Toen de DeLorean tot stilstand kwam en de wolk van bandenrook optrok, Jon Goh gluurde door het strookje van het raam aan de passagierskant en zag tientallen toeschouwers juichen en high-fives geven voor de succesvolle test.

Het publiek, en anticipatie, de hele middag hadden gebouwd, terwijl Goh, een recente werktuigbouwkunde Ph.D. afgestudeerd aan Stanford, had een kilometer lange hindernisbaan in verkeerskegels geschetst op Thunderhill Raceway in Noord-Californië. De zon ging snel onder, maar Goh en zijn co-piloot, een andere student genaamd Tushar Goel, kon niet wachten tot de ochtend om een ​​poging te wagen op de bochtige baan. Daarnaast, MARTY, de bestuurder, hoefde het spoor niet te zien - het had alleen GPS-coördinaten en de algoritmen op Goh's laptop nodig om zijn pad in kaart te brengen.

MARTY is een DeLorean uit 1981 die Goh en zijn collega's van Stanford's Dynamic Design Lab hebben omgebouwd tot een volledig elektrische, autonome driftauto. Vier jaar geleden, MARTY dreef - de rijstijl waarbij de auto vooruit rijdt ook al staat hij zijwaarts - met onmenselijke precisie door zijn eerste donuts. Vanaf dat moment, Goh en zijn team zijn druk bezig geweest met lassen en coderen om MARTY voor te bereiden om die basisvaardigheden voor driften toe te passen op een intensieve rijcursus, en ongelooflijk had alles perfect gewerkt. MARTY baande zich een weg door bochten en snelle zigzaggen in slechts een paar minuten, rook opstuwen en stukjes rubber, zonder een enkele kegel langs de baan te kerven.

Terwijl het gejuich voortduurde, voldoening overspoelde Goh. Het voltooien van de "MARTYkhana" cursus bij de eerste poging was geweldig, maar hij wist dat de unieke gegevens die uit de run zijn verzameld, de mogelijkheden van autonome rijsystemen die tegenwoordig in auto's worden gevonden, zouden kunnen transformeren.

Over de grenzen gaan om controle te krijgen

MARTYkhana - een riff op het "gymkhana" autocross-raceformaat dat wordt beschouwd als de meesterproef van het vermogen van een coureur - is nauwelijks een stunt. Onderzoek doen op hoge snelheid, gecompliceerde rijomstandigheden zoals deze is een brood-en-boter aanpak van het Dynamic Design Lab, waar werktuigbouwkundig ingenieur Chris Gerdes en zijn studenten autonome auto's in uitdagende rijsituaties sturen die alleen de beste menselijke bestuurders betrouwbaar aankunnen. Boordcomputers meten de reactie van de auto over tientallen runs, en de ingenieurs vertalen die voertuigdynamiek naar software die uw auto ooit zou kunnen helpen om snel een voetganger te ontwijken die de weg op schiet.

De meeste geautomatiseerde voertuigen op de weg zijn ontworpen om eenvoudigere rijsituaties aan te kunnen, zoals in een rijstrook blijven of de juiste afstand houden tot andere auto's.

"We proberen geautomatiseerde voertuigen te ontwikkelen die noodmanoeuvres of gladde oppervlakken zoals ijs of sneeuw aankunnen, "Zei Gerdes. "We willen geautomatiseerde voertuigen ontwikkelen die alle wrijving tussen de band en de weg kunnen gebruiken om de auto uit de weg te ruimen. We willen dat de auto elk ongeval kan vermijden dat volgens de wetten van de natuurkunde vermijdbaar is."

Een autonome auto leren driften is een verrassend goede methode om het vermogen van een auto om ontwijkend te rijden te testen. Onder typische omstandigheden, een bestuurder wijst de auto waar hij heen wil en gebruikt het gas- en rempedaal om de snelheid te regelen. Bij het drijven, al dan niet opzettelijk, dit gaat het raam uit.

"Plotseling wijst de auto in een heel andere richting dan waar hij naartoe gaat. Je stuur regelt de snelheid, de gashendel beïnvloedt de rotatie, en de remmen kunnen invloed hebben op hoe snel u van richting verandert, Goh zei. "Je moet begrijpen hoe je deze bekende inputs op een heel andere manier kunt gebruiken om de auto te besturen, en de meeste coureurs zijn gewoon niet erg goed in het hanteren van de auto als deze zo onstabiel wordt."

