Науковці з Технологічного інституту Сібаура (Shibaura Institute of Technology) у Японії представили нову систему допомоги велосипедистам, яка за допомогою штучного інтелекту здатна відрізняти звичайний поворот від втрати стійкості та активувати стабілізацію лише тоді, коли вона дійсно необхідна.
Результати дослідження опубліковано в науковому журналі IEEE/ASME Transactions on Mechatronics.
Головною проблемою сучасних систем стабілізації для двоколісного транспорту є те, що вони аналізують лише рух транспортного засобу. Оскільки під час повороту велосипед або мотоцикл природно нахиляється, електроніка часто не може визначити, чи це запланований маневр, чи початок втрати керування.
Щоб вирішити цю проблему, японські дослідники створили експериментальний велосипед із системою steer-by-wire, у якій кермо не має механічного зв’язку з переднім колесом, а передає команди електронним способом. Така конструкція дозволяє детально аналізувати взаємодію між велосипедистом і транспортним засобом, зберігаючи при цьому природні відчуття від керування завдяки технології тактильного зворотного зв’язку.
Основою нової системи стала нейронна мережа типу LSTM (Long Short-Term Memory), навчена розпізнавати різні сценарії руху. Під час роботи вона аналізує кут повороту керма, швидкість руху, кут нахилу велосипеда, бокове прискорення та інші параметри, що дозволяє в режимі реального часу визначати наміри велосипедиста.
Під час випробувань система успішно розрізняла три основні режими: рух по прямій, проходження повороту та нестабільний рух із ризиком падіння. Якщо велосипедист виконував звичайний поворот, електроніка не втручалася в керування. Натомість у разі виявлення ознак втрати рівноваги система автоматично активувала механізми стабілізації, допомагаючи відновити контроль над велосипедом.
За словами керівника дослідження, доцента Хіроакі Кувахари головна ідея полягає не в тому, щоб замінити людину автоматикою, а зробити електроніку повноцінним помічником. «Ми прагнемо перейти від традиційного автоматичного керування до моделі співпраці людини та машини. Система інтерпретує наміри велосипедиста й допомагає лише тоді, коли виникає реальна нестабільність», — пояснив дослідник.
На думку авторів розробки, технологія може використовуватися не лише у велосипедах, а й в електровелосипедах, електромотоциклах, сервісах прокату транспорту та кур’єрських службах. Особливо корисною вона може стати для людей похилого віку та велосипедистів-початківців, яким додаткова підтримка допоможе підвищити безпеку без втрати природного відчуття керування.
У перспективі дослідники планують навчити систему розпізнавати ще більше дорожніх ситуацій, зокрема різні типи покриття та погодні умови, щоб зробити інтелектуальні системи допомоги ще ефективнішими для транспорту нового покоління.
