A IA planeia. As regras governam. Os humanos autorizam. A segurança tem veto.
O Steady Eddie transporta a sua inteligência a bordo, em camadas, cada uma com uma função e um limite. As camadas que percecionam e planeiam são modelos de software, e nós atualizamo-los: à medida que os modelos melhoram, cada unidade melhora com eles. As regras que governam os modelos, o controlador que move a máquina e o sistema de segurança que pode parar tudo não são alterados por uma atualização, e nenhum modelo os pode demover disso.
A máquina a trabalhar, a rodar, no modelo de engenharia.
O que propõe, o que decide, o que para.
Cada comando desce através desta pilha. O pensamento é substituível. As partes que governam, movem e protegem não são, e situam-se por baixo, onde um modelo não as pode alcançar.
Fala com a equipa e lê o trabalho.
A parte que compreende um plano, uma pergunta ou um desenho, e explica o que o Eddie pretende. Aconselha. Nunca comanda um controlo.
Transforma um trabalho aprovado em ações normais e delimitadas.
Um corte, um levantamento, uma passagem, uma rotação, cada um dentro dos limites definidos para essa máquina. Um plano é uma proposta até tudo o que está abaixo o admitir.
Observa, e só pode dizer parar.
Deteção, classificação e seguimento do que está à volta da máquina, com um nível de confiança em cada um. A perceção pode retirar autoridade. Não a pode conceder. Pode dizer parar; não pode dizer avançar.
Cada comando é admitido ou rejeitado aqui.
Regras simples, as mesmas sempre. Esta é a linha entre o que a IA quer e o que a máquina tem permissão para fazer.
Um controlador de ciclo fixo aciona cada comando.
Move o joystick, o pedal, a alavanca, da forma que a calibração lhe ensinou, e nada mais. Um modelo mais rápido toma uma melhor decisão; não faz uma válvula hidráulica abrir mais depressa, e os comandos originais da máquina definem o piso de cada resposta.
Um controlador de segurança independente com o veto sobre tudo o que está acima dele.
Cablado em separado, alimentado em separado, respondendo à pessoa junto da máquina e aos seus próprios sensores. Quando diz parar, nada acima dele tem voto.
Oito câmaras num anel, e um disco junto aos próprios pés da máquina que nenhuma câmara consegue ver.
O anel não é uma câmara aparafusada onde havia espaço. É uma geometria calculada: quantas lentes, a que altura, inclinadas quanto para baixo, para que cada metro quadrado desde o próprio contorno da máquina até ao círculo de visibilidade que a norma traça em torno de uma máquina da sua classe seja visto, e a partir de cinco metros seja visto por duas câmaras ao mesmo tempo.
Porquê oito.
Sete câmaras deixam terreno que só uma lente vê. Oito não deixam quase nada, e um alvo visto por duas câmaras é um alvo com uma distância, não apenas uma direção. O anel está orientado de forma a que nenhuma câmara fique na linha central da lança, onde a lança a bloquearia.
O disco cego, dito com clareza.
Uma câmara colocada alto numa máquina não consegue ver o terreno aos seus próprios pés. A geometria deixa um disco pouco superior a dois metros de diâmetro, no centro de rotação, que o anel não cobre, e o desenho diz-o em vez de o esconder. Esse disco é a razão pela qual a faixa próxima existe: nada tem permissão para lá estar quando a máquina está armada, e os comandos originais da máquina, e a regra de que nada pode lá estar quando a máquina está armada, são o que mantém isso assim. O valor vem da geometria, e verificamo-lo na máquina.
Discreto por opção.
A própria visão do operador é protegida por uma norma que define quanto um acessório pode bloquear ao nível dos olhos. Os módulos de câmara do Eddie são dimensionados segundo essa regra: suficientemente discretos para que uma pessoa no banco veja o que sempre viu.
- Lentes largas, cada uma a abranger um terço do horizonte, bem inclinadas para baixo a partir de um anel à altura do tejadilho.
- Cada câmara lê o fotograma inteiro de uma só vez, para que uma cabina a tremer não deforme o mundo.
- Grande alcance dinâmico: um sol baixo e uma oficina escura no mesmo fotograma.
- Instaladas nos próprios pontos de espelho e corrimão do fabricante, nunca numa estrutura de proteção contra capotamento.
