Ученые Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева создали механизм движения ног испытательного манекена. Небольшое устройство позволяет ему имитировать ходьбу, бег и резкую остановку — то есть вести себя как реальный пешеход, и при этом выдерживает удар на скорости 80 км/ч. Разработка предназначена для тестирования системы экстренного торможения автомобиля.
Устройство включает основной корпус, расположенные на боковых гранях магнитные элементы для крепления нижних конечностей, а также системы приводов движения, которые находятся внутри корпуса.
Современные автомобили принято оснащать системами помощи водителю (ADAS), такими как автоматическое экстренное торможение (AEB) или предупреждение о столкновении (PCW). Но убедиться, что электроника сработает в нужный момент и машина затормозит перед выбежавшим на дорогу человеком можно только на практике — это и проверяют на манекенах.
Новое устройство представляет собой «ожившие» ноги манекена — изобретение сотрудников Политеха заставляет искусственного пешехода делать правильные биомеханические движения, чтобы камера автомобиля приняла его за человека. При этом благодаря сервоприводам механизм может мгновенно сменить сценарий «бег» на «стоп». В этот момент электроника автомобиля за доли секунды должна принять решение и заставить машину остановиться.
Привод — это «сердце» устройства, встраиваемое внутрь манекена. Затем он устанавливается на роботизированную платформу для перемещения по полигону. Устройство очень удобно в эксплуатации, так как его можно собрать буквально за секунды.
Новаторство конструкции заключается в ее неубиваемости и безопасности. Она представляет собой устройство закрытого типа с ударопоглощающими боковыми крышками. Если раньше при ударе механизм часто ломался, то новое устройство выдерживает столкновение на скорости 80 км/ч: ноги, закрепленные на магнитах, просто отлетают (как и задумано), а дорогостоящий привод внутри остается целым. Это колоссальный плюс для инженера-испытателя, так как избавляет его от частых ремонтов.
«На ранних этапах разработки была проблема с фиксацией: при интенсивном беге манекена возникали вибрации, и механизм начинал проворачиваться на несущем стержне. Чтобы победить это, мы разработали специальный корпус с вертикальным пазом в виде полукруга на задней грани. Зажимная крышка имеет такой же паз. Когда мы скрепляем их винтами, они обхватывают стержень намертво. Теперь, как бы быстро ни „бежал“ манекен, устройство сидит как влитое — никакой „болтанки“ и люфтов», — говорят разработчики.
По их словам, благодаря использованию переходных втулок с подшипниками качения удалось добиться высокой плавности. Это снижает трение и позволяет сервоприводам очень точно отрабатывать заданную программу. Для проверки специалисты сравнили движения манекена с видеозаписями реальных людей, и в результате повторяемость движений (циклов ходьбы) оказалась идеальной.
Федеральная служба по интеллектуальной собственности РФ выдала на устройство патент № 2851528. Авторы изобретения — сотрудники университета Дмитрий Кашников, Сергей Манцеров, Людмила Федосова, Антон Золотов, Дмитрий Шакин.
Сейчас специалисты Политеха переходят к практическому внедрению: «умные манекены» планируют использовать для сертификационных испытаний на автополигонах по всей России. Цель разработчиков — чтобы российские системы активной безопасности (ADAS) тестировались на оборудовании, которое дает максимально достоверные результаты. В итоге это должно улучшить эффективность тестирования систем помощи водителю.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
