Вождение — это одна из тех задач, которая настолько утомительна, опасна и требует, что ее почти кричат, когда ее решают роботы. В последнее время технология, наконец, началась с чтобы догнать здравый смысл. Подача лифта для самостоятельного вождения автомобилей не представляет никакой сложности.
Ежегодно в автомобильных авариях погибает 1,2 миллиона человек , а 50 тысяч получают увечья. Мы могли бы спасти почти все эти жизни. Миллионы людей тратят миллиарды часов на работу. Теперь они могут работать, смотреть Netflix или читать книги. Автомобили роботов позволят нам избавиться от парковок и пробок.
Слепые, старики и люди, слишком молодые, чтобы водить машину, могли бы свободно передвигаться без человека-водителя. Экономия на жизнях, долларах и производительности неисчислима. Машины не напиваются, не устают и не отвлекаются. Они точно соблюдают правила дорожного движения. Это то, чего хотят все, с далеко последствиями — вопрос в сто миллиардов долларов, как долго он продлится взять нас туда?
Мир беспилотных автомобилей
Google описывает проект в недавнем обновлении блога следующим образом:
«С тех пор, как мы запустили проект самообслуживания автомобилей Google, мы работаем над созданием транспортных средств, которые могут взять на себя все бремя вождения. Только представьте: вы можете отправиться в путешествие в центр города в обеденное время без 20-минутного буфера, чтобы найти парковку. Пожилые люди могут сохранить свою свободу, даже если они не могут сохранить ключи от машины. И вождение в нетрезвом виде? История. […] Они доставят вас туда, куда вы хотите, одним нажатием кнопки. И это важный шаг к повышению безопасности дорожного движения и трансформации мобильности для миллионов людей ».
В последние годы автономные автомобили были одной из самых горячих тем. Google проехал свой парк экспериментальных автомобилей-роботов более чем на 1,1 миллиона километров без серьезных происшествий, и недавно представил новый электрический прототип на низкой скорости для точной настройки городской езды — без рулевого колеса и тормозов.
За пределами Google у Toyota , Honda и Ford есть свои собственные проекты автомобилей, хотя ни один из них не настолько продвинут, как у Google. Фактически, некоторые автопроизводители отклонили идею полностью автономных автомобилей из-под контроля как слишком сложную, сосредоточившись вместо этого на функциях помощи водителю.
Google, со своей стороны, наметил агрессивные сроки для коммерциализации, надеясь на партнерские отношения с автопроизводителями, чтобы выпустить автономные транспортные средства, работающие под управлением программного обеспечения Google и произведенные третьими лицами до конца десятилетия. На самом деле Google намерен выпустить эти автомобили на рынок не позднее 2018 года . Так что же стоит на пути к этой цели?
Технологические проблемы
Прототип Google действительно, действительно хорош, но не идеален. Вот как сейчас работает машина :
Основной орган чувств робота — вращающаяся турель LIDAR на крыше автомобиля. Башня LIDAR окрашивает мир вокруг автомобиля инфракрасным лазерным лучом на очень высокой скорости. Записывая положение и интенсивность отраженного лазерного излучения, простой алгоритм машинного зрения может быстро вычислять трехмерную карту объектов вокруг автомобиля много раз в секунду, позволяя идентифицировать такие объекты, как автомобили, пешеходы, тротуары и дорожное движение. конусы.
У автомобиля, как вторичного смысла, есть ряд камер, которые он использует для сбора дополнительной информации об окружающем его мире (определение сигналов от велосипедистов и других автомобилей и чтение состояния светофоров и знаков). Наконец, у автомобиля есть GPS, который сообщает ему, с точностью до нескольких метров, где он находится в космосе.
Ни одно из этих ощущений само по себе не достаточно для управления автомобилем, но с помощью умного программного обеспечения, позволяющего объединить эти источники данных, автомобиль способен принимать интеллектуальные решения по вождению. Чтобы упростить задачу, Google уже много лет использует автомобили с видом на улицу, на которых установлены турели LIDAR — автомобили, которые вместе со странными путешествиями в прошлое позволяют вам , были систематически 3D картографирование улиц по всему миру.
Все эти данные были тщательно помечены, чтобы дать компьютеру компьютера информацию о положении светофоров, а также об ограничениях скорости и обозначениях полосы движения для каждой дороги.
Робот может точно настроить свое положение GPS, сравнивая текущие данные LIDAR со старыми 3d картами улиц, на которых он находится, чтобы убедиться, что он не сместится со своей полосы (это также позволяет ему перемещаться, когда GPS не вариант, например, когда он проезжает через туннель или гараж). Кроме того, автомобиль может получить доступ к метаданным для своей локальной среды, чтобы сообщить ему об изменении скорости и узнать, где искать сигналы светофора.
Эта комбинация аппаратного и программного обеспечения может сделать много замечательных вещей: она может видеть и предсказывать движения велосипедистов и пешеходов. Он может идентифицировать строительные конусы и дороги, заблокированные объездными знаками, и вывести намерения гаишников с помощью знаков.