Duas lentes, um obturador, uma regra sobre a luz.
O anel quer largura. A ferramenta quer detalhe. A cabina treme. O sol está no horizonte às quatro da tarde em janeiro. Cada uma destas é uma decisão de lente, e cada uma foi tomada no papel antes de comprar uma câmara.
A lente de deteção.
Uma lente em cada câmara do anel que abrange um terço do horizonte, para que um quadrante seja coberto com margem e uma pessoa na borda do círculo ainda preencha o fotograma o suficiente para ser uma pessoa e não uma mancha. As oito sobrepõem-se; é dessa sobreposição que vem a profundidade.
A lente de trabalho.
Uma lente de largura metade no tejadilho, a olhar para a frente e para baixo, para a ferramenta e o corte: o balde, a frente de escavação, a carga, a aresta. O que os olhos de um operador fazem durante a maior parte de um turno.
O obturador.
Uma câmara que lê o seu fotograma linha a linha, como fazem a maioria das câmaras de telemóvel, transforma um poste direito numa inclinação quando a cabina em que está montada treme. As câmaras do Eddie leem o fotograma inteiro de uma só vez. Uma cabina a vibrar é a condição normal numa máquina em funcionamento, por isso nunca foi opcional.
O painel, lido como o leria.
Uma câmara na cabina observa o painel de instrumentos e lê-o de forma ótica: motor a trabalhar, temperatura, combustível, os avisos e as luzes de avaria. Nenhum fio entra na máquina para perguntar. Pode parar o Eddie. Nunca pode arrancar a máquina.
Um lidar giratório, radar onde o clima o exige, e um relato claro do que cada um perde.
As câmaras dão a imagem. O lidar dá estrutura e uma distância direta a tudo o que atinge. O radar, instalado como opção onde a chuva, o pó e a neve são a condição normal, dá presença quando estes cegam tudo o resto. Nenhum dos três é usado isoladamente, porque cada um tem condições meteorológicas que não consegue atravessar.
O lidar.
Um lidar giratório de cento e vinte e oito canais no tejadilho da cabina, acima do anel, com um campo vertical de um oitavo de um círculo de cima a baixo, a rodar dez vezes por segundo. Dá à imagem a sua estrutura métrica: a forma do terreno, a extensão de uma pilha, a aresta de uma vala, o retorno de uma pessoa. É o sensor mais fraco em nevoeiro e o primeiro a perder uma pessoa em roupa de trabalho escura, por isso nunca é o único.
Radar, como opção.
Onde a chuva, o pó ou a neve são a condição normal num local, são adicionadas unidades de radar à altura da cintura em torno da máquina, cada uma usada apenas no núcleo do seu campo onde os seus ângulos são fiáveis. O pó que paralisa um lidar por completo é quase transparente para o radar. Assim, o radar é usado para presença no pó e na neve, nunca para posição, e nunca sozinho: uma pessoa parada é invisível para ele, e duas pessoas juntas são um único objeto de radar.
A varredura, e a rotação.
Uma máquina que roda arrasta a própria lança através do campo do lidar. O Eddie sabe onde está a sua lança em cada instante e remove-a da imagem, em vez de ver uma parede que não existe.
As câmaras e o lidar perdem-no. O radar, onde instalado, mantém-se.
O lidar vê cada partícula como um alvo sólido. O radar quase não as vê, e é por isso que os locais poeirentos o recebem.
O lidar perde-se primeiro. As câmaras aguentam mais tempo.
Os retornos do lidar desvanecem-se no nevoeiro antes da imagem de uma câmara.
Os sensores frontais soterram-se. O anel aguenta.
Cinco minutos de neve a soprar podem cegar um sensor voltado para a frente; oito câmaras à volta da máquina não enfrentam todas o mesmo tempo.
O radar perde-a. As câmaras e o lidar aguentam.
Um radar que lê movimento não consegue ver alguém parado.
O lidar perde-a. As câmaras aguentam, e o radar onde instalado.
A roupa escura devolve quase nada a um lidar.
O Eddie retira a sua própria autoridade.
Quando os sensores discordam ou o clima os vence, a perceção tem permissão para fazer uma única coisa perante a dúvida: retirar autoridade.
Sabe qual é o lado de cima, para onde está apontada, e onde está o seu balde.
