Беспилотные автомобили без стекла станут реальностью

Как разработчики беспилотных автомобилей учат их справляться со снегом

Беспилотные автомобили без стекла станут реальностью

Беспилотные автомобили многих компаний уже научились ездить по автомагистралям и городам, а в некоторых местах, пускай и в рамках экспериментов, ими могут пользоваться обычные люди.

Но путь к всеобщему отказу от водителей-людей тернист, и разработчикам необходимо научить автомобили ездить не только по освещенному солнцем пустому шоссе, но и в гораздо более суровых условиях, например в снегопад.

N + 1 вместе с организаторами российского конкурса Ice Vision разбирается, почему беспилотникам тяжело ездить в зимних условиях и как научить машины справляться с ними лучше людей.

«Посмотрим, как он будет по нашим дорогам ездить». Примерно так часто звучат комментарии к новостям про беспилотные автомобили. Многие не спешат восхищаться успехами в области автономного транспорта, а говорят о всевозможных препятствиях: ямах на дорогах, лихих водителях вокруг, а главное — о зиме, длящейся в России большую часть года.

Не согласиться со скептиками сложно, однако назвать перечисленные проблемы уникальными или нерешаемыми нельзя. Снежные зимы бывают не только в России.

Схожие погодные условия знакомы как минимум водителям Скандинавии, Канады и США, причем в последнем случае речь идет даже не об Аляске.

Снежные зимы часто бывают и в других американских штатах, на чем, например, во многом построена эстетика сериала «Фарго».

Тем не менее, все эти страны и территории входят в число передовых, в том числе и по экономическим показателям, а значит, разработчикам придется учить свои автомобили работать в них.

Впрочем, у России имеются и собственные характерные особенности. Во-первых, в нашей стране живет много талантливых и опытных разработчиков, причем труд их, как и в других областях, оплачивается не так щедро, как в тех же США, а значит, конкуренция среди них выше.

Благодаря этому в России появилось много команд разработчиков, причем некоторые из них создают технологии мирового уровня, привлекающие лучшие мировые IT-компании.

К примеру, в 2016 году Intel купила нижегородскую компанию Itseez, занимавшуюся технологиями компьютерного зрения, в том числе для беспилотных автомобилей.

Во-вторых, к активному внедрению беспилотного транспорта Россию подталкивает такой печальный показатель, как статистика смертности на дорогах.

По данным Всемирной организации здравоохранения, она находится практически на среднем мировом уровне, однако гораздо выше значений, характерных для Европы и Северной Америки. Исследования показывают, что беспилотные автомобили способны существенно снизить количество столкновений на дорогах.

И хотя оценки разнятся от примерно 30-процентного снижения до 94-процентного, безопасность таких автомобилей по сравнению с транспортными средствами под управлением людей очевидна.

Кроме того, моделирование показывает, что внедрение не самых совершенных беспилотников прямо сейчас в итоге позволит сохранить жизнь большему числу людей, чем в случае, если общество будет ждать появления абсолютно безопасных машин. А появятся ли такие автомобили вообще — отдельный вопрос.

О том, на какой стадии сегодня находится создание массового беспилотного транспорта, какие трудности стоят перед разработчиками и инженерами — и как в их преодолении помогают конкурсы, нацеленные на решение совершенно конкретных задач, рассказывается в нашем материале.

Конкурсом по бездорожью

Организаторы конкурса Ice Vision сконцентрировались не на создании полноценной всесторонней системы управления автомобилем, а на оборудовании для вождения в зимних условиях. Команды программистов, участвующие в конкурсе, разрабатывают алгоритмы, способные распознавать знаки на зимних дорогах.

Почему конкурс посвящен именно зимнему вождению? Потому что в это время года погодные условия создают для «умной» аппаратуры множество дополнительных помех. Например, дорожные знаки могут быть залеплены снегом.

Или снег просто может падать с неба, превращая данные с датчиков беспилотного автомобиля в «кашу». Кроме того, почти невозможно бывает «разглядеть» под снегом и грязью дорожную разметку.

Грязь также обильно покрывает сам автомобиль, а вместе с ним — и датчики.

Тем не менее, практически из всех этих затруднений может быть найден выход.

Для каких-то случаев решения давно найдены. Например, для устранения шума на данных с камер наблюдения. Упрощенно говоря, падающий снег можно рассматривать как обычный тепловой шум на матрице, портящий снимки в темное время суток. Соответственно, для борьбы со снегом на изображении можно воспользоваться уже существующими алгоритмами.

