Om Linköpings universitet ska vara en ledande aktör inom självkörande fordon behöver man växla upp. Detta enligt Theodor Westny, doktor vid avdelningen Fordonssystem, som är initiativtagare till den nya forsknings- och undervisningsplattformen.
– Mycket av vår forskning utvecklas och utvärderas idag i virtuella miljöer, men simuleringar kan inte fullt ut fånga de realtidskrav och begränsningar som uppstår i fysisk interaktion med omvärlden, säger Theodor Westny.
”Sim-to-real”
Målet med projektet From Virtual Agent to Real Robots var att utveckla en så kallad ”sim-to-real”-plattform – en bro mellan simulering och verklighet. För att en sådan bro ska fungera krävs att simuleringen är tillräckligt realistisk. Bilarna i den simulerade världen måste efterlikna deras verkliga beteende, både när det gäller hur saker och ting rör sig och hur sensorerna på bilarna reagerar på omgivningen. Plattformen måste även tillhandahålla trafikscenarier med trafikregler, vägmärken och andra agenter. Detta för att få en trovärdig och intressant utvecklingsmiljö.
Slutligen måste hela mjukvaran som styr fordonen – från hur det tolkar sin omgivning till hur det fattar beslut och agerar – fungera på samma sätt både i simulering som i verkligheten. På så sätt kan man utveckla och testa systemet på ett säkert och effektivt sätt innan det tas i bruk ute i den riktiga världen.
– Jag har hela tiden jobbat med de här bilarna, men utifrån ett utbildningsperspektiv. Att studenterna ska ha en plattform som är enkel att jobba med, och då med bara en enstaka bil som ska utföra något slags uppdrag. Men just det här med att sätta ihop allt med flera bilar som interagerar med varandra är egentligen nytt för oss. Det började jag arbeta med på riktigt när jag var färdigdisputerad.
Från Boston till Linköping
Inspirationen till plattformen kom från en föreläsning av Karl Berntorp som då arbetade vid Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) i Boston. Där hade man en motsvarande setup med små bilar och det var efter den föreläsningen som Theodor Westny började sätta sin plattform i praktik vid Linköpings universitet.
– Det finns många fler simulatorer som är mycket mer komplexa, men vår plattform är designad efter de ytor som vi har – det vill säga Visionen. Där har vi utnyttjat den resursen så bra som möjligt.
Visionen är en forskningsarena för experimentell forskning och undervisning som tillhandahåller en stor och öppen forskningsinfrastruktur. Arenan drivs av Institutionen för systemteknik (ISY) och finansieras av forskningsmiljön ELLIIT (Excellence Center at Linköping – Lund in Information Technology).
– Det viktiga var aldrig att plattformen skulle bli något extraordinärt, utan snarar att se till att den här resursen finns. Att ha någonting som vi kan experimentera utifrån. Det är viktigt både för mer intressant undervisning och för forskningen där vi kan sätta teorier i praktik.
Vikten av industrisamarbeten
På Institutionen för systemteknik vid Linköpings universitet finns ett fokus på samverkan och stora industrisamarbeten. Plattformen är därför byggd utifrån dagens industristandarder för att eventuellt kunna föras vidare.
– När jag talar om kopplingen till industrin syftar jag huvudsakligen på den modulära arkitekturen. Det finns en inbyggd verifierbarhet i det. Upptäcker man att någonting beter sig konstigt är det enkelt att identifiera varifrån i informationsflödet någonting har gått snett. Det är egentligen så jag har sett på plattformen hela tiden – att man ska kunna föra den vidare, exempelvis till industrin för personbilar.
Framtiden för Theodor Westnys plattform ser ljus ut då den betett sig som han tänkt. Men det finns mer att göra.
– Nästa steg är att börja använda Lidar i stället för de sensorer vi använder idag.
Nya 3D-printade bilar
Plattformen används redan flitigt i undervisningssyfte. Exempelvis i kursen Autonoma farkoster - planering, reglering och lärande system, som Theodor Westny undervisar i, där man till hösten förhoppningsvis kommer få en ny version av bilar. De nya bilarna är fortfarande under konstruktion, men har stor potential.
– Det är Tobias Lindell, forskningsingenjör vid Fordonssystem, som har byggt det mesta med bilarna. Det är han som är ”arkitekten”. De nya bilarna är 3D-printade och kan anpassas direkt efter våra behov, vilket gör att vi slipper modifiera de äldre bilarna så mycket.
Om kursen avslutar Theodor Westny på följande vis:
– Studenterna tycker att den är väldigt kul!
