Автоботы

Опубликовано в номере:
PDF версия
Прочитав название статьи, многие могли подумать о знаменитой японско-американской саге про два клана роботов, вершащих будущее человечества. Но пока трансформеры остаются только героями фантастики, мы поговорим о других роботах, уже ставших реальностью. Речь пойдет об автономных автомобилях.

CE_6(54)_2014.inddПрогресс в создании беспилотных транспортных средств за последнее десятилетие впечатляет. Даже серийные автомобили все больше напоминают компьютеры на колесах. Ежедневно на эту тему появляется дюжина хвалебных и полных скептицизма публикаций, поэтому сразу оговорюсь, что данная статья — это мои вольные размышления о предназначении, трендах и проблемах, а заинтересованным в более глубоком погружении рекомендую обратиться к материалам по ссылкам.

CE_6(54)_2014.inddНаверняка на заре эпохи автономных машин одновременно существовало несколько проектов, из которых и фильтровались ключевые концепции и технологические подходы, но наиболее заметный информационный след оставили американские DARPA Grand Challenge (рис. 1) и Urban Challenge [1]. Именно наследник прототипа Junior команды Stanford Racing под руководством Себастьяна Трана (Sebastian Thrun) стал первым автономным автомобилем Google Car (рис. 2). Кстати, о победившей в конкурсе General Motors со времен прототипа EN-V (рис. 3) мало что слышно [2].

CE_6(54)_2014.inddСейчас же разработчики не скупятся на громкие заявления о скором пришествии робомобилей. Глава Tesla Motors Элон Маск (Elon Musk) обещает 90% автономности в автомобилях компании уже в следующем, 2015 г. [3]. Концерн Renault-Nissan готовит полностью автономный автомобиль к 2018 г. [4]. Mercedes анонсировал, что закончит свой грузовик будущего к 2025 г. [5]. При настолько коротком горизонте предсказаний можно думать, что автономные машины практически свершившийся факт.

В целом, оптимизм оправдан, потому что нынешние автомобили уже нашпигованы помощниками водителя, начиная с навигаторов, круиз-контроля, АБС и парктроника, прижившихся не только в премиальном сегменте, и заканчивая продвинутыми ассистентами в люксовых моделях от Nissan или Mercedes с функциями предотвращения столкновений, контроля мертвых зон, автоматического перестроения между рядами и даже автономной езды на скоростях до 30 км/ч. Все это ступеньки к полностью автономной машине. Согласитесь, даже если поначалу автомобиль сможет сам находить парковочное место, а потом встречать вас у порога или брать на себя заботу «поползти» в пробке — это уже серьезный плюс.

CE_6(54)_2014.inddО том, что технологии беспилотного автотранспорта достигли зрелости, свидетельствует и количество участников гонки. Это и ведущие «традиционные» автопроизводители (немецкие Volkswagen, Mercedes и BMW, японские Nissan и Subaru и шведская Volvo), и создатель электромобилей американская Tesla Motors, и, конечно, интернет-гигант Google, и даже стартапы. География крупных игроков понятна: наших нет, а вот в молодом бизнесе прорекламирую на безвозмездной основе российские ООО «ВИСТ Майнинг Технолоджи» (автоматизирует карьерные самосвалы) и RoboCV (пока роботизирует складскую технику, но нацеливается на автономные автомобили).

Вполне логично, что, пока автопроизводители создают целиком автономный автомобиль под своей маркой, другие участники занимаются ретрофиттингом, то есть фокусируются непосредственно на навигационных технологиях и разрабатывают решения, превращающие обычные машины в беспилотные. Есть в сегменте и достаточно плотная конкуренция, когда каждый сам по себе: никто не хочет уступать пальму первенства в автомобильной революции. Так, Google, вероятно от отчаяния установить взаимовыгодное партнерство с автогигантами, этой весной явил миру свой «мягкотелый» прототип [6].

Амбиции разработчиков не ограничиваются легковыми автомобилями. Это подтверждается тем, что при обсуждении регламентов тестирования автономных транспортных средств, организованном Калифорнийским департаментом автотранспортных средств, они настаивали на включении в перечень мотоциклов, грузовиков и автобусов [7].