Uma máquina num declive, a rodar uma carga, não é a mesma máquina que uma em terreno plano. O Eddie transporta os sensores que dizem a diferença, e transporta dois do tipo mais importante, porque uma cabina e um chassis não concordam.
Duas unidades inerciais, não uma.
Uma na cabina, uma no chassis. Numa escavadora, diferem pela rotação e pelo próprio suporte da cabina, e tratá-las como uma só é um metro de erro na ferramenta. A unidade escolhida é da classe que consegue manter a sua atitude durante minutos sem correção, não a classe de um telemóvel; a diferença foi calculada antes de ser comprada.
A rotação, e os cilindros.
Uma banda no chassis lida por uma câmara voltada para baixo, dando o ângulo entre a torre e os rastos. Sensores de inclinação na lança e no braço, porque medir no cilindro coloca a aresta do balde onde ela realmente está, e medir na articulação não.
Rumo a partir de duas antenas.
A gravidade diz a uma máquina qual é o lado de baixo. Não tem opinião sobre o rumo. O Eddie obtém o rumo a partir da linha entre duas antenas de satélite no tejadilho, mantidas suficientemente afastadas para serem fiáveis, e um corretor de grau topográfico onde o trabalho exige precisão de cota.
Rápido, corrigido, ancorado.
Os sensores nos comandos são rápidos e fecham o ciclo. Os sensores de atitude corrigem-no. A posição por satélite é lenta e sem deriva, e ancora a imagem à própria grelha do local; nunca fecha um ciclo sozinha.
Objetos, o terreno, a faixa próxima onde para, a faixa distante onde observa.
O conjunto de sensores é construído para o terreno em que trabalhamos: pó, neve, nevoeiro, escuridão, e uma máquina que roda. Esta é a imagem que constrói.
Uma ilustração da imagem que o Eddie constrói: objetos, o terreno, a faixa próxima onde para à entrada, a faixa distante onde observa. Não é uma saída em tempo real.
Oito câmaras à volta da máquina.
Lentes largas, espaçadas uniformemente, inclinadas para baixo, dimensionadas para que não haja terreno cego desde o próprio contorno da máquina até ao círculo de visibilidade que a norma traça em torno de uma máquina da sua classe.
Uma câmara sobre a ferramenta e o corte.
O que os olhos do operador fazem: o balde, a frente de escavação, a carga, a aresta.
Uma câmara lê o painel.
Motor a trabalhar, temperatura do óleo, combustível, os avisos e as luzes de avaria, da forma como um operador lhes lança um olhar. Pode parar o Eddie. Nunca pode arrancar a máquina.
Um lidar giratório no tejadilho da cabina.
Estrutura, extensão e a forma do terreno. Estrutura, extensão e a forma do terreno.
Uma opção para chuva e pó.
O sensor mais forte no pó e na neve, e cego a um alvo que não se move, por isso também nunca é o único. Adicionado onde o clima de um local o exige.
Sabe qual é o lado de cima.
Unidades inerciais na cabina e no chassis, um inclinómetro na estrutura superior e um codificador na rotação.
Cada eixo sabe onde está.
Deteção de posição e força em cada comando que o Eddie aciona, um sensor de comprimento em cada cilindro, e posicionamento por satélite com um corretor de grau topográfico onde o trabalho o exige.
Quando não tem certeza, retira autoridade.
A neve soterra os sensores frontais. O nevoeiro cega o lidar. Um alvo parado é invisível para o radar. Não é reivindicado qualquer nível de desempenho para o conjunto de sensores. Concebido segundo a arquitetura da ISO 13849, na direção da ISO 17757. Não é reivindicada qualquer certificação.
Cada sensor no seu próprio ramo, para que uma falha tenha um nome.
A imagem não é uma sopa de pixels e pontos. Cada sensor é lido isoladamente, avaliado pela sua própria fiabilidade, e só depois combinado ao nível dos objetos. Quando um sensor falha, o Eddie consegue dizer qual, e continuar sem ele. Fundir tudo desde cedo foi testado e rejeitado: em nevoeiro, via menos do que uma única câmara.
A cena que o Eddie mantém nunca se torna totalmente certa sobre nada, por conceção. Mantém dois registos separados: terreno que nunca observou, e terreno onde os seus sensores discordam. Ambos são tratados como desconhecidos, e desconhecido significa nenhuma autoridade ali.
