Автомобильные технологии будущего: что уже стало реальностью

В фокусе
Автомобильные технологии будущего: что уже стало реальностью - фото

За последние годы автомобильные технологии претерпели ряд эволюционных преобразований. Появились умные дороги и парковки, по ним стали ездить электрические беспилотные грузовики, управляемые искусственным интеллектом и удаленным водителем. Кроме электромобилей в мир пришли машины на водородных топливных элементах, а за ними и летающие авто. К тому же машины научились разговаривать со своим водителем, контролировать состояние двигателя и шин, а также давать советы по устранению проблем. "Вести" разбирались с автотехнологиями будущего, которые применяют в мире уже сегодня.

Умные дороги

Smart Highway — умная дорога, или новый тип автострад, который кроме привычных функций будет осуществлять выработку электроэнергии с помощью солнечных батарей, интеграцию с автомобилями, снабженными автопилотом, а также содержать системы контроля технического обслуживания авто. Также интеллектуальные трассы позволят усовершенствовать механизмы безопасности, предотвращая гибель водителей и пешеходов.

Попытки внедрения технологии умных дорог проводились различными стартапами в Нидерландах, Франции и Китае. В декабре 2016 года американская компания The Ray из Атланты начала строительство дороги в Джорджии (Вест-Пойнт), при поддержке Wattway, Hannah Solar и департамента транспорта Джорджии. The Ray сегодня — одна из самых комплексных интеллектуальных автомагистралей, которая предусматривает зарядную станцию на солнечных батареях, станцию контроля безопасности шин и дорогу на солнечных панелях.

Какие технологии использовались

Солнечные панели, встроенные в шоссе, в котором используются традиционные солнечные элементы, защищенные запатентованной рамой, что позволяет дорожному покрытию генерировать чистую энергию, находясь под тяжелыми транспортными средствами.

The Ray создал первую в мире систему контроля безопасности шин WheelRight, с помощью которой информационный центр Джорджии отправляет водителям текстовое сообщение с критической информацией об индивидуальном давлении в шинах их авто и глубине протектора. WheelRight совместим с любым транспортным средством.

Дренажная система Bioloswales обеспечивает очищение стоков вдоль умного шоссе. Она состоит из мелких дренажных канав, где есть растительность или компост, которые служат для замедления движения воды и улавливания загрязняющих веществ в виде частиц во время ливней.

Подзарядка на солнечных батареях. Вдоль умной трассы The Ray расположены зарядные станции PV4EV (фотоэлектрическая система для электромобиля) на солнечной энергии.

Плюсы:

  • Такие дороги безопаснее, чище и эффективнее. Установка электрических нагревательных полос может растопить снег, светодиоды способны предупредить водителей о любых надвигающихся проблемах. Такие дороги могут даже зарядить электромобили непосредственно на трассе.

  • Обычные асфальтовые (битумные) дороги в США стоят около $120 за квадратный метр с учетом ремонта каждые 10 лет. Солнечные дорожные компании надеются потратить от $310 до $460 за квадрат и пройти точку окупаемости в течение 15 лет, в отличие от обычных дорог, в которые требуются периодические вложения средств.

  • Умные дороги обеспечивают широкие возможности для бизнеса, включая персонализированную рекламу или IoT-решения, связанные с интернетом вещей.

Минусы:

  • Дороговизна разработки и ее внедрения, долгий срок окупаемости.

  • Зависимость от государства (штата), законодательной и бюрократической ситуации на месте строительства.


Материалы, которые изменят будущее


Автомобили на водородных топливных элементах

Сегодня практически каждый автопроизводитель пытается вскочить на подножку уходящего поезда, разрабатывая и выпуская электромобили. Но есть и другая технология, способная отойти от углеродного топлива, — водородные топливные элементы, которые сегодня используют только три компании — производителя автомобилей: Toyota, Hyundai и Honda. В частности, Toyota уже произвела свой первый серийный автомобиль Mirai на водородных элементах. Эта машина позволяет наслаждаться бесшумной поездкой на большие расстояния с нулевыми выбросами CO2, при этом выделяя только воду в виде пара из выхлопной трубы.

Автомобильные технологии будущего: что уже стало реальностью - фото 2

Какие технологии использовались

Машина заправляется водородом так же, как и бензиновый автомобиль. Водород хранится в углеродных волокнах, ударопрочных резервуарах — два баллона объемом 60 л и 62,5 л. В результате химической реакции взаимодействия водорода и кислорода вырабатывается электроэнергия. Реакция происходит без процесса горения. Водородная система выполняет роль генератора и занимает место тяжелых аккумуляторов. Максимальный КПД преобразования водорода в электрический ток составляет 83%. Управление питанием происходит с помощью устройства, используемого в Prius, — PCU FCEV. Оно контролирует выход энергии, решая, когда использовать накопленную энергию от батареи или использовать непосредственно от батареи топливных элементов.