Пример фильтрации данных с датчиков беспилотного автомобиля во время снегопада

Waymo

В случае с лидаром ситуация иная, потому что принцип работы лидара сильно отличается от работы обычной камеры. Лидар — это активный датчик, который сам посылает лазерные лучи, а затем по времени возврата лучей определяет расстояние до объектов, от которого они отразились.

Совмещая данные от множества отраженных лучей, лидар получает облако точек, расположенных в трехмерном пространстве. Современные лидары ведущих производителей, таких как Velodyne, за секунду получают сотни тысяч и даже миллионы точек. Это делает их самыми точными и разносторонними датчиками, значительно превосходящими возможности камер и радаров.

В индустрии беспилотных автомобилей царит практически единогласное мнение, что лидары — это ключевые датчики, без которых создать безопасный и надежный беспилотник невозможно. Общему мнению противостоит одна лишь компания Tesla, на протяжении многих лет принципиально отказывающаяся от лидаров.

А раз лидары так важны, то алгоритмы должны уметь фильтровать снег на облаках точек. Это, в целом, выполнимая задача, обычно решаемая с помощью анализа плотности распределения точек в облаке. Но есть и «экзотические» методы, например способные проводить анализ свойств непрозрачной среды и отсекать все сигналы от нее.

Фильтрация сигнала относится к стадии первичной обработки данных, после чего их необходимо анализировать семантически, то есть по смыслу. В этом и заключается главная задача конкурса Ice Vision.

Его организаторы в ходе поездок по реальным российским дорогам собрали большой датасет из более чем 20 тысяч кадров.

Для каждого момента времени в датасете имеются данные с двух камер, лидаров, трех приемников GPS и инерциального блока.

Конкурс Ice Vision организован в рамках технологического конкурса Up Great «Зимний город» в целях реализации Национальной технологической инициативы. Соорганизатором конкурса выступает один из ведущих технических российских университетов НИТУ «МИСиС», партнерами — научно-производственное объединение «СтарЛайн» и Сколковский институт науки и технологий.

Участникам Ice Vision предстоит разработать программное обеспечение, которое позволит беспилотному автомобилю анализировать данные со стереокамер или лидаров и корректно распознавать дорожную обстановку в неблагоприятных условиях российской зимы: во время осадков, при встречном солнечном свете, тумане, недостаточной освещенности, неочищенной проезжей части.

Участникам предстоит распознать на данных с поездок знаки в поле зрения автомобиля. А поскольку данные были получены в реальных условиях, то и их качество соответствует действительности: часть знаков залеплена снегом, на части кадров снег идет перед автомобилем.

В ходе конкурса участники будут обрабатывать данные из датасета своими алгоритмами, а организаторы сопоставят их результаты с эталонными, размеченными специалистами.

Бразды пушистые взрывая

Как уже говорилось, снег зачастую мешает распознавать не только знаки, но и разметку. В таких условиях беспилотникам, как и людям, необходимо «додумывать» ее самостоятельно. Для этого применяется несколько подходов.

Большинство разработчиков беспилотных автомобилей используют высокоточные (HD) карты, на которые нанесены все статичные объекты. Это значительно облегчает беспилотнику задачу ориентирования, потому что ему не надо создавать карту с нуля — достаточно лишь локализовать свое положение на карте и отслеживать двигающиеся объекты, например другие автомобили.

Пример изображения из датасета и распознавания знаков на нем

Ice Vision

Поскольку полосы и разметка тоже нанесены на HD-карту, беспилотнику не обязательно «видеть» их напрямую. Вместо этого он по другим объектам, тем же дорожным знакам и деревьям, может точно определить свое местоположение и сопоставить его с расположением полос на карте. Кроме того, помогают алгоритму и контуры дороги, помогающие высчитать расположение полос.

У беспилотников есть и практические затруднения, связанные с компьютерным зрением, — время от времени автомобилю необходимо «протирать глаза». Так, инженерам Waymo пришлось разработать специальную систему защиты от продуктов жизнедеятельности птиц:

В общем, трудностей у самоуправляемых машин много. Однако все не так страшно, как может показаться. И самое главное доказательство этому — многочисленные положительные примеры, как зарубежные, так и российские.

Начать, пожалуй, стоит с лидеров области — Waymo. Они «выгуливают» свои машины в снежных условиях уже не первый год, и, судя по всему, вполне успешно.

Также зимние испытания уже показывали Ford, финские инженеры и многие другие зарубежные разработчики.

