Odkąd elektryczne rowery przestały być fanaberią, a stały się pełnoprawnym środkiem transportu, coraz częściej patrzę na rowery jak na ostatni duży bastion mobilności, w którym elektronika dopiero zaczyna poważnie mieszać. Wspominałem o tym już przy rowerowym systemie Stingr Smart i Canyon Predict, gdzie bezpieczeństwo ma opierać się na czujnikach, haptyce, ostrzeżeniach i analizie otoczenia. Japończycy ze Shibaura Institute of Technology poszli jednak w inną stronę. Nie chcą tylko ostrzegać rowerzysty. Chcą zrozumieć, czy rowerzysta naprawdę wykonuje manewr, czy właśnie traci kontrolę.
Rower, który ma wyczuć zamiar, a nie tylko mierzyć przechył
Zespół z Shibaura Institute of Technology opracował platformę roweru steer-by-wire, czyli konstrukcję, w której kierownica nie jest klasycznie, mechanicznie połączona z przednim kołem. Zamiast tego między ruchem rąk a reakcją koła pojawia się elektroniczny układ sterowania. Może to brzmieć jak herezja, bo przecież rower jest jednym z tych urządzeń, które cenimy właśnie za bezpośredniość – kręcisz kierownicą, koło reaguje. Przechylasz ciało, rower zaczyna skręcać. Wszystko dzieje się niemal odruchowo.
Czytaj też: Rower marzeń? Marin odchudził elektrycznego potwora i dał mu 120 Nm do dyspozycji
Tutaj jednak chodzi o coś więcej niż zabranie rowerzyście prostego, mechanicznego czucia. Opracowany system ma bowiem zachowywać realistyczne wrażenia z jazdy dzięki sprzężeniu haptycznemu, czyli takiemu “siłowemu” feedbackowi na kierownicy. Innymi słowy, rower nadal ma dawać człowiekowi poczucie kontaktu z maszyną, ale jednocześnie pozwala elektronice dokładnie mierzyć, co dzieje się między kierownicą, kołem, ramą i samym rowerzystą. Platforma mierzy m.in. zachowanie kierownicy oraz interakcje między człowiekiem a pojazdem, a następnie używa tych danych do klasyfikowania sytuacji na drodze.
Najciekawsze jest jednak to, że Japończycy nie próbują rozwiązać banalnego problemu. W jednośladach przechył nie oznacza automatycznie zagrożenia. Rower musi się pochylać w zakręcie, motocykl tym bardziej. Jeśli system stabilizacji będzie reagował wyłącznie na ruch pojazdu, to może dojść do absurdalnej sytuacji, w której elektronika przeszkadza człowiekowi dokładnie wtedy, gdy ten wykonuje poprawny manewr. Inteligentny rower nie ma więc po prostu “trzymać pionu”. Ma wiedzieć, kiedy pion należy ratować, a kiedy pozwolić maszynie naturalnie położyć się w zakręt.
Ten rower uczy się kontekstu jazdy…
Za klasyfikowanie sytuacji odpowiada system uczenia maszynowego. Naukowcy wykorzystali sieć LSTM, czyli model dobrze nadający się do analizy danych zależnych od czasu. Nie chodzi bowiem o pojedynczy pomiar w stylu “rower przechylił się o X stopni”, tylko o sekwencję zdarzeń – jak zmienia się kąt skrętu, jaką prędkość ma rower, jak wygląda przechył, jakie jest przyspieszenie boczne i jaki moment reakcyjny pojawia się na kierownicy.
Przed treningiem modelu badacze zastosowali też klasteryzację K-means (algorytm centroidów), aby podzielić dane z jazdy na trzy scenariusze – jazdę na wprost, pokonywanie zakrętu i niestabilność. Dopiero na tak przygotowanych danych system uczył się rozpoznawać, czy zachowanie roweru wynika z celowego manewru, czy z utraty kontroli.