Плюсы:

  • Для полной заправки автомобиля на водородных элементах требуется всего три минуты — столько же, сколько нужно для заправки полного бака бензина. В отличие от них, у электромобиля даже быстрая зарядка занимает не менее получаса, а полная растягивается на несколько часов.

  • У автомобиля на водородном топливе нет выбросов — из выхлопной трубы выходит обычный пар.

  • В нем нет огромного количества аккумуляторов, производство которых наносит немалый вред природе.

  • Высокий КПД. У водородного двигателя КПД — 83%. Для сравнения: у 1,3-литрового бензинового двигателя Toyota 2014 года КПД — всего 38%.

Минусы:

  • Дороговизна автомобилей за счет небольших партий производства.

  • Высокая стоимость производства водорода. Водород стоит €10 за каждый килограмм в ЕС и $14 в США, что достаточно для 100 км или 62 миль.

  • Нет развитой инфраструктуры водородных заправок.

  • Водород заправляется под давлением, что может привести к проблемам, хотя если верить Toyota, то несчастных случаев пока не было.


Ты — мне, я — тебе. Как новое поколение разваливает мировой бизнес


Грузовики-беспилотники

 Над созданием автономного транспорта работают крупнейшие автомобильные концерны, инжиниринговые компании, технологические стартапы. И в большей степени крупный бизнес интересуют беспилотные грузовики, которые четко в срок смогут доставлять большие объемы грузов. И даже водители-дальнобойщики не на шутку беспокоятся, что их профессия скоро исчезнет, так как в ней не будет потребности. Глобально рецепт отказа от водителя в пользу беспилотника предельно ясен: камеры, радары, датчики, помноженные на искусственный интеллект и гибкие алгоритмы. Но пока грузовики-беспилотники делают только первые доставки и в тех странах, где принято соответствующее разрешительное законодательство. Шведский стартап Einride в мае 2019 года начал эксплуатировать электрический грузовик T-Pod без кабины или водителя. В настоящее время он проходит испытания на общественной дороге в Швеции, перемещая грузы и товары между промышленными зонами и курсируя по трассе одновременно с обычными автомобилями.

Автомобильные технологии будущего: что уже стало реальностью - фото 3

Какая применяется технология

Грузовик T-Pod удаленно контролируется оператором, который при необходимости может взять на себя управление. 26-тонный грузовик оснащен трехмерными камерами, радарами LiDAR и датчиками, которые позволяют ему на 360 градусов видеть ситуацию и окружение на дороге. T-Pod использует для вождения автономную платформу Nvidia Drive, разработанную NVIDIA (NVDA). Ее системы подключены через сеть 5G. Грузовик может развивать скорость до 85 км/ч. Дальность действия составляет 200 км при полностью заряженном аккумуляторе. Einride разрабатывает решения для зарядных станций, которые обеспечивают питание транспортных средств для длительных поездок. До конца 2020 года грузовик T-Рod ежедневно будет курсировать в тестовом режиме между складом и терминалом, после этого компания Einride планирует запустить по дорогам Швеции 200 бескабинных электрических грузовиков.

Плюсы:

  • Обычные грузовики поглощают все больше дизеля, загрязняя города и поселки и способствуя изменению климата. Электрические грузовики не выделяют СО2, не портят экологию.

  • Согласно данным американской глобальной консалтинговой фирмы AT Kearney, беспилотный транспорт сокращает вероятность возникновения ДТП на 70%. По статистике, уровень смертности и ДТП с участием автомобилей под управлением водителей многократно превосходит показатели беспилотников.

  • Беспилотные автомобили уменьшают сроки доставки грузов более чем в два раза.

Минусы:

  • Не готовы инфраструктура и законодательная база у большинства стран. Большинство законодателей боятся вписать в закон, кто в случае столкновения беспилотника с обычным автомобилем будет нести ответственность за потенциальные аварии в городе или на шоссе.

  • Небольшие расстояния, которые проходит грузовик на одном заряде аккумулятора, подразумевают использование только в локальной доставке.

  • Долгое ожидание зарядки и стоимость такого грузовика пока заставляют бизнес внимательно присматриваться к новой технологии.