É obrigado a saber quando não consegue ver.
O clima que dispersa a luz é medido, não presumido. Um sensor que perde alcance discretamente à medida que aquece não tem a confiança para o dizer por si; o limite é definido a partir de fora dele. Quando a imagem se torna mais ténue, a autoridade do Eddie diminui com ela. A regra sob a qual todo o conjunto vive é curta: a deteção externa pode retirar autoridade. Nunca a pode criar. Nenhuma camada de IA pode conceder ou restaurar autoridade de movimento.
A autoridade não é uma escada que se possa subir.
Um movimento só acontece quando o sistema de segurança está livre, uma pessoa identificada assinou este plano, o movimento está dentro dos limites que essa pessoa aprovou, e os limites de velocidade e força são cumpridos. Os quatro, sempre, ou a máquina não se move. Não há ordem para reorganizar nem substituição.
Como um novo modelo conquista o seu lugar.
Os modelos de perceção e planeamento são a tecnologia que evolui mais depressa no mundo neste momento, e o Eddie é construído para receber o próximo. O pensamento é substituível por si só; as regras, o controlador de movimento e o sistema de segurança por baixo não mudam quando um modelo muda. O que muda é a fasquia que um novo modelo tem de ultrapassar.
Quatro portões.
Nada não assinado alguma vez corre numa máquina que se possa mover. Um novo modelo tem de encaixar na interface, respeitar o seu tempo e memória, e ser capaz de dizer parar, não só avançar; um modelo que só consiga emitir uma trajetória não entra, por mais inteligente que seja. Depois corre em sombra ao lado do modelo que substituiria, sem autoridade, até ter concordado com ele durante tempo suficiente para merecer confiança. A troca acontece a um ritmo do controlador, com o modelo antigo ainda residente. Reverter anula a aprovação e uma pessoa assina de novo; não há retorno ao último comando.
Um equipamento separado regista como os bons operadores se movem.
Com uma pessoa no banco e a unidade fora dele, um equipamento de gravação separado regista o que as mãos de um operador experiente realmente fizeram, a uma taxa e uma resolução que tornam o registo digno de guardar. Nada do Eddie está ligado enquanto opera, unidades de controlo incluídas, e o equipamento não está cablado a nada na máquina. Onde o joystick pausou. Como o acelerador subiu antes da rotação. Como o balde foi introduzido suavemente na frente de escavação.
Esse registo não tem autoridade. Não pode mover um comando. A aprendizagem acontece fora da máquina, é revista por uma pessoa identificada, e é enviada assinada, governada de forma a que a técnica de nenhuma pessoa seja reproduzível a partir dela e a contribuição de nenhuma pessoa a domine. Não há aprendizagem na máquina nem qualquer peso que se altere sozinho no terreno. Cada atualização corre na nossa própria frota antes de chegar à sua.
Os olhos e o cérebro, identificados.
As câmaras são Leopard Imaging sobre sensores de imagem Sony IMX490. O lidar é um Ouster OS0-128. A posição e o rumo vêm de uma SBG Systems Ellipse-D, o movimento da torre de uma VectorNav VN-110, os ângulos da lança e do braço de sensores de inclinação SICK. O computador é um NVIDIA Jetson AGX Orin sobre um suporte Connect Tech. Todos os componentes em torno dos quais o STE Integrate é concebido, por fabricante.
As mãos, desenhadas a partir do modelo.
Cada unidade de controlo é desenhada no modelo de engenharia tal como construída: os módulos de joystick, o módulo de pedais, o módulo de deslocação e a plataforma sobre a qual assentam. Estas são as próprias vistas do modelo, desenhadas a partir do mesmo modelo com base no qual as máquinas são construídas.
Onde o trabalho é preparado.
Antes de o Eddie se mover, o trabalho é preparado fora da máquina: o local, o seu limite, o seu referencial, os desenhos que o trabalho exige, e as verificações de prontidão. Essa preparação nunca toca na máquina, não mantém nenhuma sessão e não move nenhum comando. Entrega um trabalho pronto à pilha acima, e a pilha decide, por ordem, se a máquina se move.
O STE Site Foreman é onde essa preparação vive.