Управление «умным» домом и хозяйством вокруг дома с помощью смартфона и голосового помощника давно никого не удивляет. Мы привыкли к тому, что роботы убирают дом, следят за отоплением, поливают газон и делают многое другое. Интересно, что далеко не каждое устройство, которое мы называем роботом, на самом деле им является. В действительности часть наших молчаливых помощников — хорошо автоматизированные электромеханические устройства, и только некоторые — настоящие роботы. Разница — в цене: чем устройство дороже, тем ближе к роботу. Разберемся, что робот, а что — нет и почему разница между базовой и топовой моделью может быть десятикратной, на примере автономных газонокосилок.

Разница в интеллекте

Организовать многоходовые действия по какому-то алгоритму можно разными способами.

В прошлом алгоритмы строились на совместной работе аналоговых устройств. Позже появились программируемые цифровые контроллеры и начали управлять аналоговыми устройствами по более сложным алгоритмам. Еще позже появился искусственный интеллект, который умеет не только управлять по алгоритмам, но и самообучаться.

Благодаря этому у разработчиков «умных» бытовых устройств есть большой арсенал простых и сложных решений, плюс промежуточные варианты с сочетанием аналоговых и цифровых компонентов. Это дает возможность решать одну и ту же задачу несколькими способами и влиять на стоимость устройства для покупателя. Сочетание простых и недорогих цифровых средств с аналоговыми компонентами позволяет делать бюджетную технику с базовыми функциями.

Передовые цифровые средства в сочетании с искусственным интеллектом дают возможность делать дорогую и сложную технику. По этой причине купить робота-газонокосилку можно как за 45, так и за 600 тысяч рублей.

Многие производители говорят об этом как об оснащенности искусственным интеллектом, но это на самом деле не совсем верно.

Алгоритм искусственного интеллекта недорогой косилки — фактически система навигации, которую можно назвать интеллектуальной. Разница между системой навигации и системой с настоящим ИИ в том, что устройство с навигацией принимает решения, но не «мыслит» творчески. Косилка базового уровня может распознать препятствие и выполнить маневры, позволяющие его объехать. Искусственный интеллект тоже умеет это делать, но еще и выбирает оптимальную траекторию из нескольких возможных, запоминает ее и избегает встречи с однажды встреченным препятствием, то есть самообучается.

Разберемся более детально, в чем разница между дорогими и дешевыми устройствами.

Что умеет косилка базового уровня

Роботизированная газонокосилка базового уровня оперативно в полностью автоматическом режиме выкашивает газон. Газонокосилка оснащена базовым функционалом. Это означает, что устройство ориентируется в границах заданного пространства, может двигаться по участку по разным траекториям и объезжать препятствия.

Основной элемент, обеспечивающий автономное передвижение косилки с интеллектуальной навигацией, расположен не в корпусе устройства, а снаружи, на участке. Это ограничительный провод, который прокладывает пользователь до начала работы устройства. Провод укладывают на газон и фиксируют входящими в комплект колышками. При необходимости его можно скрыть под землей на небольшой глубине, косилка все равно его распознает.

Косилка обнаруживает провод при первом запуске своими датчиками. Провод очерчивает пространство, внутри которого устройство может двигаться в любом направлении.

Устройство базового уровня оснащено датчиками, распознающими внутри периметра препятствия и предотвращающими столкновение. С помощью этих датчиков косилка ориентируется внутри периметра, очерченного проводом.

Благодаря этим датчикам перед покосом газон не нужно освобождать от предметов, которые на нем находятся, например от садовой мебели или качелей. Благодаря продуманному алгоритму обхода устройство обходит их и выполняет свою работу. Расстояние между предметами должно быть, как правило, не менее метра — примерно столько нужно косилке для маневрирования.

Возможностей распознавания и алгоритма маневрирования достаточно, чтобы проходить по «коридорам» со сложной конфигурацией (шириной не менее метра). Например, если в зону покоса входит участок, зажатый между двумя садовыми дорожками с бордюрами, косилка пройдет по коридору и выполнит работу, даже если у прохода есть поворот под углом 90 градусов или несколько таких поворотов.

Интеллектуальная навигация поддерживает многоходовые действия, продуманные разработчиком и заложенные в память устройства.