Конец света – ледниковый период или катастрофическое потепление. Что ждет Землю через 100 лет


Летающие автомобили

Еще один вектор развития транспортных технологий — переход от наземного транспорта к воздушному. На смену колесу приходят пропеллеры и крылья. На авиасалон Ле-Бурже — 2019 компания Airbus представила беспилотный пассажирский аппарат Vahana, который в будущем может стать, например, городским воздушным такси. Vahana — это проект, разработанный в компании A³ — представительстве Airbus в Силиконовой долине. Vahana — полностью электрический, управляемый самолет по технологии VTOL. 31 января 2018 года он успешно завершил свое первое полномасштабное летное испытание, которое проводилось на полигоне UAS Pendleton в Пендлтоне (штат Орегон). Vahana стремится демократизировать личный полет и удовлетворить растущую потребность в городской мобильности, используя новейшие технологии в области электрической тяги, накопления энергии и машинного зрения. И это произойдет в ближайшем будущем — в преддверии летних Олимпийских игр 2024 года Airbus планирует запустить в Париже летающие беспилотные такси.

Автомобильные технологии будущего: что уже стало реальностью - фото 4

Какая применяется технология

Технология VTOL (Vertical Take-Off and Landing) — с ее помощью летающее средство может взлетать и садиться при нулевой горизонтальной скорости, используя тягу двигателя, направленную вертикально. В режиме горизонтального полета на крейсерской скорости, как и у самолета традиционной схемы, подъемную силу создает неподвижное крыло. Скорость Vahana достигает 200 км/ч. Airbus создал две конфигурации: это электрический вертолет и аппарат-крыло с восемью вентиляторами. Для обеих конфигураций оценки рабочих характеристик зависания были основаны на теории импульса лопастного элемента. На данный момент конфигурация электрического вертолета является более перспективной на малых расстояниях, в то время как конфигурация наклона-крыла — более убедительной на больших дальностях.

Общие характеристики: автопилот, вместимость — один пассажир 90 кг. Длина — 5,7 м; размах крыльев — 6,25 м; высота — 2,81 м. Вес пустого аппарата — 475 кг; максимальный взлетный вес — 815 кг. Круизная скорость — 200 км/ч. Радиус действия — 60 км. Максимальная высота подъема — 1524 м при 35 ° C.

Плюсы:

  • Экологически чистый вид транспорта позволит разгрузить городские дороги от чрезмерного трафика.

  • Безопасность аккумуляторов и плотность энергии теперь достаточны для применения в воздухе.

  • Недорогая, надежная авионика становится все более доступной, используя десятилетние разработки беспилотных летательных аппаратов (VTOL).

  • Зрелая технология обнаружения и предотвращения препятствий обеспечивает безопасный взлет и посадку аппарата, а также надежное предотвращение столкновений в полете.

  • Последние достижения в области автоматизированного производства и сборки композитных материалов показывают, что небольшие легкие транспортные средства могут производиться в больших объемах и значительно дешевле, чем ранее позволяли традиционные аэрокосмические методы.

Минусы:

  • Нет инфраструктуры взлетно-посадочных терминалов, нет ПВД — не разработаны правила воздушного движения внутри городов.


Съедобные пакеты и дороги из бутылок – как технологии спасают планету


Умные парковки

Поскольку многие города становятся перенаселенными, парковочных мест для всех не хватает. Можно часами кружить по улицам или подземным паркингам в поисках свободного местечка. Решением может стать технология Smart Parking, которая сочетает в себе передовое программное обеспечение и автоматизацию для устранения двух проблем: поиска свободного места и оптимизации пространства на паркинге. Немецкая компания Serva Transport Systems GmbH разработала систему умного паркинга — RAY ™, благодаря которой транспортные средства хранятся на паркинге и перемещаются с помощью автоматических тележек, позволяющих их штабелировать в тесных помещениях с высокой плотностью заполнения. Комфортабельная станция трансфера, предлагаемая RAY ™, позволяет автомобилю заезжать вместо привычного плохо освещенного паркинга в широкое, ярко освещенное пространство. Клиентам достаточно выйти из машины, можно даже не закрывать двери — дальше за дело берется умная станция трансфера автомобиля по парковке. При этом нет риска повредить свои или чужие машины. Будь то внедорожник или небольшой автомобиль, удобная станция трансфера облегчает любой маневр при парковке.

Автомобильные технологии будущего: что уже стало реальностью - фото 5

Какая применяется технология

RAY ™ сортирует транспортные средства по размеру и ожидаемому времени извлечения и паркует их как можно ближе друг к другу. Так как нет необходимости открывать двери, можно разместить на 60% больше автомобилей по сравнению с обычными конфигурациями парковки. Система парковки RAY ™ распознает размер (длину и ширину) транспортного средства и выбирает соответствующее наиболее экономичное парковочное место.

Парковочный робот RAY ™ настолько гибок, что может вращаться на месте, поэтому требует минимального пространства для маневра. Робот определяет свое положение 10 раз в секунду с точностью +/- 4 мм. Имеет 200 тыс. точек измерения, которые оцениваются лазерами для определения контура автомобиля. Для RAY существует 750 тыс. вариантов навигации по парковке между 650 точками ориентации. Робот способен перемещать автомобиль весом до 3 тонн, максимальными параметрами ширина х длина = 2,2 м х 2,5 м (например, Audi A8 L).

Плюсы:

  • Стратегически спланированные пространства для маневрирования обеспечивают эффективность системы без лишних потерь пространства. RAY ™ особенно эффективен в сочетании с подъемниками, чтобы обеспечить дополнительное пространство за счет устранения скатов.

  • Решает проблемы парковки: недостаток места для парковки в густонаселенных районах, неэффективное использование существующей парковки, поиска свободного места и собственного автомобиля на большом парковочном месте, проблемы с перемещением по парковке из-за плохо спроектированных парковочных мест.

Минусы:

  • Единственным недостатком такой системы может быть только цена, если сравнивать с обычными паркингами. Но с увеличением числа автомобилей в крупных городах, количество таких паркингов также вырастет, таким образом снизив их себестоимость.

Автомобильный ассистанс

Автомобиль — это не только средство перемещения, но и друг, а также верный помощник. Если в него встроен личный ассистанс, то он может позаботиться не только о состоянии «железного коня», но и в будущем о здоровье водителя, вызвав при необходимости скорую. На рынке уже представлены ряд систем распознавания водителя, интегрированные в некоторые концепт-кары. Как только водитель садится за руль, машина его идентифицирует и открывает доступ к системам управления авто. На выставке TechCrunch Disrupt SF 2018 компания BMW представила цифрового персонального помощника для своих автомобилей, метко названного BMW Intelligent Personal Assistant.

Автомобильные технологии будущего: что уже стало реальностью - фото 6

Какая применяется технология

BMW создала помощника на основе облачных и диалоговых технологий Microsoft Azure. Azure долгое время являлся предпочитаемым публичным облаком BMW, и эти компании уже несколько лет поддерживают тесные отношения. Также BMW включила поддержку для доступа к файлам Office 365 и использования Skype для бизнеса в своих автомобилях. На самом деле ассистанс от BMW может многое. Находясь в совместимом личным помощником автомобиле, водитель может управлять всеми стандартными автомобильными функциями с помощью голосовых команд. Его можно попросить изменить температуру в салоне, запустить навигацию, проверить давление в шинах, уровень масла и другие параметры двигателя. Со временем ассистанс узнает предпочтения своего водителя, а также запомнит их, сохраняя в настройках. С 2019 года функция личного помощника доступна в базовой версии с поддержкой 23 языков. Для рынков США, Германии, Великобритании, Италии, Франции, Испании, Швейцарии, Австрии, Бразилии и Японии эта служба будет иметь больше функций: например, поддержка прогноза погоды, поиск достопримечательностей и доступ к музыке.

Плюсы:

  • Личный помощник, встроенный в мультимедийную систему автомобиля, сможет проводить полноценную диагностику транспортного средства. Он знает все об общем состоянии и потребностях в обслуживании вашего BMW.

  • Интеллектуальный цифровой помощник реагирует на подсказку «Hey BMW» и имеет возможность обслуживать водителя различными способами: контролировать настройки автомобиля, навигационные и развлекательные системы для объяснения функций автомобиля и даже разговаривать.

  • Системе можно дать имя, которое более ассоциируется с собственным автомобилем.

  • Система будет помнить каждую команду, каждый вопрос и все настройки, которые вы создаете, чтобы сформировать полный профиль. Этот профиль, названный BMW ID, свяжет автомобиль с вами и вашим цифровым миром. Поэтому вы сможете в другом автомобиле BMW ввести свой идентификатор, и новая машина будет персонализирована.

  • Интеллектуальный личный помощник соединится с Open Mobility Cloud от BMW, что добавит ему функции и потенциально поможет устранить любые проблемы.

Минусы:

  • Пока нет совместимости с другими цифровыми помощниками. Но BMW обещает, что будущие версии Intelligent Personal Assistant уже будут совместно корректно работать с другими крупными цифровыми помощниками голоса. Поэтому не стоит спешить переименовывать систему BMW «Alexa», чтобы в дальнейшем избежать путаницы.

Загрузка...
Loading...