Zatímco se největší technologičtí hráči světa předhánějí v tom, kdo dřív utratí miliardy dolarů za autonomní auta, AI inženýr Peng Zhihui se rozhodl vyřešit mnohem zapeklitější oříšek: jak zbavit jezdce dvoukolové kolo. Výsledkem je XUAN-Bike, neuvěřitelně schopné autonomní jízdní kolo, které samo udržuje dokonalou rovnováhu, kličkuje v náročném terénu a suverénně se vyhýbá překážkám. A v gestu, které lze v komunitě označit za naprostý „flex“, se rozhodl celý projekt zveřejnit jako open-source.
Tohle kolo je v podstatě laboratoř na dvou kolech a ukázka precizní systémové integrace. Jeho mozkem je na míru navržená řídicí deska postavená na AI procesoru Huawei Ascend 310. O „zrak“ se stará kombinace hloubkové RGBD kamery a klasických senzorů, jako jsou akcelerometr a gyroskop. Skutečné kouzlo se ale odehrává v systému stabilizace. Místo aby kolo jen korigovalo směr řídítky, využívá kovový setrvačník (momentum wheel) namontovaný pod sedlem. Ten rotuje vysokou rychlostí a vytváří gyroskopickou sílu, která udrží kolo ve vzpřímené poloze, i když úplně stojí. Na ty až děsivě plynulé výsledky se můžete podívat v akci na Bilibili.
Celý systém řídí neuronová síť běžící na frameworku MindSpore od Huawei, což je architektura pro hluboké učení. Díky tomu kolo nejen drží balanc, ale také vnímá své okolí, identifikuje překážky a v reálném čase plánuje trasu. Podle dokumentace k projektu je řídicí model založen na algoritmech LQR/MPC a vlastním algoritmu pro posilované učení (reinforcement learning). Pro ty, kteří by si chtěli postavit vlastní stroj popírající fyzikální zákony, dal Peng k dispozici veškerá schémata hardwaru, modely i zdrojové kódy na svém GitHubu.
Proč na tom záleží?
Tohle není jenom extrémně cool víkendový projekt; je to mistrovská lekce moderní robotiky a teorie řízení. XUAN-Bike dokazuje, že se správnou kombinací dostupného AI hardwaru a sofistikovaného softwaru může i jednotlivec vyvinout autonomní systémy, které se svou komplexností vyrovnají výzkumným laboratořím obřích korporací. Tím, že Peng svůj projekt otevřel světu, poskytl neocenitelný zdroj pro studenty, vědce i nadšence a zbavil auru tajemna pokročilé koncepty dynamické stability a autonomní navigace. Je to silná připomínka toho, že ty nejzásadnější inovace se nerodí vždy v nablýskaných zasedacích místnostech – občas stačí garáž a neodbytná touha donutit bicykl k něčemu zdánlivě nemožnému.