CE_6(54)_2014.inddКоммерческий транспорт, на мой взгляд, имеет особый интерес. Регулярные известные маршруты, постоянная рабочая нагрузка, более простой цикл вождения на трассах по сравнению с городскими улицами — это аргументы за то, что беспилотные автопоезда, рейсовые автобусы или такси могут опередить во внедрении частных собратьев. В качестве бонуса — роботакси не слушает шансон (рис. 4).

CE_6(54)_2014.inddА еще в середине октября в гоночном мире произошли два важных события: в Сочи состоялся первый в истории этап Формулы 1 Гран-при России, а концепт-кар Audi RS-7 на треке в немецком Хоккенхайме (рис. 5) установил рекорд скорости беспилотного вождения в 240 км/ч [8]. Что ж, уже сейчас гонки все больше становятся соревнованием инженерных команд, и через пару лет было бы интересно посмотреть на соперничество Хэмилтона с робомобилем. А вот насколько использованные на «кольце» технологии применимы в городских джунглях, остается вопросом.

CE_6(54)_2014.inddЗачем человеку вообще понадобились транспортные средства, перемещающиеся без его участия? Ответ лежит на поверхности. Основных причин три: избавление от рутинной задачи, повышение безопасности и оптимизация транспортных потоков.
Пока необходимость физически перемещать наши тела и грузы в пространстве не отпала, а телепортировать научились только отдельные атомы на считанные сантиметры, мы вынуждены проводить существенное время в транспорте. Желание освободить время, которое мы сейчас проводим за рулем, для более приятных или насущных дел вполне объяснимо, особенно при возрастающем ритме жизни и неизбежных цейтнотах. В кресле автономной машины можно почитать новости, закончить подготовку спича, созвониться с коллегами, привести себя в порядок или просто подремать без риска для других участников движения и собственного здоровья (рис. 6). Роскошь, доступная пока только тем, кто имеет личного водителя.

Судьба таксистов, водителей автобусов или дальнобойщиков в этом контексте заслуживает отдельного упоминания. Можно опасаться, что автомобили-роботы вытеснят этих профессионалов, но лично я очень сомневаюсь, что ситуация будет развиваться по этому сценарию. Вероятнее всего, человек в кабине автобуса или трейлера (рис. 7) останется для контроля и вмешательства в сложных ситуациях, как это случилось с пилотами гражданской авиации или машинистами железнодорожного транспорта. Зато надежный автопилот, прежде всего снимающий рутинную нагрузку, наконец-то появится и для автотранспорта.

CE_6(54)_2014.inddС другой стороны, далеко не каждый, кто садится за руль, является хорошим водителем. Статистика по количеству пострадавших и погибших в ДТП выглядит страшнее сводок с полей боевых действий [9]. При соответствующем уровне технологий робомобили будут гораздо безопаснее неопытных, агрессивных или пьяных водителей, хотя не все эксперты сходятся во мнениях на этот счет [10].

Дисциплинированный автобот всегда соблюдает скоростной режим, держит правильную дистанцию, аккуратно проезжает пешеходные переходы. А вот любители припарковаться в неположенном месте, нырнуть под «кирпич» или объехать пробку по обочине будут разочарованы автономным «тугодумом», хотя уже сейчас робомобили не так глупы. Например, автономный автомобиль Google может превысить скоростной лимит до 16 км/ч, адаптируясь к скорости основного потока (между прочим, опция, заложенная нашим человеком Дмитрием Долговым) [11].

В перспективе еще одно преимущество автономных автомобилей — это повышение мобильности инвалидов.
Наконец, третья цель создания автономных автомобилей — оптимизация дорожного движения. Очевидно, что дороги в крупных городах перегружены. Как предрекают некоторые эксперты, робомобили совершат революцию в частном транспорте. Уже сейчас существуют сервисы, наподобие Uber, поднимающие частный извоз в мегаполисах на новый уровень, а с появлением беспилотных машин необходимость каждому иметь личное транспортное средство просто отпадет [12]. Как следствие, количество машин должно уменьшиться на порядок.

К тому же автомобиль-робот будет знать заранее обо всех пробках, дорожных работах, связываться с соседними машинами и светофорами и на основе этой информации планировать маршрут. Возможна и обратная связь, когда распределение трафика будет происходить из центрального пункта. Так, отдельные направления в пиковые часы или конкретные транспортные средства, например автомобили скорой помощи или пожарные бригады (будем надеяться, что не чиновники), смогут получать больший приоритет. К такому состоянию дел нас постепенно приучают с тех пор, как появились навигаторы, и мы прекрасно знаем, что это крайне полезная вещь в незнакомом месте, порой этот девайс может повести по непроходимым городским дебрям.