Интересные примеры, как уже говорилось, есть и в России. Например, Яндекс показывал успешные испытания на заснеженных дорогах, причем как на полигоне с нерасчищенными дорогами, где не видно разметки, так и на реальных и тоже не идеальных улицах Москвы после сильного снегопада.

Не по карману

Значит ли это, что зима — не помеха беспилотному транспорту и он вот-вот станет обычным явлением на улицах наших городов? Специалисты в целом отвечают утвердительно, но предупреждают, что придется еще немного подождать.

Никто из производителей, кроме разве что Илона Маска, не собирается пока разворачивать на дорогах тысячи и миллионы беспилотных автомобилей. Эксперты индустрии сходятся во мнении, что реально беспилотники будут массово использоваться в обычном, а не тестовом режиме не раньше чем через три-пять лет.

причина задержки носит даже не технический, а финансовый характер. Как уже отмечалось, почти все лидеры индустрии беспилотных автомобилей убеждены, что без лидаров создать полноценный беспилотный автомобиль пятого уровня автономности невозможно.

Однако стоимость лидаров текущего поколения слишком высока, чтобы снабжать ими автомобили, предназначенные для массового потребителя.

Один лидар может стоить несколько десятков тысяч долларов, причем на один автомобиль, как правило, необходимо ставить несколько лидаров.

Надежды отрасли связаны с тем, что в ближайшие годы стоимость лидаров может резко упасть до нескольких тысяч, а то и сотен долларов за один прибор. Наиболее перспективными видятся твердотельные лидары без огромной вращающейся конструкции.

Однако лидары — не единственные компоненты, делающие беспилотники текущего поколения очень дорогими.

Данные с датчиков необходимо обрабатывать, а когда речь идет о двухтонной машине, несущейся на скорости сто километров в час, говорить об облачных вычислениях не приходится — цена сбоя передачи данных может оказаться слишком высока. Значит, все вычисления необходимо проводить на борту автомобиля.

Для этого используются очень мощные основные компьютеры и достаточно дорогие отдельные платы для предварительной обработки и соединения данных с датчиков разного типа.

Все это делает беспилотники нерентабельными для личного использования, поэтому если нам и предстоит увидеть в ближайшие годы массовое появление беспилотников на дорогах, то, скорее всего, они будут использоваться либо в такси, либо для грузовых перевозок.

Еще одним барьером являются законы в области регулирования беспилотного транспорта. А точнее, отсутствие полноценного регулирования в этой сфере во всем мире. Некоторые страны уже приняли временное законодательство, разрешающее испытания беспилотников на дорогах, но о полноценном приравнивании их к обычным автомобилям речи пока нет.

В России подобные законы и подзаконные акты также готовятся, один из них в мае внесли на рассмотрение в Госдуму, но и здесь вопрос ставится только об опытной эксплуатации в рамках общероссийского эксперимента.

Дьявол в деталях

Но давайте представим, что «глаза» и «мозги» беспилотников подешевели, а законы в одночасье появились. Что будет тогда? А тогда у нас будут беспилотники, которые, несмотря на весь фантастический прогресс в последние годы, пока еще юны и неопытны.

С обычными условиями они справляются на отлично, потому что у крупных разработчиков они уже проехали миллионы реальных километров и на порядок большее расстояние в симуляторах. Однако здесь действует известный принцип: бóльшую часть усилий и времени приходится тратится не на создание самой технологии, а на доведение ее до идеала.

Так, даже машины лидирующих разработчиков пока с трудом перестраиваются из полосы в полосу в условиях плотного трафика или встраиваются в поток с прилегающей дороги. И снег, несмотря на все испытания, пока служит для беспилотных машин серьезным препятствием.

Есть и более частные — но оттого не менее важные — проблемы.

Например, недавно автомобиль Tesla (юридически назвать его беспилотным нельзя, однако технически он обладает достаточно серьезными возможностями) не заметил грузовик с полуприцепом на трассе и попал в аварию, один человек погиб.

Этот случай почти полностью повторил аналогичный, произошедший тремя годами ранее. Лишь после этого выяснилось, что причиной обоих ДТП, по-видимому, стала общая недоработка алгоритмов, не способных «понять», что автомобиль не проедет под прицепом.

Таким образом, на данном этапе перед создателями беспилотных автомобилей стоит множество частных задач, без решения которых мы еще нескоро сможем выйти из дома и сесть в беспилотное такси без руля, педалей и водителя. И конкурсы, такие как Ice Vision, приближают нас к этому времени.