Алгоритмы этих действий активируются при возникновении определенных условий. Например, в ответ на снижение запаса энергии в аккумуляторе косилка принимает решение о возврате на базовую станцию для зарядки. При этом она самостоятельно находит базу по ограничительному проводу. Распознав начало дождя с помощью датчика, косилка приостанавливает работу и возвращается на базу. А вот решение о том, кончился дождь или нет, косилка принять не может. Эта задача решена простыми средствами, чтобы не делать устройство сложным и дорогим. После начала дождя косилка запускает отсчет времени. Интервал его может быть разным, по умолчанию 180 минут, и программируется пользователем. Подразумевается, что за это время в большинстве случаев дождь заканчивается и трава успевает высохнуть. Выстояв на базе заданное время, косилка снова возвращается к работе. Если дождь еще не кончился, система снова распознает падающие капли, и цикл повторяется.

Такими простыми средствами разработчикам удается решить и другие сложные задачи, не наделяя устройство настоящим ИИ.

Например, современная косилка базового уровня уже не наезжает на препятствие, как делали устройства первого поколения. Запускается более сложный алгоритм: косилка останавливается, отъезжает назад и разворачивается. Или, обнаружив препятствие уже под колесами по датчику, измеряющему расстояние до грунта, устройство останавливает вращение диска с лезвиями. Таким образом она не только сохраняет режущую систему от повреждения, но и выполняет более сложную задачу — предотвращает возможность несчастного случая при контакте с лезвиями.

При этом устройство не способно принять творческое решение. Оно не может определить, находится ли рядом человек, которого могут травмировать лезвия. Возвращаясь на базу по траектории провода, косилка не оценивает расстояние. Она в любом случае следует по направлению, заданному движением часовой стрелки. Даже если сообщение о низком заряде получено в метре от базы против часовой стрелки, косилка обойдет весь периметр по максимально длинному маршруту.

Чтобы всегда добираться до базы, косилка регулярно скашивает траву вдоль ограничительного провода, даже если скашивать траву на всей площадке в данный момент не требуется. Программа требует поддерживать вдоль провода определенную высоту травы, и косилка выполняет требование. При необходимости этот интервал можно изменить, например в период бурного роста травы.

Самодиагностика. Если устройство обнаруживает изменения в сигналах от датчиков и внутренних устройств и эти новые условия заложены в память, газонокосилка останавливается и выдает сообщение об ошибке. Информация об этих сообщениях появляется в виде цифрового кода на дисплее.

Простые газонокосилки обладают небольшим набором настроек, например, позволяют заложить в память площадь газона, расположение базовой станции, дату и время, высоту травы после скашивания. Универсальный график скашивания запрограммирован в памяти контроллера, в него можно вносить корректировки вручную.

Внешние факторы, такие как сорт травы и скорость роста, влажность, температура, количество препятствий и другие, газонокосилки с интеллектуальной навигацией не учитывают. Эти возможности есть у роботов, оснащенных элементами искусственного интеллекта.

Что умеет косилка топового уровня

Основное отличие дорогостоящих газонокосилок-роботов с элементами ИИ — в способности к выбору между несколькими сценариями. Критерии для оценки сценария газонокосилка получает от более совершенных устройств считывания. Например, для ориентации в пространстве робот-газонокосилка использует не примитивный дальномер, а камеру или датчик-радар. Получая более сложный сигнал на вводе, устройство может лучше «узнать» объект, возникший на пути, и построить оптимальный маршрут для его обхода.

Газонокосилка-робот умеет обрабатывать сложные данные, чтобы гибко менять график скашивания. Единственным источником данных для корректирования для дешевой косилки с интеллектуальной навигацией является датчик дождя. Дорогостоящий робот оснащен беспроводным подключением к сети и бортовым компьютером. Благодаря им робот имеет возможность запрашивать данные на удаленном ресурсе и использовать их для коррекции графика скашивания. Получив от пользователя информацию о том, какой вид травы растет на газоне, устройство запрашивает данные по этому виду травы и получает такую информацию, как скорость роста в определенный сезон или рекомендованная высота скашивания. Пользуясь этими данными и добавив к ним информацию о долгосрочном прогнозе погоды, робот выстраивает график скашивания, например ежедневно или раз в два дня. Некоторые модели роботов оснащают погодной станцией для установки на участке. Это дает возможность добавить к вводным для анализа данные о фактической относительной влажности и температуре. Данные с удаленного ресурса робот запрашивает через приложение в мобильном устройстве пользователя, с которым он сопряжен.

