Есть ли жизнь без водителей? Часть 1

В 2005 году измененный Volkswagen, получивший название Стенли, превратил научную фантастику в реальность. Это технологическое чудо, построенное командой из Стэнфорда, проехало по маршруту длиной больше 150 километров по пустыне полностью автономно. В транспортном средстве не было никаких людей, и никто не передавал инструкции снаружи. Стенли пришёл первым в гонке 23 транспортных средств, названной «Grand Challenge», которая спонсировалась управлением перспективных исследовательских программ (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)), военным исследовательским агентством, ранее обеспечившим финансирование сети, которая выросла в Интернет.

Робототехническое сообщество превзошло еще раз само себя в гонке управления перспективных исследовательских программ в 2007 году под названием «Urban Challenge». Это соревнование походило на заезд «Grand Challenge», однако содержало несколько новых деталей: транспортные средства должны были пройти маршрут по симуляции городской окружающей среды и были обязаны взаимодействовать с транспортными средствами, управляемыми людьми, повинуясь всем транспортным законам. Шесть команд успешно прошли дистанцию, а Босс, автомобиль, построенный командой из университета в Карнеги Меллон, получил главный приз.

Участники заезда «Urban Challenge» на старте

Требуется ещё много сделать, прежде чем эти транспортные средства будут достаточно зрелыми, чтобы быть выпущенными на наши улицы. Реальные улицы содержат значительно больше препятствий и сложностей, чем упрощенная окружающая среда, созданная на соревнованиях 2007 года, и самые продвинутые транспортные средства из заезда «Urban Challenge» не были разработаны, чтобы справляться с пешеходами, велосипедистами, светофорами, или гололёдом. И даже когда технология будет готова к использованию, множество экономических и политических препятствий могут задержать широкое распространение самоходных автомобильных технологий.

Тем не менее, успех этих гонок прояснил, что вопрос только в "когда", а не в "если". Самоходные автомобильные технологии появятся на автошоу и на наших улицах. Невозможно сказать точно, когда это случится, однако скорее всего, студент, стоящий сегодня на пороге рабочей жизни, ещё до пенсии сможет иметь автомобиль отвозящий его на работу.

В нашей статье мы взглянем на настоящее и будущее автономных автомобилей. Мы рассмотрим, где сейчас находится эта технология и поговорим о том, куда она идет, и подумаем о том, на что будет похож наш мир, когда мы сделаем эту технологию повседневностью. В части один и два, мы сосредоточимся на той технологии, что существует уже сегодня, начиная с обзора истории «Grand Challenge» управления перспективных исследовательских программ и поговорим с инженерами университетов Стэнфорда и Карнеги Меллон, помогших построить автомобили-победители. Мы также рассмотрим технологии, существующие уже на рынке, а также исследуем оставшиеся технические и экономические препятствия появления самоходных автомобилей на коммерческом рынке.

Во третьей и четвёртой части нашей статьи мы рассмотрим, что же дадут нам автономные транспортные средства. Автомобили убивают сотни тысяч людей каждый год — приблизительно 40 000 ежегодно в одних только Соединенных Штатах. Многие из этих смертельных случаев происходят из-за ошибки водителя. Компьютеры никогда не пьют, не устают, не отвлекаются и не совершают опрометчивые поступки — таким образом, у самоходной технологии существует потенциал по спасению десятков тысяч жизней каждый год. Но преимущества автономных автомобилей не заканчиваются этим. Мы поговорим с Брэдом Темплтоном (Brad Templeton), общественным деятелем фонда электронных рубежей, который недавно стал апостолом самоходной автомобильной технологии. Он утверждает, что автономные автомобили могут сохранить окружающую среду, уменьшить перенаселённость, и революционизировать розничную промышленность.

В нашей заключительной части мы исследуем главные препятствия принятия автономных автомобилей и вызовы обществу, связанные с их появлением. Транспортные средства должны будут получить одобрение правительственных законодателей, тех, кто может отказаться пускать передовую технологию на общественные дороги. Даже если законодатели не будут стоять на пути, автомобильные компании могут опасаться ответственности, что их транспортные средства попадут в ДТП. Наконец, появление автономных автомобилей создаст новые виды проблем публичного порядка, включая вопросы о гражданской свободе и свободе изменять автомобильное программное обеспечение.

Эти технические, экономические, юридические, и социальные препятствия появления автономных автомобилей огромны, но потенциал экономии жизней тысяч людей, десятков миллиардов часов производственного времени, проведенных не за рулём, и сотен миллиардов долларов в энергетике каждый год огромен. Когда технология придёт, мы должны быть готовы к ней.

«Grand Challenge»

Автомобили без водителей были предметом международного интереса более двух десятилетий. В 80-90ых годах, несколько команд из Соединенных Штатах и Европы построили и частично проверили автономные транспортные системы, в которых компьютер производил большую часть вождения, а люди производили частичное исправления курса. Уже в 1986 году немецкий инженер Эрнст Дикманс (Ernst Dickmanns) построил автомобиль, который мог проехать изгиб дороги пустым. В 1995 году группа из Карнеги Меллон провели тур "No Hands across America" - тур с использованием автомобиля, который проехал через все Соединенные Штаты без человеческого вмешательства 98 процентов времени. К сожалению, компьютерным микросхемам, доступным в середине 1990-ых годов, просто не хватало мощности для управления автономным транспортным средством. Существовавшей мощности памяти или центрального процессора было недостаточно для построения полностью реалистичной модели мира и правильных рассуждений в реальном времени.