Czytaj też: Nie spodziewałem się, że pełne zawieszenie, fotelik dziecięcy i 1100 W spotkają się w jednym rowerze
W praktyce wygląda to tak, że podczas normalnego skręcania lub pokonywania zakrętu stabilizacja nie ma się aktywować. Rowerzysta zachowuje kontrolę, a elektronika nie wpycha się między człowieka a maszynę. Gdy jednak system wykryje niestabilność, wtedy uruchamia kontroler stabilizacji, który ma pomóc przywrócić równowagę. W rzeczywistości właśnie tutaj kryje się najważniejsza różnica między asystentem a przeszkadzaczem.
… ale i tak wymaga jeszcze dużo konkretnej pracy
Łatwo nazwać taki projekt “rowerem z AI” i zachwycić się samym faktem, że jednoślad ma rozpoznawać intencje człowieka. Trudniej jednak zapytać, jak taki system zachowa się po latach eksploatacji, w deszczu, na kostce brukowej, na szutrze, z sakwami, z rozładowanym akumulatorem, po serwisie w przeciętnym warsztacie i z rowerzystą, który jeździ trochę chaotycznie, ale wcale nie niebezpiecznie. Badacze z SIT sami zapowiadają, że chcą rozszerzyć rozpoznawanie sytuacji na większą liczbę scenariuszy i różne warunki środowiskowe, a w tym odmienne nawierzchnie. Słusznie, bo codzienność to zupełnie inna liga. Mokre pasy, studzienki, żwir po remoncie, krawężniki, pęknięty asfalt, torowiska tramwajowe i rowerzysta z zakupami na bagażniku potrafią stworzyć zupełnie inny zestaw danych.
Najbardziej podoba mi się jednak filozofia tego rozwiązania. Prof. Kuwahara mówi o wyjściu poza klasyczne sterowanie automatyczne w stronę kontroli współpracującej z człowiekiem. Dla mnie to znacznie ciekawsze niż marzenie o pojeździe, który wszystko zrobi za użytkownika. W rowerze pełna automatyzacja nie jest szczególnie pociągająca, bo sama jazda jest częścią doświadczenia. Sens ma raczej system, który stoi w tle i odzywa się dopiero wtedy, kiedy człowiek naprawdę zaczyna przegrywać z fizyką.
Przyszłość bezpieczeństwa jednośladów nie musi wyglądać jak autonomiczne auto
W samochodach przyzwyczailiśmy się do tego, że bezpieczeństwo idzie przez coraz większą liczbę systemów. ABS, ESP, asystent pasa, awaryjne hamowanie, martwe pole, kamery 360 stopni. Rower długo był w tym świecie bardzo analogowy. Nawet jeśli pojawiała się elektronika, to często służyła ona napędowi, aplikacji, lokalizacji albo zabezpieczeniu przed kradzieżą. Jeden z ostatnich przykładów? Rower Aventonie Trava, który dostał GPS, 4G, geofencing, cyfrowy zamek i powiadomienia o podejrzanym ruchu.
Japoński projekt dotyka jednak czegoś bardziej podstawowego. Nie chodzi o to, gdzie jest rower i czy ktoś go ukradł. Chodzi o samą dynamikę jazdy. O moment, w którym zwykły błąd, zła nawierzchnia albo spóźniona reakcja mogą skończyć się upadkiem. W takim ujęciu rower staje się nie tyle “smart gadżetem”, ile urządzeniem mechatronicznym, które aktywnie interpretuje zachowanie człowieka.
Czytaj też: DJI rozpycha się w e-MTB, a Rotwild daje mu kolejny rower do pokazania mięśni
Wydaje mi się, że właśnie tutaj rozgrywa się przyszłość jednośladów. Nie w dokładaniu ekranów, aplikacji i kolejnych powiadomień, ale w cichej warstwie ochronnej, której użytkownik przez większość czasu nie zauważa. Trochę jak z ABS-em w samochodzie. Nikt nie kupuje auta po to, żeby codziennie “korzystać z ABS-u”, ale wszyscy chcemy, żeby zadziałał w tym jednym momencie, kiedy naprawdę będzie potrzebny.
Źródła: Shibaura Institute of Technology