Bedrijfsvoertuigen zijn uitgerust met elektronische stabiliteitscontrolesystemen die proberen te voorkomen dat auto's deze onstabiele toestanden binnengaan, maar dit is waar zwervers gedijen. Ze benutten deze instabiliteit om de auto wendbaarder en preciezer te manoeuvreren, zodat ze door een smalle hindernisbaan kunnen schroeien zonder de hindernissen te hoeven grazen.

Door de gewoonten van beroepschauffeurs te bestuderen en diezelfde controlemanoeuvres in MARTY te testen, het Stanford-team heeft de auto in staat gesteld om een ​​groter bereik van zijn fysieke limieten te gebruiken om de stabiliteit te behouden onder een breder scala aan omstandigheden, en de betrokken wiskunde zou het mogelijk kunnen maken dat autonome systemen in noodgevallen met de behendigheid van een driftracer kunnen manoeuvreren.

"Door te drijven, we zijn in staat tot extreme voorbeelden van rijfysica die we anders niet zouden krijgen, Goh zei. "Als we kunnen overwinnen hoe we de auto veilig kunnen besturen in de meest stabiele en de meest onstabiele scenario's, het wordt gemakkelijker om alle tussenliggende punten met elkaar te verbinden."

Een grondige transformatie

Toen Gerdes en Goh begonnen met het bouwen van MARTY - wat staat voor Multiple Actuator Research Test bed for Yaw control - wisten ze dat ze een auto wilden met achterwielaandrijving die de vrijheid zou bieden voor eindeloze upgrades, en ze wilden dat het een bepaalde coole factor had.

"Zoals wij het zien, als je een onderzoeksvoertuig gaat bouwen, waarom zou je het niet met enige stijl doen?" Gerdes zegt graag:knikken naar de klassieke lijn van Back to the Future.

Een DeLorean heeft al die vakjes aangevinkt. Als je onder MARTY's iconische roestvrijstalen schaal zou kijken, je zou op dit punt heel weinig DeLorean vinden. De ondermaatse aandrijflijn is vervangen door stevige batterijen en elektromotoren die zijn ontwikkeld door Renovo. De originele ophanging was te zacht om een ​​behoorlijke drift vast te houden, dus het team ontwierp en vervaardigde componenten die de taak konden doorstaan. Mechanische bedieningselementen voor het sturen, remmen en smoren werden vervangen door elektronische systemen. Er is een rolkooi.

Een paar GPS-antennes stippelen het dak en volgen de locatie van de auto tot op een centimeter, en de hele operatie draait op computers die achter de stoelen zijn weggestopt. Het invoeren van de cursuslay-out, MARTY berekent de meest vloeiende driftroute die mogelijk is in een kwestie van seconden. Het opzetten van de verkeerskegels duurt veel langer.

Rijdt als een mens

Het eerste MARTY-gerelateerde tijdschriftartikel werd onlangs gepubliceerd en definieert het systeem dat de auto gebruikt om zijn hoek en positie precies te regelen in elementaire driftomstandigheden. Het ontwerp van de controller was veel eenvoudiger dan verwacht, Goh zei, en is open access zodat anderen de aanpak kunnen herhalen.

Andere papers in de maak zullen de technieken beschrijven die het team heeft ontwikkeld die gebruik maken van het volledige stuurbereik van de auto, waardoor het meer gecompliceerde routes kan voltooien, zoals MARTYkhana. En het team blijft experimenteren met hoe de integratie van voor- en achterremmen nog meer mogelijkheden voor het autonome systeem kan openen. Allemaal samen, dit werk stelt MARTY in staat om nog sneller scherpe bochten achter elkaar te maken, die hem verder zal helpen trainen om door extreme omstandigheden te navigeren.

"De resultaten tot nu toe zijn vrij uitstekend, "Zei Gerdes. "De stabiliteitscontrolesystemen van moderne auto's beperken de controle van de bestuurder tot een zeer smal bereik van het potentieel van de auto. Met MARTY zijn we in staat geweest om het scala aan omstandigheden waarin we veilig kunnen opereren breder te definiëren, en we hebben de mogelijkheid om de auto te stabiliseren in deze onstabiele omstandigheden."

Driften is evenzeer een kunstvorm als een technische vaardigheid, een detail dat Gerdes vanaf het begin heeft benadrukt. Daarom zal hij zeggen hoe onder de indruk hij is dat zijn studenten MARTY hebben geprogrammeerd om op gelijke voet te rijden met professionele chauffeurs.

"Het is echt indrukwekkend hoe pittig de auto die overgangen kan maken en ook hoe nauwkeurig hij kan zijn. " zei Fredric Aasbo, de 2015 Formula Drift wereldkampioen. "Omdat dat de truc is als coureur. Dat proberen we allemaal uit te zoeken."