Oto jak dostaniemy się do świata pełnego samochodów bez kierowców

Prowadzenie pojazdu jest jednym z tych zadań, które są tak żmudne, niebezpieczne i wymagające, że roboty niemal krzyczą. Niedawno technologia w końcu zaczęła się od Transportu jutra: niesamowite wynalazki, które mogą zmienić sposób, w jaki dojeżdżamy do pracy Transport jutra: niesamowite wynalazki, które mogą zmienić, jak dojeżdżamy do pracy Przebieg ludzkiej cywilizacji zawsze kształtowany był przez transport. Transport jutra może nie rozwiązać wszystkich tych problemów, ale może rozwiązać niektóre - i ważne jest, aby przemyśleć sprawę… aby nadążyć za zdrowym rozsądkiem. Stanowisko windy do jazdy samochodem jest oczywiste.

Każdego roku w wypadkach samochodowych ginie 1,2 miliona ludzi, a 50 000 jest okaleczonych. Moglibyśmy uratować prawie wszystkie te życia. Miliony ludzi marnują miliardy godzin na dojazdy. Teraz mogą pracować, oglądać Netflix lub czytać książkę. Samochody robotów pozwoliłyby nam pozbyć się parkingów i korków.

Osoby niewidome, starsze i zbyt młode, by prowadzić, mogłyby swobodnie poruszać się bez ludzkiego kierowcy. Oszczędności w życiu, dolarach i produktywności są nieobliczalne. Maszyny się nie upijają, nie męczą się ani nie rozpraszają. Dokładnie przestrzegają przepisów ruchu drogowego. Są to rzeczy, które wszyscy chcą, z daleko idącymi konsekwencjami Szokujące skutki samochodu bez kierowcy Google [INFOGRAPHIC] Szokujące skutki samochodu bez kierowcy Google [INFOGRAPHIC] Przyszłość jest bliższa niż myślisz. Dzięki ściśle tajnemu działowi badawczemu Google, Google X, samochody bez kierowców są teraz rzeczywistością i mogą trafić do głównego nurtu w niezbyt odległej przyszłości ... - sto miliardów dolarów pytanie brzmi, jak długo to zajmie nam dotarcie tam?

Świat samochodów bez kierowcy

Google opisuje projekt w najnowszej aktualizacji bloga w następujący sposób:

“Odkąd rozpoczęliśmy projekt samochodu samojezdnego Google, staramy się osiągnąć cel, którym są pojazdy, które są w stanie udźwignąć cały ciężar jazdy. Wyobraź sobie: Możesz wybrać się na wycieczkę do centrum w porze lunchu bez 20-minutowego bufora, aby znaleźć parking. Seniorzy mogą zachować swobodę, nawet jeśli nie mogą zatrzymać kluczyków do samochodu. A jazda po pijanemu i rozproszona? Historia. […] Zabiorą Cię tam, gdzie chcesz, za naciśnięciem jednego przycisku. To ważny krok w kierunku poprawy bezpieczeństwa na drodze i przekształcenia mobilności milionów ludzi.”

Autonomiczne samochody były w ostatnich latach czymś gorącym, a Google przewodził. Google przejechał swoją flotę eksperymentalnych samochodów-robotów na odległość ponad 1,1 miliona kilometrów bez poważnych incydentów, a ostatnio wprowadził na rynek nowy elektryczny prototyp niskiej prędkości do precyzyjnego dostrojenia jazdy w mieście - bez kierownicy ani hamulców.

Poza Google, Toyota, Honda i Ford mają swoje własne projekty samochodów, chociaż żaden z nich nie jest tak zaawansowany jak Google. W rzeczywistości kilku producentów samochodów odrzuciło pomysł, aby całkowicie autonomiczne samochody wymknęły się spod kontroli jako zbyt trudne, skupiając się na funkcjach wspomagania kierowcy.

Ze swojej strony Google nakreślił agresywny harmonogram komercjalizacji, mając nadzieję na współpracę z producentami samochodów w celu wydania autonomicznych pojazdów, obsługujących oprogramowanie Google i wyprodukowanych przez strony trzecie przed końcem dekady. W rzeczywistości Google zamierza wprowadzić te pojazdy na rynek nie później niż w 2018 roku. Więc co stoi na przeszkodzie temu celowi?

Wyzwania technologiczne

Prototyp Google jest naprawdę bardzo dobry - ale nie jest idealny. Oto jak teraz działa samochód:

Głównym organem zmysłu robota jest obracająca się wieża LIDAR na dachu samochodu. Wieżyczka LIDAR maluje świat wokół samochodu za pomocą wiązki laserowej na podczerwień z bardzo dużą prędkością. Poprzez rejestrację położenia i natężenia światła laserowego odbijanego z powrotem prosty algorytm widzenia maszynowego może szybko obliczyć trójwymiarową mapę obiektów wokół samochodu wiele razy na sekundę, umożliwiając identyfikację takich obiektów, jak samochody, piesi, chodniki i ruch drogowy szyszki.

Samochód, w sensie wtórnym, ma szereg kamer, których używa do zbierania dodatkowych informacji o otaczającym go świecie (identyfikowanie sygnałów od rowerzystów i innych samochodów oraz odczytywanie stanu sygnalizacji świetlnej i znaków drogowych). Wreszcie samochód ma GPS, który mówi mu, z dokładnością do kilku metrów, gdzie znajduje się w przestrzeni kosmicznej.

Żaden z tych zmysłów nie jest sam w sobie wystarczający do kierowania samochodem, ale dzięki sprytnemu oprogramowaniu do łączenia tych źródeł danych samochód jest w stanie podejmować inteligentne decyzje dotyczące jazdy. Aby ułatwić zadanie, Google od lat używa samochodów widokowych z wieżyczkami LIDAR - samochodów, które wraz z zapewnianiem dziwnych podróży w przeszłość Podróż wstecz w czasie z Google Street View Podróż wstecz w czasie z Google Street View Google Street View to najlepsze narzędzie do podróżowania po całym świecie w osiemdziesiąt sekund. Teraz prosta, ale przyjemna aktualizacja Google Street View pozwala cofnąć czas. , systematycznie mapują ulice 3D na całym świecie.

Wszystkie te dane zostały skrupulatnie oznaczone, aby komputer samochodu wiedział, gdzie znajdują się światła, oraz jakie są ograniczenia prędkości i oznaczenia pasów dla każdej drogi.

Robot może precyzyjnie dostroić swoją pozycję GPS, porównując bieżące dane LIDAR ze starymi mapami 3D ulicy, na której się znajduje, aby upewnić się, że nie zsunie się z linii (pozwala to również na nawigację, gdy GPS nie jest opcja, na przykład podczas przejazdu przez tunel lub garaż). Ponadto samochód może uzyskać dostęp do metadanych lokalnego środowiska, aby poinformować go o zmianie prędkości i wiedzieć, gdzie szukać sygnałów drogowych.

Ta kombinacja sprzętu i oprogramowania może zrobić wiele niezwykłych rzeczy: może widzieć i przewidywać ruchy rowerzystów i pieszych. Potrafi zidentyfikować stożki i drogi zablokowane znakami objazdu i wydedukować zamiary policjantów drogowych za pomocą znaków.

Może pokonywać czterokierunkowe postoje, dostosowywać prędkość na autostradzie, aby nadążyć za ruchem, a nawet dostosowywać jazdę, aby jazda była wygodna dla ludzkiego ładunku. Oprogramowanie jest również świadome własnych martwych punktów i zachowuje się ostrożnie, gdy może się tam znajdować ruch uliczny lub chować się pieszy.

Niestety, są też rzeczy, których samochód nie potrafi. Największym problemem jest pogoda: samochody Google były testowane głównie w Kalifornii. W przypadku większego rozpowszechnienia na całym świecie samochody autonomiczne będą musiały poradzić sobie z gracją z powodzią, gęstą mgłą i głębokim śniegiem. To jest problem, ponieważ wszyscy poważnie bałaganią ciężkiego podnośnika zmysłów robota: LIDAR.

Śnieg i stojąca woda rozpraszają wiązkę laserową, co utrudnia niezawodne zbieranie danych, a mgła lub ulewny deszcz mogą radykalnie zmniejszyć odległość, którą LIDAR może zobaczyć. Bez niezawodnego systemu LIDAR robot dosłownie nie żyje w wodzie.

Naprawienie problemu pogodowego jest nadal otwartym obszarem badań. Przy odrobinie szczęścia możemy użyć sprytnych algorytmów filtrujących szumy, aby wydobyć znaczące dane nawet z chmurnego LIDAR-a lub przenieść obciążenie na kamery, umożliwiając robotowi manewrowanie, choć prawdopodobnie ze zmniejszoną prędkością.

Jeśli nie, może być konieczne dodanie nowego zestawu czujników (być może SONAR lub RADAR), aby zapewnić możliwości mapowania 3D robota, nawet w przypadku awarii LIDAR. Tak czy inaczej, Google nad tym pracuje.

Głębszym problemem jest jednak tak zwany długi ogon. Pomyśl o tym w ten sposób: większość jazdy samochodem, o którą poproszone zostaną samochody samojezdne, odbywa się na autostradzie. W przypadku robota jazda autostradą jest łatwa. Następnym przypadkiem użycia byłaby prawdopodobnie jazda po mieście z małą prędkością przy dobrej pogodzie, w której roboty też są całkiem dobre.

Niestety, mimo że stanowią one prawdopodobnie 90% wszystkich sytuacji, w jakich kiedykolwiek napotkają samochody, nie są to jedyne dwie możliwości. Co z paradami? Co z karetkami pogotowia? Zjeżdżalnie skalne? Wypadki samochodowe? Przebita opona? Jaywalking psy? Budowa dróg? Tornada? Zostaje zatrzymany przez policję?

Chodzi o to, że kiedy przeglądasz listę spraw, którymi musi się zająć samochód, posortowane według prawdopodobieństwa, okazuje się, że jest ich prawie nieskończona liczba, każda z małym wycinkiem ciasta prawdopodobieństwa. Nie można na stałe zachowywać kodu dla każdej możliwości.

Musisz zaakceptować fakt, że w końcu samochód-robot napotka coś, czego nie planowałeś i będzie się zachowywał niepoprawnie. Może nawet zabić ludzi. Najlepsze, co możesz zrobić, to wystarczająco dobrze pokryć wystarczającą liczbę skrzyń, aby korzystanie z robota było bezpieczniejsze niż samochodu kierowanego przez człowieka.

W tej chwili samochód Google nie jest jeszcze wystarczająco daleko na tej liście, ale zaczyna się zbliżać, a Google pracuje nad opracowaniem bezpiecznego zachowania awaryjnego, aby zapewnić, że samochód nie wyrządzi nikomu krzywdy, nawet w przypadku awarii oprogramowania lub nieprzewidzianych warunków jazdy.

Metoda budowania takich przypadków przez Google jest sprytna: firma ma zasadę, że gdy samochód popełni błąd lub człowiek zostanie zmuszony do przejęcia kontroli, incydent jest rejestrowany, a oprogramowanie jest poddawane przeglądowi, dopóki nie może przekazać symulowanych wersji ten sam scenariusz. Wszelkie zmiany w oprogramowaniu na dużą skalę są testowane na podstawie tej bazy danych incydentów, aby upewnić się, że nic nie zostało przypadkowo uszkodzone.

Istnieją również łagodniejsze ograniczenia - wieżyczki LIDAR używane przez roboty obecnie osiągają ponad 30 000 USD. Dobrą wiadomością jest to, że dzieje się tak głównie dlatego, że te wieże LIDAR są specjalnym przedmiotem używanym tylko do kilku zastosowań. Masowa produkcja z pewnością obniży te koszty.

Ponadto, jeśli samochody z napędem autonomicznym zostaną przyjęte w modelu kabiny (zapewnione przez protegowanego Google'a, Ubera), potrzebny stosunek samochodów do użytkowników samochodów prawdopodobnie będzie niski: osoby jadące do podobnych miejsc mogą być wspólnie podróżowane przez scentralizowane oprogramowanie do wyznaczania tras w wymienić na obniżone opłaty, a samochody mogą utrzymać mniej więcej ciągłe użytkowanie. To znacznie zmniejsza koszt na użytkownika, nawet jeśli same samochody są bardzo drogie.

Wyzwania prawne

Samochody samobieżne brzmią jak lista zakupów przerażających regulatorów: autonomiczne roboty ze śmiercionośną siłą, nowe przełomowe technologie, zmechanizowane bezrobocie i duże korporacje sprzedające miliony kamer na całym świecie.

Samochody robotów prawdopodobnie zabiją ludzi (choć w tempie znacznie niższym niż ludzie), wypędzą miliony kierowców ciężarówek i setki tysięcy kierowców taksówek oraz dostarczą Google ogromnej ilości danych osobowych o swoich użytkownikach . Nie trzeba dodawać, że pojawi się pewien opór przed zalegalizowaniem samochodów samojezdnych, zwłaszcza że wymagają one gruntownego przeglądu istniejącej infrastruktury regulacyjnej.

Aby samochody samobieżne stały się legalną, mainstreamową częścią naszego życia, będziemy musieli zrezygnować z niektórych bardzo starych przepisów prawnych: w tym z tego, że człowiek za kierownicą samochodu jest odpowiedzialny za jego działania.

Stany, które wydały wstępne regulacje w celu umożliwienia testowania pojazdów autonomicznych (w tym Kalifornia i Nevada), zastosowały różne prawne skróty, aby umożliwić przeprowadzenie badań.

Na przykład w Kalifornii osoba, która inicjuje podróż samochodem, jest prawnie operatorem, nawet jeśli tak naprawdę nie ma go wtedy w samochodzie. Jest to oczywiście nieodpowiednia odpowiedź długoterminowa, ponieważ oznacza to, że (na przykład) operator może zostać obciążony DUI, nawet jeśli nie byłby w pobliżu pojazdu, który wysłał podczas picia.

Kalifornia ma nadzieję na wprowadzenie bardziej stałych przepisów dotyczących takich pojazdów konsumpcyjnych do początku 2015 r., Ale Consumer Watchdog, niezależna grupa rzeczników, lobbuje za opóźnieniem wprowadzenia przepisów o osiemnaście miesięcy, aby umożliwić dokładniejsze testy bezpieczeństwa.

Google ma nadzieję zachęcić prawodawców do pociągnięcia odpowiedzialności za działania samochodu do producentów sprzętu do samodzielnego prowadzenia pojazdu, który uważają za najbardziej sprawiedliwy sposób obwiniania: to głupie wydaje się, że prawo pociąga człowieka do odpowiedzialności za zachowanie, które popełnił brak kontroli.

Zaangażowani regulatorzy przyznają, że prawodawstwo dotyczące pojazdów autonomicznych stanowi trudny problem:

“Jesteśmy naprawdę dobrzy w licencjonowaniu kierowców i regulacji pojazdów oraz branży sprzedaży samochodów, ale nie mamy dużego doświadczenia w opracowywaniu tego rodzaju standardów,” Powiedział Soublet. “Kiedy zaczynamy zbliżać się do takich rzeczy, musimy się wycofać. Nie mamy technicznej możliwości, aby to zrobić. Musimy podejść do tego z prawnego punktu widzenia, do czego jesteśmy zdolni jako dział.”

Zgadzają się jednak, że pole jest warte wysiłku.

“To kwestia, która Cię pociąga. To nasza przyszłość. Uważamy, że praca z […] Brianem [Soubletem] jest bardzo ekscytująca, a ja nie możemy uwierzyć, że nad tym pracujemy. To coś zmieni sposób, w jaki wszyscy żyjemy.”

Przepisy federalne są w drodze, ale mogą nie pojawić się przez kilka lat. Krajowa administracja bezpieczeństwa ruchu drogowego wydała wstępne oświadczenie w tej sprawie, w którym wyraziła entuzjazm dla perspektywy pojazdów w pełni autonomicznych.

“Ameryka jest historycznym punktem zwrotnym w podróżach samochodowych. Relacje z pojazdami silnikowymi i kierowcami prawdopodobnie ulegną znacznej zmianie w ciągu najbliższych dziesięciu do dwudziestu lat, być może nawet bardziej niż w ciągu ostatnich stu lat.”

Jednak NHTSA wydaje się również nieprzygotowany do wydania jakichkolwiek jasnych regulacji w dającej się przewidzieć przyszłości i planuje przede wszystkim pozostawić te kwestie regulacyjne w gestii poszczególnych państw, zwiększając możliwość sytuacji, w której słabo uregulowane państwa są „martwymi strefami”, w których autonomiczne samochody znajdują się na skrzyżowaniu wycieczki po drogach wiejskich należy unikać. Tu zaczyna się dobra wiadomość. Mam nadzieję, że matką tych maszyn jest Google, który jest również jednym z największych lobbystów w lobby w Stanach Zjednoczonych (zajmuje ósme miejsce, pokonując Boeinga i Lockheeda Martina). Google jest dobrze przygotowany do wprowadzenia regulacji w kształt przyjazny dla przyszłości pojazdów autonomicznych.

Droga przed nami

Jeśli w tej chwili istnieje prosta wiadomość, aby usunąć tę sytuację, jest to: wyzwania, które należy rozwiązać, zanim pojazdy autonomiczne będą mogły wejść do głównego nurtu, są trudne i znaczące. Technologia i infrastruktura prawna nie są obecnie dostępne, aby umożliwić tym pojazdom prawdziwe wykorzystanie ich potencjału. Jednak problemy te są również dobrze zdefiniowane, możliwe do rozwiązania i są badane przez jedne z najmądrzejszych ludzi na świecie.

Istnieje bardzo duża szansa, że ​​przynajmniej technologia będzie gotowa do wdrożenia na rynkach testowych, takich jak Kalifornia i Nevada, przed wstępną datą Google na 2018 r. Jest jeszcze większa szansa, że ​​za dziesięć lat technologia radykalnie zmieni sposób, w jaki prawie każdy na Ziemi żyje swoim życiem.

Zmiany te będą obejmowały kulturę samochodową (koniec posiadania samochodu jako rytuał przejścia dla dorosłych), sposób, w jaki ludzie pracują i utrzymują kontakty towarzyskie, oraz sposób, w jaki projektujemy nasze miasta. Jeśli uda się sprostać tym wyzwaniom, będzie to najistotniejsza zmiana w transporcie od czasu wynalezienia samochodu.

Obraz funkcji: “The Love Bug“, autor: JD Hancock
Obrazy: “Samo prowadzący samochód Google w Muzeum Historii Komputerów“, autor: Don DeBold, “Samochód samojezdny Google“, autor: Roman Boed, “Samochód samobieżny Toyota“, David Berkowitz, “Velodyne High-Def LIDAR“, Steve Jurvetson