Копание в земле - тяжелое занятие. Экскаватор ускорит работу, но управлять им непросто и требует многолетнего опыта. Экскаватор, управляемый дистанционно и оснащенный системой дополненной реальности, может сделать этот процесс проще, удобнее, безопаснее и, возможно, веселее.
"Мы создали систему, которая может взять человека, не имеющего реальных навыков работы на земле, и превратить его в опытного оператора гораздо быстрее, чем это обычно возможно", - говорит Рубен Брюэр, робототехник, возглавлявший проект. Его команда в SRI International, некоммерческом исследовательском институте со штаб-квартирой в Калифорнии, превратила громоздкий экскаватор в умный экскаватор с геймифицированными возможностями.
Традиционные экскаваторы имеют неинтуитивные контроллеры. Чтобы переместить черпак вверх или вниз, оператору необходимо выполнить движение вправо-влево на джойстиках и рычагах изнутри машины. "Там так много сочленений, и они не очень-то сопоставляются в нужном направлении", - говорит Брюэр. "Это так запутывает". Операторам также требуется интенсивная подготовка, чтобы научиться уклоняться от зарытых газопроводов, водопроводов и интернет-кабелей, чтобы делать точные отверстия в земле.
Так, исследователи из SRI International провели роботизацию экскаваторов. Теперь их умный экскаватор может управляться с помощью более интуитивно понятных элементов управления, причем оператору даже не обязательно находиться на водительском месте. Пользователи могут выполнять маневры на этих экскаваторах прямо рядом с машиной, если захотят, или управлять техникой, не выходя из дома или из любой точки мира, если они подключены к Интернету.
Этот "комплект роботизации", как называет его Брюэр, можно установить на любой существующий ручной экскаватор, чтобы он работал как будто прямо из видеоигры. Исследователи привели в движение все рычаги и педали машины, все это синхронизируется с портативным контроллером через Интернет. Шесть подвесных камер на капоте экскаватора обеспечивают удаленным пользователям 360-градусный обзор местности. Гарнитура Oculus воссоздает окружающую обстановку экскаватора для пользователя на основе прямой трансляции с камеры, наделяя его восприятием глубины, чтобы он мог переключать манипулятор или точно прорывать нору на расстоянии. Подключенный контроллер позволяет удаленным пользователям выполнять желаемые движения при копании, а усовершенствованное программное обеспечение отслеживает положение контроллера в режиме реального времени и имитирует движения пользователя с помощью руки экскаватора. Для опытных пользователей, предпочитающих более привычное управление, есть возможность управлять экскаватором с помощью беспроводного джойстика. "Дополненная реальность помогает создать ощущение, что вы сидите в кабине и управляете экскаватором", - говорит Брюэр.
Он добавляет, что это не первый экскаватор, которым можно управлять на расстоянии. В 2015 году компания Volvo продемонстрировала аналогичную концепцию. Но в версии его компании добавлены средства контроля безопасности, которые делают ее более практичной. Эти средства безопасности могут заблокировать переключение движений или заставить экскаватор замедлиться, когда его камеры на верхней панели обнаруживают поблизости человека. Эти команды срабатывают автоматически, даже если за виртуальным рулем находится удаленный пользователь. Эти элементы конструкции важны для продуктивного и безопасного проведения строительных работ в переполненных людьми городских районах.
В отличие от некоторых предыдущих попыток автоматизировать земляные работы, концепция проекта не заключается в том, чтобы избавиться от человека-водителя, говорит Брюэр (хотя компания также запрограммировала экскаваторы на самостоятельную парковку). В конце концов, последствия разрушения трубы или повреждения инфраструктуры во время земляных работ могут быть дорогостоящими, поэтому определенный уровень человеческого суждения во время земляных работ все же необходим. Вместо этого исследователи надеются наделить пользователей "сверхспособностями", говорит Брюэр, такими как возможность видеть все вокруг и позади себя, в идеале устраняя распространенные "слепые зоны".
В настоящее время исследователи сотрудничают со строительными компаниями, чтобы получить отзывы пользователей об их роботизированном экскаваторе. В будущем, в зависимости от интереса, исследователи говорят, что они могут распространить свой комплект роботизации на другие лесозаготовительные машины.
"Это очень широко применимо практически к любому строительному оборудованию с ручным управлением", - говорит Брюэр. "Измените конкретную геометрию места установки двигателя... и внезапно, вместо того, чтобы заниматься только земляными работами, мы будем заниматься погрузчиками, фронтальными погрузчиками или паровыми катками. Это очень легко адаптируется".
Посмотреть видео об умном экскаваторе можно здесь: