Laser a okolí ve 3D. Studentská formule Dragon z Brna zvládne jízdu bez pilota

„Dvě disciplíny budou letos autonomní. To znamená, že auto si musí celou trať zmapovat a projet jí bez pilota. Trať je přitom vymezená kužely, mezi nimiž se vůz musí orientovat, a vědět, kde má zastavit,“ nastínil Patrik Tiszai, vedoucí univerzitního závodního týmu TU Brno Racing, který se v srpnu vypraví na závody soutěže Formula Student v Německu.

Studentský tým z Brna se soutěže v konstrukci závodních vozidel, do které se zapojuje okolo osmi set univerzit z celého světa, účastní už od svého vzniku před víc než deseti lety, autonomní jízdy se však letos v obou disciplínách zúčastní poprvé. Zatímco v první se testuje zrychlení vozu, ve druhé jízda na trati ve tvaru osmičky, kde se hodnotí nejrychlejší kolo v každém směru. Pro jízdu bez pilota je přitom nutné formuli osadit kamerami a technologií, která dokáže pomocí laserů načíst přesný 3D obraz okolí vozu v reálném čase. Díky tomu se formule orientuje v prostoru a algoritmy se pak postarají o výpočet optimální trasy.

Dragon e1: studenti brněnského VUT postavili první elektrickou formuli

„Využíváme některé dostupné algoritmy, ale většinou si je musíme výrazně upravit pro naše potřeby. Do značné míry je to tak námi navržený systém,“ dodal Tiszai.

Vedle závodních disciplín bez pilota se studentský tým zúčastní i disciplíny s pilotem. Tou je jízda na technické trati, která je kvalifikací pro vrcholný vytrvalostní závod na okruhu ověřující všechny systémy vozu s povinnou výměnou jezdců v polovině ujeté vzdálenosti. Také ti přitom pocházejí z řad studentů. Jednou z podmínek soutěže totiž je, že sestrojená auta musí řídit výhradně amatéři. Vedoucí týmu si to však pochvaluje. Sednout si do něčeho, co člověk sám sestrojil, a vyzkoušet si, jak to funguje, je podle něj neskutečný zážitek. Na rozdíl od profesionálních závodníků však jejich rychlost nesmí přesáhnout 130 kilometrů v hodině.

„Jde spíš o soutěžení v konstrukci vozů. Závody mají pouze ukázat, jak se s ní studenti dokázali vypořádat,“ zdůvodnila mluvčí Vysokého učení technického v Brně Iveta Hovorková. Úkolem každého týmu je totiž formuli během jednoho roku navrhnout, vyrobit a následně otestovat. V soutěži se hodnotí inženýrský přístup, přemýšlení nad výrobními náklady či spolehlivost, ovladatelnost, výkonnost a bezpečnost vozu. Doplňkově se hodnotí také design vozu nebo celkový byznys plán týmu.

Studentský tým z Brna se letos přitom musel nejen popasovat se schopností autonomní jízdy, na níž začal pracovat už loni, velkou výzvou bylo také odlehčení vozu. Zatímco u autonomní jízdy je formule už z principu lehčí o zhruba sedmdesát kilo, což je průměrná váha pilota, pro pilotované disciplíny studenti hledají cesty, jak ušetřit každý gram.

Petice za zachování kina Scala v Brně. Za necelý den má 2750 podpisů

„Loňský model vážil bez pilota 184 kilogramů. Náš letošní cíl byl dostat se na 170 kilogramů, což by nám mělo pomoci v dosažení větší rychlosti i zlepšení akcelerace. Čím lehčí auto je, tím by mělo být rychlejší,“ přiblížil technický vedoucí mechanické části Jiří Janečka.

Od první elektrické formule se mechanikům podařilo srazit už zhruba 40 kilogramů váhy. Zhruba třetinu hmotnosti vozu však stále tvoří baterie, která jej napájí. Závodní tým z Brna se totiž už třetím rokem věnuje vývoji elektricky poháněných formulí. Výrobu formulí se spalovacím motorem ukončil v roce 2021.

Sekce, která se v rámci týmu věnuje elektrotechnice, se letos zaměřila mimo jiné na vývoj vlastního měniče. „Rozhodli jsme se, že i poslední jednotky, které jsme nakupovali, si budeme raději vyrábět sami. Zejména jde o měnič a řídicí jednotku motoru. Hlavně proto, že co si sami postavíme, tomu do detailu rozumíme. Nakoupené části jsou pro nás taková černá skříňka. Součástky naší vlastní konstrukce jsou pro tým do budoucna obrovskou výhodou a jako studenti máme možnost si vyzkoušet něco, co se na škole běžně neučí,“ vyjmenoval některé z výhod technický vedoucí elektrické části Matúš Kavec.

V jednadvaceti řídí brněnské šaliny. Nejradši mám desítku, říká Konečný

Vlastní výroba má i pragmatický důvod. Dodávky komponent na světových trzích od pandemie stále váznou. Na některé součástky studenti čekají týdny i měsíce a občas se vůbec nedočkají. „Problém je se vším, od opracování surových materiálů jako hliník po dodávky mikročipů a kabelů. Naším největším šampionem jsou brzdy. Loni jsme na ně čekali tak dlouho, že přišly až po konci sezóny. V letošní formuli tak máme brzdy určené původně pro loňský model,“ dodal Kavec.

Studentská formule je projektem generací studentů. Na Vysokém učení technickém v Brně se jí mladí konstruktéři věnují už třináct let. Každý tým se tak snaží poskytnout svým nástupcům dobré základy. Letos si studenti formuli osadili řadou nových senzorů, které budou sbírat data, z nichž mohou těžit v dalších sezónách, a auto tak stále vylepšovat. Cíl do budoucna je jasný: obejít se bez pilota ve všech disciplínách. „Některé větší značky už vyvinuly auta, která dokáží jezdit zcela autonomně. K tomu se snažíme přiblížit i my,“ nechal se slyšet Tiszai.

Na stavbě letošního modelu se podílely tři desítky studentů, kteří celkem odpracovali zhruba padesát tisíc hodin. Jedná se však o volnočasový projekt a práce na něm se tak studentům do výuky nijak nezapočítává. Postarat se musí i o peníze. Navzdory tomu, že univerzita na projekt přispívá, na velkou část nákladů musí shánět sponzory.

Nyní tým čeká testování nového vozu a výcvik a výběr pilotů. V srpnu pak během tří týdnů objedou hned tři závody světového seriálu Formula Student. „Začínáme v Maďarsku na okruhu Formule 1 Hungaroring, poté jedeme do Česka na Autodrom Most a sezónu zakončíme v Německu. Samozřejmě doufáme, že letošní model bude nejúspěšnější auto, které jsme kdy vyrobili,“ usmívá se Tiszai.

Příprava na kolonizaci Měsíce a Marsu: pomoci má satelit z Brna s buňkami sinic

Studentský tým TU Brno Racing vznikl na Fakultě strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně v roce 2010. Je největším studentským týmem univerzity. Na vývoji, výrobě a chodu týmu se v letošním roce podílelo padesát studentů. Tým loni vybojoval třicáté místo v kategorii elektrických formulí ve světovém žebříčku tří set týmů.

„Konkurence je vysoká, hlavně co se týče německých týmů. Jsou nejlepší na světě. Ale snažíme se je dohnat a mnohdy se nám daří je i předehnat,“ uzavřel Tiszai.