Tradycyjne systemy stabilizacji w pojazdach dwukołowych od dawna mierzą się z poważnym wyzwaniem konstrukcyjnym, a raczej to my, mierzymy się z tym, że one są na owe wyzwanie skazane. Zarówno rowery, jak i motocykle wymagają pochylenia całego pojazdu, aby skutecznie wykonać manewr skrętu. To łatwo może doprowadzić do utraty balansu, kończącej się upadkiem osoby kierującej. Dlatego naukowcy z Instytutu Technologii Shibaura, wzięli temat w swoje ręce i stworzyli rower, który przewiduje nasze myśli… A przynajmniej intencje.
Przy pomocy specjalnego algorytmu stworzono wyjątkowy rower. Ma być o wiele bezpieczniejszy
Pojazdy dwukołowe wyposażone w powszednie systemy stabilizacji są niedoskonałe ze względu na swój zawodny system odczytywania, a raczej braku możliwości odczytywania, intencji kierującego takim urządzeniem. Taki system, oparty wyłącznie na czujnikach ruchu, ma przez to trudności z odróżnieniem sytuacji, w której kierujący celowo przechyla się do wykonania zakrętu, od momentu, w którym traci panowanie nad kierownicą i zaczyna przewracać się na bok.
W rezultacie zbyt wczesna lub niepotrzebna interwencja elektroniki w trakcie prawidłowo wykonywanego skrętu może wręcz doprowadzić do wypadku, zamiast mu zapobiec. Z tego powodu systemy asystujące w jednośladach musiały stać się znacznie bardziej inteligentne i zacząć przewidywać intencje samego użytkownika.
Czytaj też: Dziewięć biegów i hydraulika – rozsądek też ma swoje miejsce na kierownicy
Naprzeciw temu wyzwaniu wyszedł zespół badawczy kierowany przez profesora Hiroakiego Kuwaharę oraz studenta studiów magisterskich Shotę Tsukasę. Efekty ich pracy zostały opublikowane pod koniec czerwca 2026 roku w prestiżowym czasopiśmie naukowym IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. Japońscy inżynierowie postanowili wykorzystać technologię haptyczną, czyli systemy przekazywania informacji zwrotnej za pomocą siły i dotyku, nie tylko do tego, by informować kierowcę o stanie nawierzchni, ale przede wszystkim do badania sił, jakie człowiek wywiera na maszynę. Analizując te subtelne interakcje, stworzyli platformę badawczą zdolną do natychmiastowego rozpoznania, co w danej setnej sekundy planuje zrobić rowerzysta.
Jak tłumaczy profesor Kuwahara:
Wierzyliśmy, że technologia haptyczna może być przydatniejsza niż tylko podawać mechanicznie informację zwrotną. Może pomóc nam zrozumieć intencje kierującego. Analizując interakcję między człowiekiem a pojazdem, dążyliśmy do stworzenia systemu mobilności, który zapewnia wsparcie tylko wtedy, gdy jest to naprawdę potrzebne
Kluczem do sukcesu okazało się porzucenie tradycyjnego, mechanicznego połączenia kierownicy z przednim kołem na rzecz technologii steer-by-wire, znanej chociażby z nowoczesnego lotnictwa czy zaawansowanych samochodów osobowych. W testowym rowerze opracowanym przez SIT kierownica przekazuje zatem sygnały do koła wyłącznie drogą elektroniczną. Brak sztywnej osi metalowej pozwolił inżynierom na zamontowanie czujników mierzących precyzyjnie moment obrotowy i siłę, z jaką użytkownik naciska na rączki kierownicy. Aby jazda nie wydawała się nienaturalna, system generuje sztuczny opór, dzięki czemu kierujący ma poczucie pełnego kontaktu z podłożem, tak jak w każdym klasycznym rowerze.
Wszystkie dane zbierane w czasie rzeczywistym, czyli kąt skrętu kierownicy, prędkość pojazdu, kąt przechyłu, przyspieszenie oraz wspomniany moment reakcji użytkownikam. Te obliczenia trafiały bezpośrednio do algorytmu nauczania maszynowego.
To właśnie sieć neuronowa typu LSTM jest sercem tego rozwiązania, która doskonale radzi sobie z analizą danych zmieniających się w czasie. Przed wyszkoleniem sieci naukowcy podzielili dane przy pomocy algorytmu k-średnich na trzy podstawowe scenariusze: jazdę na wprost, celowe pokonywanie zakrętu oraz utratę stabilności. Dzięki temu sztuczna inteligencja nauczyła się bezbłędnie wychwytywać anomalie i odróżniać je od naturalnych ruchów wykonywanych podczas dynamicznej jazdy.
Czytaj też: Miejski e-bike potrzebuje takich części bardziej niż kolejnego trybu jazdy. Podoba mi się ten kierunek
Naukowcy informują, że system działa niezwykle płynnie i w sposób niezauważalny dla użytkownika. Tak długo jak algorytmy klasyfikują zachowanie kierowcy jako celowe skręcanie lub jazdę na wprost, mechanizm stabilizujący pozostaje całkowicie nieaktywny, dając człowiekowi pełną swobodę manewrowania.
Dopiero w momencie, gdy sieć neuronowa wykryje wzorce odpowiadające utracie równowagi, system automatycznie aktywuje wspomagacze, które korygują tor jazdy koła i pomagają odzyskać balans. Przeprowadzone eksperymenty dowiodły, że rozwiązanie to interweniuje wyłącznie w sytuacjach zagrożenia, nie pogarszając przy tym właściwości prowadzenia roweru.
Twórcy tej technologii podkreślają, że ich celem nie jest zastąpienie człowieka ani odbieranie mu radości z jazdy, lecz stworzenie systemów opartych na pełnej kooperacji ludzko-maszynowej. Rozwiązanie to ma ogromny potencjał komercyjny i w przyszłości może trafić do seryjnie produkowanych rowerów elektrycznych, skuterów, motocykli, co może pomóc na przykład kurierom manewrującym po mieście, lecz przede wszystkim, to rozwiązanie może okazać się szczególnie pomocne dla osób starszych oraz mniej doświadczonych rowerzystów, zapewniając im dodatkową formę bezpieczeństwa.
Źródło: shibaura