Огайо, и привлекли к себе очень много внимания. Машина катилась по дороге сама по себе, а оператор управлял ею на расстоянии при помощи радиотехнического оборудования.
В 1925 году произошло знаменательное событие — системой удалённого управления снабдили полноценный автомобиль. Автором этого проекта стал Френсис Гудина, инженер и изобретатель. Он разработал устройство, которое могло передавать управляющие сигналы к различным системам автомобиля: к рулевому управлению, к коробке передач и зажиганию. Он собрал приёмник и передатчик радиосигналов, а контролировал всё это издалека, при этом за рулём водителя не было. Объектом же для экспериментов послужил новенький «Чандлер», выпущенный в том же году. Сам инженер ехал сзади на другой машине, а все прохожие удивлялись автомобилю, который едет сам по себе.
Компания RCA, успешно опробовавшая свои силы в постройке радиоуправляемой модели, не собиралась прекращать свои работы в этом направлении. Она придумала новую концепцию — автомобиль, ориентирующийся на магнитное поле во время движения. Суть же заключалась в том, чтобы проложить под асфальтом электрический провод и пустить по нему ток, а машина, в свою очередь, должна была ориентироваться на создаваемое в проводе магнитное поле и следовать вдоль него. Для начала в 1953 году эксперимент провели на масштабной модели, где маленькая машинка ехала вдоль провода под имитацией дорожного покрытия. Эксперимент получился, но только на макете, в реальности он реализован не был. Зато компания General Motors встроила эту идею в собственный концепт ракетного автомобиля Pontiac Firebird III, правда, сделано это было лишь для показухи и соответствующего рекламного слогана, который гласил, что водитель вообще может ничего не делать за рулём.
Идея с проводами под асфальтом и магнитным рельсом в то время буквально захватила умы изобретателей. Такой способ передвижения давал огромные преимущества на дороге. Получалось, что водителю требовалось доехать только до автострады, после чего машина следует за проводом или магнитным рельсом, а водитель принимает на себя управление во время съезда с трассы. Любопытно, что машины должны были ехать исключительно друг за другом, без обгонов, превышения скорости и прочих нарушений. То есть автострада становилась абсолютно безопасной.
В 1968 году в Германии даже провели интересный эксперимент. В качестве беспилотного автомобиля использовали Mercedes 250, на который установили чувствительные датчики магнитного поля и электронно-механическую систему, связанную с рулевым управлением. Она следила за тем, чтобы автомобиль во время движения не отклонялся от магнитного рельса и ехал только возле него, подобно трамваю. Для испытаний на одном из полигонов проложили кусок трассы, упрятав под покрытие провода. Вот только внедрять беспилотные автомобили никто не собирался. На тот момент давно стало очевидным, что подобная концепция совершенно нежизнеспособна, а проект этот был разработан ради создания принципиально нового испытательного полигона, где не требовалось участие водителей.
Беспилотные технологии в автомобилестроении развивались в вялотекущем режиме ровно до того момента, пока не появились компактные и мощные вычислительные системы со встроенными нейросетями. Они были способны обрабатывать большой объём информации за рекордно короткое время и хорошо справлялись с большим потоком информации о внешнем мире, поступавшим с камер, ультразвуковых радаров и лидаров. Современный автомобиль-беспилотник может сам строить маршрут, объезжать препятствия и избегать аварийных ситуаций.
Современные беспилотные автомобили способны творить чудеса, и в будущем на них будет строиться вся транспортная система.