Картина получится неполной, если мы хотя бы коротко не обсудим барьеры на пути автономных автомобилей. Несмотря на заметные успехи, их остается немало [13, 14]. Разделить существующие проблемы можно на технические, экономические и юридические.

Чтобы не быть голословными, обсудим несовершенство современных технологий на примере того, как автомобиль Google прошел тестирование и получил первый в истории сертификат автономного транспортного средства [15].
Итак, первая проблема — это сопутствующая инфраструктура.

Тестирование проходило по согласованной местности, соответственно, компания заранее подготовила ее детальную карту. Поддержание же полноценных актуальных карт при массовом внедрении робомобилей остается серьезной нерешенной задачей. Того, что дает Google Street View, для автомобиля будет недостаточно. Потребуется информация о разметке, знаках, режимах светофоров, состоянии полотна и дорожных работах, которую надо еще и регулярно оперативно обновлять. С другой стороны, зависимость автобота от видимости дорожной разметки или знаков была сведена к минимуму. К слову, Google не является монополистом в предоставлении карт для робомобилей. Так, BMW сотрудничает с китайским поисковиком Baidu для адаптации своего проекта на азиатском рынке [16].

Во-вторых, тестирование проходило днем при нормальной погоде и хорошей видимости. Существующие технические средства навигации, такие как радары, лидары, видеокамеры и системы глобального позиционирования, в экстремальных условиях плотного снега, дождя, тумана, слепящего солнца или узких улиц могут вести себя непредсказуемо. Другая проблема в стоимости этих сенсоров, что делает робомобили существенно дороже пилотируемых предков [17].

CE_6(54)_2014.inddВ-третьих, бытует мнение, что автономные машины целесообразны, если их на дорогах будет абсолютное большинство, а пока остаются обычные машины с непредсказуемыми водителями или нерадивые пешеходы, об улучшении безопасности говорить не приходится. Тестирование же показало, что за исключением нескольких инцидентов робомобиль без проблем преодолел перекрестки и пешеходные переходы. С другой стороны, эффективность движения, безусловно, повысится при внедрении так называемой, v2v (vehicle-to-vehicle) коммуникации (рис. 8)[18]. И вот здесь есть сложности, ведь машины разных производителей должны говорить на одном языке и всегда слышать друг друга. К настоящему времени нет установив- шегося общепринятого коммуникаци- онного стандарта, да и устойчивость соединения зачастую оставляет желать лучшего [19].
Возникает вопрос, где, собственно, тестировать беспилотные автомобили. Кто-то ограничивается старыми военными базами [20], пытается выстраивать отдельные тестовые полигоны [21], но все чаще появляются новости об испытаниях в реальных условиях на общественных дорогах [22].

На юридическом поле в области регулирования статуса автономных транспортных средств ощутим прогресс, особенно в США и Великобритании [23]. Западные правительства активно поддерживают эти инициативы, а соответствующие комитеты принимают необходимые законодательные акты. В то же время остается ряд узких мест. В частности, сейчас компании достаточно протестировать всего лишь одну машину, чтобы легально повесить полученный номерной знак на любой другой робомобиль, оснащенный аналогичной системой, даже если он никогда не проходил полевые испытания [24]. Другой интересный вопрос — кто будет виноват в случае аварии: водитель, который вовремя не вмешался; инженер, который не запрограммировал нужный алгоритм; техник, некачественно спаявший провода; или, может быть, сам робот?

Что же до экономических барьеров, то авторитетное издание The Economist высказало отчасти парадоксальное мнение, что по экономическим соображениям «убийцей» автономных автомобилей может стать, наоборот, успех в развитии высоких технологий и, как следствие, удешевление рабочей силы [25].

Наконец, всегда есть люди, которые чисто психологически противятся новому. Их негативная реакция в случае с автономными машинами типична — это боязнь «восстания машин», нежелание попадать под пристальный присмотр «большого брата» или становиться заложником вещей. Паранойя? С другой стороны, мотивацию можно понять, так как современные технологии стремятся все глубже проникнуть в наш быт и манипулировать уже не только информацией, но и материальными объектами.