Он может справляться с остановками в четырех направлениях, регулировать скорость на шоссе, чтобы не отставать от дорожного движения, и даже регулировать движение, чтобы сделать поездку комфортной для человека. Программное обеспечение также знает о своих собственных «слепых точках» и ведет себя осторожно, когда в них могут возникать перекрестные движения или пешеходы.
К сожалению, есть некоторые вещи, которые машина не может сделать . Самая большая проблема — погода: автомобили Google в основном тестировались в Калифорнии. В более широком масштабе по всему миру автономные автомобили должны будут изящно справляться с внезапным наводнением, сильным туманом и глубоким снегом. Что является проблемой, потому что все они серьезно возятся с тяжелым чувством робота: ЛИДАРОМ.
Снег и стоячая вода рассеивают лазерный луч, затрудняя надежный сбор данных, а туман или сильный дождь могут резко сократить расстояние, которое видит LIDAR. Без надежного лидара робот буквально мертв в воде.
Решение проблемы с погодой все еще остается открытой областью исследований. Если нам повезет, возможно, удастся использовать умные алгоритмы фильтрации шума для извлечения значимых данных даже из облачного погодного лидера или перенести нагрузку на камеры, позволяя роботу продолжать маневрировать, хотя, вероятно, с уменьшенной скоростью ,
В противном случае может потребоваться добавить новый набор датчиков (возможно, SONAR или RADAR), чтобы обеспечить возможности трехмерного картирования робота даже в случае отказа LIDAR. В любом случае, Google работает над этим.
Более глубокая проблема — это то, что называется длинным хвостом. Думайте об этом так: большинство вождений, которые попросят сделать автомобили с самостоятельным вождением, находится на автостраде. Для робота легкое вождение легко. Следующим вариантом использования, вероятно, будет низкоскоростное движение по городу в хорошую погоду, в котором роботы также довольно хороши.
К сожалению, даже при том, что они представляют, вероятно, 90% всех ситуаций вождения, с которыми когда-либо сталкиваются автомобили, они не единственные две возможности. Как насчет парадов? Как насчет машин скорой помощи? Рок слайды? Аварии? Спущенные шины? Собаки для выгула собак? Строительство дороги? Смерчи? Вас останавливает полиция?
Дело в том, что по мере того, как вы переходите к списку случаев, которые машина должна обрабатывать, отсортированные по вероятности, вы обнаруживаете, что их существует почти бесконечное число, каждое с небольшим кусочком вероятностного пирога. Вы не можете жестко кодировать поведение для каждой возможности.
Вы должны признать, что в конечном итоге ваш робот-автомобиль столкнется с чем-то, что вы не планировали, и будет вести себя неправильно. Это может даже убить людей. Лучшее, что вы можете сделать, это попытаться охватить достаточно случаев достаточно хорошо, чтобы робот был все же безопаснее в использовании, чем управляемый человеком автомобиль.
Прямо сейчас автомобиль Google еще не достаточно далеко в этом списке, но он начинает приближаться, и Google работает над созданием безопасного аварийного поведения, чтобы гарантировать, что автомобиль не будет никому активно вредить, даже в случае сбоя программного обеспечения или непредвиденных условий вождения.
Метод создания этих случаев у Google является умным: у компании есть политика, согласно которой, когда автомобиль совершает ошибку, или человек вынужден взять на себя управление, инцидент регистрируется , и программное обеспечение пересматривается до тех пор, пока оно не сможет пройти моделируемые версии. тот же сценарий Любые крупномасштабные изменения в программном обеспечении проверяются по этой базе данных инцидентов, чтобы убедиться, что ничего не было случайно нарушено.
Есть и более мягкие ограничения — турели LIDAR, используемые роботами, в настоящее время стоят более 30 000 долларов. Хорошей новостью здесь является то, что это во многом потому, что эти турели LIDAR являются специальным продуктом, используемым только для нескольких приложений. Массовое производство, безусловно, снизит эти затраты.
Кроме того, если в модели кабины будут использоваться автомобили с самостоятельным вождением (вероятно, предоставленные протеже Google, Uber), необходимое соотношение автомобилей к пользователям автомобилей, вероятно, будет низким: люди, едущие в аналогичные места, могут быть объединены в карпулы с помощью программного обеспечения централизованной маршрутизации. обмен на сниженные сборы, и автомобили могут поддерживать более или менее непрерывное использование. Это значительно снижает стоимость на одного пользователя, даже если сами автомобили очень дороги.
Правовые проблемы
Автомобили с автоматическим управлением звучат почти как список покупок, который пугает регуляторов: автономные роботы со смертельной силой, разрушительные новые технологии, механизированная безработица и крупные корпорации, размещающие миллионы камер по всему миру.