Текущая волна интереса к автономным автомобилям может быть прослежена к соревнованию «Grand Challenge» – ряд заездов, спонсируемых военной исследовательской организацией, также финансировавшей создание ARPANET, первой сети с коммутацией пакетов. Реагируя на мандат Конгресса, гласящий, что к 2015 году треть военных транспортных средств должны быть беспилотными, управление перспективных исследовательских программ стремилось побудить развитие технологии автономных транспортных средств, объявляя о своей первой гонке «Grand Challenge», гонке беспилотных транспортных средств, проведенной в 2004 году.

Ни одно транспортное средство не закончило ту первую гонку. Участвовали пятнадцать транспортных средств, но ни одно не прошло более 12 километров из 230километрового маршрута. Множество механических проблем и сбои программного обеспечения заставило большинство машин потерпеть неудачу в пределах первых нескольких километрах, и лучший исполнитель — робот из университета Карнеги Меллон под названием Песчаная буря — остановилась на крутом повороте через 11,8 км.

Управление перспективных исследовательских программ неустрашимо объявило о планах повторить гонку в следующем году, и сообщество робототехники удвоило свои усилия. На сей раз, 23 транспортных средства были допущены к заключительной гонке, и не менее пяти транспортных средств прошли трассу длиной 211,8 километров.

Победителем гонки 2005 года стал новичок: робот на базе Volkswagen Touareg под названием Стенли. Он был создан командой из Стэнфорда, которая не участвовала в гонке 2004 года. В то время, как гонка 2004 года потерпела фиаско недалеко от стартовых ворот, гонка 2005 года была захватывающим зрелищем. Стенли прошёл маршрут менее чем за семь часов, всего на 11 минут опередив Песчаную Бурю. Другая машина университета Меллона, Горец, получила бронзовую медаль со временем 7 часов 14 минут. Государственная служба радиовещания сделала из этой гонки превосходный документальный фильм, который доступен для просмотра здесь.

Переносясь на улицы

В 2007 году управление перспективных исследовательских программ усложнило задачу и провело заезд «Urban Challenge». На сей раз, вместо того, чтобы двигаться по кругу в пустой пустыне, транспортные средства были обязаны пересечь симулируемый городской ландшафт, полный перекрёстков и других управляемых людьми транспортных средств. В то время, как езда по городским улицам не является основной проблемой для человеческого водителя, это проблема искусственного интеллекта, так как она требует построения сложной модели окружающей среды вокруг транспортного средства, опознание других транспортных средств и неподвижных препятствий и рассуждений о лучшем способе достигнуть цели, не нарушая правил движения.

Юниор

Университет Карнеги Меллон, наконец, получил своё долгожданную победу в «Urban Challenge» с Боссом - робот построенный на базе автомобиля Chevy Tahoe, созданный совместно с компанией General Motors, который прошел маршрут за лучшее время. Машина Стэнфорда взяла серебро, а автомобили технологического университета Вирджинии, Массачусетского технологического института, Пенсильванского университета, и Корнуэльского университета остались позади.

Вместе, эти три соревнования демонстрируют огромный темп продвижения автономных технологий транспортного средства. В 2004 году ни одно транспортное средство не могло сделать больше чем 12 километров по пустой пустыни. Три года спустя полдюжины транспортных средств смогли не только пройти пустую пустыню, но они знали, как следовать транспортным законам и взаимодействовать с другими водителями. Проблемы, с которыми программисты боролись с в течение многих десятилетий, были решены менее чем за пять лет интенсивных усилий.

Встречайте нового Босса

История автономной автомобильной технологии в Соединенных Штатах начиналась в университете Карнеги Меллон, там, где программисты работали над проблемой автономного вождения больше десятилетия. Мало того, что транспортные средства университета Карнеги Меллон побеждали в гонках «Grand Challenge» 2004 и 2007 годов, в этом университете обучались две ведущих фигуры из гоночной команде Стэнфорда. Себастьян Трун (Sebastian Thrun), директор лаборатории искусственного интеллекта Стэнфордского университета, обучался в Карнеги Меллон с 1995 по 2003 года. Майк Монтемерло (Mike Montemerlo), ведущий разработчик программного обеспечения для гоночной команды Стэнфорда, защищал свою кандидатскую также в университете Карнеги Меллон, обучаясь там немного ранее Труна.

Босс

Обладая одной из самых больших программ по вычислительной технике в стране, стратегия команды Меллона состояла в том, чтобы сокрушить соревнование масштабом своих усилий. Эта команда стала единственным учреждением, которое на гонке «Grand Challenge» 2005 года имело два различных транспортных средства, и ее стратегия на том соревновании была очень трудоемкой: как только чиновники гонки предоставляли детали маршрута команде, у команды Карнеги Меллон было множество людей, готовых прочесать весь маршрут частым гребнем, отмечая каждую выбоину, крутой поворот и давая своим двум транспортным средствам детализированные инструкции о том, как проходить каждый сегмент маршрута .

По материалам ARS technica