Нетрудно представить, что в случае с автоботом отслеживать и систематизировать физические перемещения каждого станет гораздо проще. В каких целях эта информация будет использована, зависит уже от того, кто ею владеет. Не говоря уже про пресловутое «взломать и отправить под откос» [26]. А что, если вместо пункта назначения вы задаете не координаты, а что-то вроде «ресторан» или «торговый центр», оставляя выбор места на усмотрение машины? Удобно? И какой лакомый кусок для рекламодателей! Возможно, поэтому Google и является пионером в разработке робомобилей.

P.S. В конце октября в топ-менеджменте Google произошли серьезные перестановки. В частности, ушел создатель Android Энди Рубин (Andy Rubin), последний год возглавлявший робототехническое подразделение компании. Глава интернет-гиганта Ларри Пейдж (Larry Page) объяснил эти пертурбации своим желанием сосредоточиться на развитии перспективных проектов, среди которых называется автономный «гугл-кар» [27]. Посмотрим, что из этого получится.

Полезные ссылки:

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/DARPA_Grand_Challenge#2004_Grand_Challenge

  2. http://gizmodo.com/could-gms-tiny-self-driving-smartcar-actually-revoluti-1442166427

  3. http://spectrum.ieee.org/cars-that-think/transportation/self-driving/musk-promises-90-autopilot-for-teslas-in-2015-doesnt-say-how

  4. http://www.reuters.com/article/2014/06/03/us-autos-ghosn-idUSKBN0EE1UU20140603

  5. http://social.mercedes-benz.com/clipping/mercedes-benz-future-truck-2025-full-gallery-and-details-released/

  6. http://googleblog.blogspot.no/2014/05/just-press-go-designing-self-driving.html

  7. http://spectrum.ieee.org/cars-that-think/transportation/self-driving/google-autonomous-motorcycles-and-trucks-in-california

  8. http://www.audi.com/content/com/brand/en/vorsprung_durch_technik/content/2014/10/piloted-driving.html

  9. http://www.gibdd.ru/stat/charts/

  10. http://theconversation.com/self-driving-cars-will-not-help-the-drinking-driver-31747

  11. http://uk.reuters.com/article/2014/08/17/us-google-driverless-idUKKBN0GH02P20140817

  12. http://www.forbes.ru/news/243910-google-i-tpg-vlozhili-258-mln-v-prilozhenie-dlya-vyzova-taksi

  13. http://spectrum.ieee.org/cars-that-think/transportation/self-driving/future-of-self-driving-cars-detroit-panel

  14. http://www.technologyreview.com/news/530276/hidden-obstacles-for-googles-self-driving-cars/

  15. http://spectrum.ieee.org/transportation/advanced-cars/how-googles-autonomous-car-passed-the-first-us-state-selfdriving-test

  16. http://www.reuters.com/article/2014/09/29/us-bmw-baidu-automateddriving-idUSKCN0HO0VX20140929

  17. http://spectrum.ieee.org/cars-that-think/transportation/self-driving/three-price-ranges-for-robocars-budget-deluxe-and-out-of-sight

  18. http://www.nhtsa.gov/About+NHTSA/Press+Releases/2014/USDOT+to+Move+Forward+with+Vehicle-to-Vehicle+Communication+Technology+for+Light+Vehicles

  19. http://spectrum.ieee.org/cars-that-think/transportation/systems/cars-that-talk-need-wireless-that-works

  20. http://www.itsa.org/awards-media/industry-and-member-news/1691-seld-driving-cars-are-headed-to-contra-costa

  21. http://www.engadget.com/2014/06/05/university-of-michigan-creates-fake-city/

  22. https://www.media.volvocars.com/global/en-gb/media/pressreleases/136182/volvo-car-group-initiates-world-unique-swedish-pilot-project-with-self-driving-cars-on-public-roads

  23. http://www.bbc.com/news/technology-28551069

  24. http://spectrum.ieee.org/transportation/advanced-cars/plate-and-switch-googles-selfdriving-car-is-a-transformer-too

  25. http://www.economist.com/blogs/freeexchange/2014/10/technology-and-productivity

  26. http://uk.pcmag.com/news/34204/fbi-driverless-cars-could-be-lethal-weapons

  27. http://www.wired.com/2014/10/andy-rubin-departs-google/

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *