Eine kurze Geschichte der Entwicklung unbemannter Fahrzeuge

Hintergrund

In letzter Zeit gibt es buchstäblich jeden Tag Neuigkeiten auf die eine oder andere Weise, die mit unbemannten Fahrzeugen verbunden sind. Alle großen Automobilunternehmen entwickeln aktiv Roboterfahrzeuge und -technologien für sie . Viele Menschen mögen die falsche Meinung haben, dass die Geschichte der Entwicklung unbemannter Fahrzeuge im 21. Jahrhundert beginnt. Nur wenige Menschen wissen jedoch, dass die ersten Versuche, ein vollständig autonomes Auto zu schaffen, bereits 1980 unternommen wurden. Wenn Sie beispielsweise in das Artikelarchiv der New York Times gehen, wird auf Anfrage von „unbemannten Fahrzeugen“ vor 15 Jahren eine große Menge an Material angezeigt.

Es gibt unterschiedliche Daten, als genau die ersten vollständig autonomen Fahrzeuge erschienen. Es bleibt die Tatsache, dass ursprünglich alle derartigen Entwicklungen für militärische Zwecke geschaffen wurden. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts begannen die ersten Studien auf dem Gebiet unbemannter Luftfahrzeuge. Bereits 1916 wurde die erste Drohne von Archibald Low entwickelt - einem ferngesteuerten Flugzeug. Bereits im Ersten Weltkrieg wurden Lufttorpedos und selbstfahrende deutsche Minen aktiv eingesetzt.



Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts waren die Entwicklungen auf dem Gebiet der unbemannten Technologien jedoch eher experimentell als praktisch, und auf die eine oder andere Weise konnte kein einziges Modell ohne direkte Beteiligung des Menschen auskommen. Unbemannte Fahrzeuge waren wie fliegende Drohnen zunächst gewöhnliche Prototypen auf der Fernbedienung und wurden erst allmählich autonom.

Von wissenschaftlichen Experimenten zu Google-Robotern

Die ersten Experimente zur Herstellung eines unbemannten Fahrzeugs stammen aus den frühen 1960er Jahren. Im Jahr 1961 schuf ein Student der Stanford University, James Adams, im Rahmen seiner wissenschaftlichen Arbeit einen Prototyp eines selbstfahrenden Wagens, besser bekannt als Stanford Trolley.



Das allererste Modell wurde durch Übertragung eines Signals über ein Kabel gesteuert. Der zweite Prototyp, den Adams bereits funkgesteuert hat. In den 1970er Jahren verbesserte der Mathematiker John McCarthy den Wagen, indem er ihn mit einem Bildverarbeitungssystem ausstattete, mit dem sich das Gerät teilweise autonom bewegen konnte, wobei der Schwerpunkt auf der weißen Linie lag. Der Wagen hatte auch mehrere Kameras, einen Entfernungsmesser und vier Kanäle zum Sammeln von Informationen. Darüber hinaus versuchte McCarthy, eine dreidimensionale Abbildung der Umgebung zu erstellen.
In den folgenden Jahren konzentrierten sich die Hauptanstrengungen der Ingenieure hauptsächlich auf die Entwicklung eines vollständig autonomen und nicht ferngesteuerten Transports. In der Anfangsphase erzielten Wissenschaftler aus den USA, Japan und Deutschland den größten Erfolg. So wurde laut unabhängigen Experten 1980 von einer Gruppe deutscher Forscher unter der Leitung des Robotikpioniers Ernst Dieckmans das erste vollautonome Auto entwickelt.



Zu diesem Projekt schrieb Dickmans mehrere wissenschaftliche Arbeiten, die jedes Detail des Robomobils detailliert beschreiben. Überraschenderweise haben viele der vor mehr als 30 Jahren verwendeten Technologien tatsächlich viel von dem vorweggenommen, was heute in modernen Drohnen verwendet wird. Für den ordnungsgemäßen Betrieb ihres Autos verwendeten eine Gruppe deutscher Wissenschaftler den sogenannten Kalman-Filter, parallele Rechenmechanismen und die Nachahmung sakkadischer Augenbewegungen. Tatsächlich war dieses System ein Modell des maschinellen Lernens, mit dem die gesamte Umgebung angemessen bewertet werden konnte.
Auf der Grundlage der Entwicklungen von Dickmans von 1987 bis 1995 wurde das Prometheus-Projekt zur Verbesserung unbemannter Fahrzeuge durchgeführt. Prometheus wurde mit mehr als 1 Milliarde US-Dollar in das teuerste Roboterfahrzeugprojekt der Geschichte investiert. 1994 fuhr das mit Dickmans-Technologie ausgestattete VAmP-Mercedes-Auto mehrere Stunden lang unabhängig mit einer Geschwindigkeit von bis zu 130 km / h durch die Straßen von Paris, drehte sich um, überholte andere Autos und baute von einer Spur zur anderen um.



Mitte der neunziger Jahre gab ein Durchbruch auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz, der neuronalen Netze und des maschinellen Lernens der Entwicklung unbemannter Fahrzeuge große Impulse. Im Jahr 2004 fand der weltweit erste DARPA Grand Challenge-Roboterautowettbewerb statt. Sechs Jahre später testete Google seine ersten Roboterautos. Danach wurde die Idee, unbemannte Fahrzeuge herzustellen, von den meisten großen Automobilunternehmen aufgegriffen. Derzeit sind General Motors, Volkswagen, Audi, BMW, Volvo, Nissan, Google, Tesla Motors und andere die größten Akteure in diesem Bereich.

Ergebnisse und Perspektiven

Wie Sie sehen können, wurden die meisten Technologien, die in modernen unbemannten Fahrzeugen verwendet werden (Radar, Lidar, verschiedene Sensoren, Satellitennavigationssysteme, Bordcomputer, Kameras usw.), vor mehr als 20 Jahren entwickelt. Warum sind unbemannte Fahrzeuge dann immer noch nicht fest in unserem Leben verankert? Tatsächlich beantwortete derselbe Dickmans diese Frage in einem seiner Werke. Er sagte, damit das Robomobil lernen kann, alles zu tun, was ein Berufskraftfahrer tun kann, muss er lernen, wie man eine große Menge an Informationen verarbeitet und unter schwierigen Verkehrsbedingungen angemessen anwendet.



Laut Wissenschaftlern werden daher die erforderlichen Informationen umso mehr empfangen und angewendet, je länger das Auto in Bewegung ist. Beispielsweise sind Karten mit Wegbeschreibungen vor dem Fahren in einem Google-Auto vorinstalliert. Aber was ist, wenn das Auto auf unbekannten Strecken fahren muss? Das Unternehmen kann diese Frage immer noch nicht klar beantworten. Big-Data-Technologien haben dieses und nicht nur das Problem gelöst, mit dessen Hilfe ein unbemanntes Fahrzeug große Mengen relevanter Informationen empfangen und senden kann. Darüber hinaus ist es für den normalen Betrieb von Robomobilen erforderlich, die Straßeninfrastruktur erheblich zu ändern.
Trotz aller Schwierigkeiten bei der Integration unbemannter Fahrzeuge in das moderne Leben gibt es einen großen Vorteil, der alle Anstrengungen und finanziellen Kosten rechtfertigt. Laut offiziellen Angaben sterben jedes Jahr 1,3 Millionen Menschen bei Verkehrsunfällen. Wenn der Anteil unbemannter Fahrzeuge im nächsten Jahrzehnt mindestens 10% beträgt, werden täglich Tausende von Todesfällen vermieden.

Source: https://habr.com/ru/post/de393237/