Автомобили-роботы, вероятно, убьют людей (хотя и с гораздо меньшей скоростью, чем водители-люди), они вытеснят миллионы водителей грузовиков и сотни тысяч водителей такси и предоставят Google огромное количество персональных данных о своих пользователях. , Нет необходимости говорить, что будет какое-то сопротивление легализации легковых автомобилей, особенно потому, что они требуют капитального ремонта регулирующей инфраструктуры, которая уже действует.
Чтобы автомобили с самостоятельным вождением стали легальной, основной частью нашей жизни, нам придется отказаться от некоторых очень старых юридических предписаний, включая идею о том, что человек, находящийся на сиденье водителя автомобиля, несет ответственность за его действия.
В штатах, которые выпустили предварительное постановление о проведении испытаний автономных транспортных средств (в том числе в Калифорнии и Неваде), использовались различные легальные ярлыки, позволяющие проводить исследования.
Например, в Калифорнии человек, который инициирует поездку на автомобиле, по закону является оператором , даже если в данный момент его фактически нет в машине. Это явно неадекватный долгосрочный ответ, поскольку это означает, что (например) оператору может быть предъявлено обвинение в DUI, даже если он находился совсем рядом с транспортным средством, которое он отправил во время питья.
Калифорния надеется выпустить более постоянное регулирование для таких потребительских транспортных средств к началу 2015 года , но Consumer Watchdog, независимая правозащитная группа, лоббирует их отложить регулирование на восемнадцать месяцев, чтобы сделать возможным более тщательное тестирование безопасности.
Google надеется побудить законодателей возложить ответственность за действия автомобиля на производителей самодвижущегося оборудования, которые они считают самым справедливым способом распределения вины: для закона глупо возлагать на оператора-человека ответственность за поведение, которое у них есть. нет контроля над
Соответствующие регулирующие органы признают, что законодательное регулирование автономных транспортных средств является сложной проблемой:
«Мы действительно хороши в лицензировании водителей и регулировании транспортных средств и индустрии продаж автомобилей, но у нас нет большого опыта в разработке этих типов стандартов», — сказал Сублет. «Поэтому, когда мы начинаем приближаться к таким вещам, мы должны отступить. У нас нет технической возможности сделать это. Мы должны прийти к этому с точки зрения регулирования того, на что мы как отдел способны ».
Они, однако, согласны с тем, что поле стоит усилий.
«Это проблема, которая привлекает вас. Это наше будущее. Нам очень интересно работать с […] Брайаном [Soublet] и я, мы не можем поверить, что работаем над этим. Это то, что изменит наш образ жизни ».
Федеральное регулирование находится в процессе, но может не прийти в течение нескольких лет. Национальная администрация безопасности дорожного движения обнародовала предварительное заявление по этому вопросу, в котором выразила некоторый энтузиазм по поводу перспективы полностью автономных транспортных средств.
«Америка находится на историческом повороте в автомобильном путешествии. В ближайшие десять-двадцать лет отношения между автотранспортными средствами и водителями могут существенно измениться, возможно, даже больше, чем они изменились за последние сто лет ».
Тем не менее, НАБДД также, похоже, не готово издать какие-либо четкие правила в обозримом будущем, и планирует в основном оставить эти вопросы регулирования в руках отдельных государств , что повышает вероятность того, что плохо регулируемые государства станут «мертвыми зонами», в которых автономные автомобили находятся на перекрестке. поездок по проселочной дороге следует избегать. Здесь начинается хорошая новость. Обнадеживающей матерью этих машин является Google, который также является одним из крупнейших лобби-джагернаутов в Соединенных Штатах ( он занимает восьмое место, опередив Boeing и Lockheed Martin ). Google хорошо подготовлен к тому, чтобы направлять регулирование в форму, благоприятную для будущего автономных транспортных средств.
Дорога впереди
Если сейчас есть простое послание, которое нужно убрать из ситуации, то оно таково: проблемы, которые предстоит решить, прежде чем автономные транспортные средства смогут стать массовыми, сложны и существенны. В настоящее время отсутствует технологическая и правовая инфраструктура, позволяющая этим автомобилям полностью реализовать свой потенциал. Тем не менее, эти проблемы также хорошо определены, разрешимы и изучаются некоторыми из самых умных людей на планете.
Существует очень хороший шанс, что технология, по крайней мере, будет готова к развертыванию на тестовых рынках, таких как Калифорния и Невада, к предварительной дате Google в 2018 году. Еще больше шансов, что через десять лет технология радикально изменит способ, которым почти все на Земле живут своей жизнью.
Эти изменения будут варьироваться от автомобильной культуры (конец владения автомобилем как взрослый обряд), от того, как люди работают и общаются, и от того, как мы проектируем наши города. Если эти проблемы будут решены, это будет самым значительным изменением в транспортировке с момента изобретения автомобиля.
Художественное изображение: « Жук любви », автор JD Hancock
Изображения: « Самостоятельное управление автомобилем Google в Музее истории компьютеров », Дон Деболд, « Самостоятельное управление автомобилем Google », Роман Боэд, « Самостоятельное управление автомобилем Toyota », Дэвид Берковиц, « Лидар Velodyne High-Def », Стив Jurvetson