Как и дешевой газонокосилке, роботу нужна четко определенная рабочая зона. Однако современные роботы определяют положение не по предварительно установленному проводу, а с помощью спутникового позиционирования и данных с бортовой камеры или радар-детектора.

Перед началом работы пользователь с помощью приложения на мобильном устройстве проводит обучение.

Робот сначала запоминает общие границы периметра, где ему предстоит работать. После этого с помощью приложения можно задать зоны скашивания и управлять ими, создавать «запретные» зоны внутри периметра. Например, исключить из плана область вокруг пруда. Некоторые модели поддерживают до и более 20 таких зон внутри периметра.

Как правило, дорогостоящие модели поддерживают два вида беспроводного соединения с мобильным устройством — Bluetooth и Wi-Fi. С помощью Wi-Fi-соединения управлять косилкой можно из любого удаленного места. Дополнительно ряд моделей роботов поддерживают интеграцию в сценарии системы «умного» дома. Примером такого сценария может служить график работы в течение дня. Например, можно задать «тихий час», во время которого робот находится на зарядной станции, чтобы не мешать соседям или детям, выполняющим домашнее задание. В системе «умного» дома доступно управление с помощью голосового помощника.

Благодаря системе позиционирования и созданной при обучении карте в дальнейшем робот не только помнит, где кончается газон, но и определяет, что является травой, а что — нет. Если робот «видит» траву, он ее скашивает, если видит препятствие, объезжает его.

Элементы ИИ позволяют роботу отрабатывать сложные сценарии взаимодействия с препятствиями. Например, когда газонокосилка сталкивается с объектом, который не запрограммирован как запретная зона, робот замедляет движение, чтобы, в случае если объект движется, столкновение с ним произошло на минимальной скорости. Это повышает безопасность взаимодействия с домашними животными. При сближении с неподвижным объектом косилка оценивает его и выбирает оптимальную траекторию объезда.

Кроме запретных зон ряд моделей поддерживают несколько рабочих областей. Для каждой области можно задать индивидуальное расписание и настройки, например высоту скашивания. Поскольку ориентирование происходит по GPS, газонокосилка может работать и ночью. Фары роботу не требуются, но он зажигает габаритные огни, которые позволяют видеть его местоположение на газоне.

Из интересных настроек стоит отметить изменение схемы скашивания. Это позволяет менять эстетику газона на участках с развитым ландшафтным дизайном. Робот может передвигаться при скашивании в соответствии со своим оптимизированным алгоритмом, то есть постоянно меняя направление. При этом можно выбрать последовательное скашивание полосами по прямой линии, перекрестный или треугольный рисунок. Можно настроить направление движения по прямой линии, например параллельно фасаду дома или под любым углом.

Технические характеристики, которые следует учитывать при выборе

Недорогие газонокосилки обычно не отличаются большими габаритами и оснащены литий-ионными аккумуляторами небольшой мощности. Выбор ширины полосы в связи с этим доступен в пределах от 15 до 20 сантиметров. Регулировка высоты скашивания осуществляется вручную, с помощью рычага на корпусе, в пределах от 30 до 60 миллиметров. Емкость батареи редко превышает два ампер-часа, напряжение — 18–20 вольт, но можно найти в продаже и более производительные модели. В связи с этим косилку базового уровня стоит выбрать для обработки участка площадью три-четыре сотки, равномерно засеянного газонной травой, с максимальным углом уклона до 35 градусов.

Модели стоимостью от 450 до 600 тысяч рублей оснащены малошумным, но мощным трехфазным бесщеточным двигателем. Этот тип двигателя обладает преимуществами малой массы и энергопотребления, поэтому литий-ионного аккумулятора емкостью восемь — десять ампер-часов, выдающего напряжение 18–20 вольт, достаточно, чтобы обеспечить роботу функционирование до четырех с половиной часов. Благодаря мощному двигателю устройство справится как с газонной травой, так и с лужайкой, на которой есть разные виды растений. Ширина скашивания 22–28 сантиметров позволяет оперативно обрабатывать участки с газоном площадью пять-шесть соток с уклоном до 45 градусов.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.