Григорий Копиев

«Есть семь причин, по которым робомобили не появятся никогда»

Беспилотные автомобили без стекла станут реальностью

Это, пожалуй, самый убийственный аргумент против скорого внедрения робомобилей. Скептики говорят о том, что управлять автомобилем более-менее адекватно и безопасно может только разумное существо, то есть человек.

Никакие компьютерные системы, включая так называемый искусственный интеллект, и близко не подошли в своем развитии к уровню человеческого мозга.

Сторонники беспилотного транспорта ссылаются на победы алгоритмов над людьми в го.

Они полагают, что эта древняя китайская игра требует от игрока настоящего абстрактного мышления для реагирования на ситуации в реальном мире. А значит ИИ, побеждающий в го, достиг уровня, который позволит ему управлять автомобилем.

Однако Родни Брукс, который многие годы руководил лабораторией компьютерных наук и искусственного интеллекта в Массачусетском технологическом институте, в двух статьях указал на то, что ИИ в принципе неспособен реагировать на неожиданный ситуации, которые постоянно возникают на дороге. Брукс — непререкаемый авторитет в робототехнике.

«В конечном итоге ИИ научится управлять автомобилем только в том случае, если станет таким же разумным, как человек», — говорит Брукс.

Он, впрочем, верит, что уже при жизни нынешних молодых людей сингулярность наступит, и алгоритмы, смогут выполнять человеческие функции. Но большинство исследователей относятся к такой перспективе скептически.

2. Робомобили станут жертвой хакеров

Еще один аргумент против беспилотного транспорта состоит в том, что люди всеми способами будут мешать их внедрению, а также использовать робомобили во вред другим людям. Робокары Waymo, проходящие испытания в Аризоне, уже становятся жертвами вандалов и современных луддитов. В будущем же хакеры превратят беспилотные авто в оружие или объекты для вымогательства.

Перехватить управление брошенными на дорогах компьютеризированными машинами не составит большого труда.

В итоге власти, по мнению ряда экспертов, просто не позволят массово внедрять настолько опасную с точки зрения кибервзлома технику. Ведь захваченный робомобиль легко можно использовать для теракта с многочисленными жертвами.

3. Роботакси экономически невыгодны

Разработчики беспилотного легкового транспорта планируют использовать их в качестве роботакси. Первый в мире такой коммерческий сервис «дочка» Alphabet Waymo запустила в Аризоне.

Скептики полагают, что такие сервисы никому не нужны. Просто потому, что водители-люди гораздо эффективнее и намного дешевле полностью роботизированных автопилотов.

Известный хакер и энтузиаст робомобилей Джордж Хотц говорит по этому поводу: «Уже есть отличный сервис такси. Он называется Uber. А чем будет беспилотное такси, если не ухудшенной версией Uber?».

Сейчас, например, робомобили Waymo раздражают автомобилистов крайне низкой скоростью и бестолковым поведением на дорогах. Скептики полагают, что технологии беспилотного вождения еще очень далеки от совершенства.

Многие даже сомневаются в том, что робомобили различают знаки дорожного движения или могут совершать обгон и другие сложные маневры.

4. Машинное обучение не гарантирует безопасность

В пассажирских самолета давно применяют автопилоты. Они гарантированно обеспечивают безопасность полета в заданном эшелоне высоты именно потому, что не опираются на машинное обучение.

В отличие от авиационного автопилота ПО, которое обыватели называют искусственным интеллектом, — это программы, делающие выводы на основании статистической вероятности.

ИИ запрограммирован на совершение ошибок, ведь статистика не дает гарантии выбора оптимального решения. Значит, робомобили будут не менее непредсказуемыми на дорогах, чем водители-люди.

А если масса беспилотных авто окажется участниками трафика одновременно с управляемыми людьми машинами, начнется форменный хаос.

5. Робомобили далекого будущего

Что касается прогнозов о сроках внедрения беспилотного транспорта, то здесь показателен такой пример. В 2017 году Ford объявил о вложении $1 млрд в разрабатывающий беспилотные автомобили стартап Argo AI. Вскоре после этого глава Argo Брайан Салески опубликовал пост на портале Medium, в котором заявил:

«Те, кто думает, что полностью автономные транспортные средства появятся на городских улицах в ближайшие несколько лет, совсем не разбираются в данной технологии и связанных с нею проблемах безопасности».

Большинство компаний-разработчиков считают, что робомобили удастся внедрить в течении 2020-х годов, но когда именно, никто не берется сказать.

6. Не робомобили, а продвинутые автопилоты

Скептически настроенные эксперты полагают, что полностью беспилотный транспорт не появится на дорогах еще десятилетия, а может быть, и никогда. Косвенно это подтверждают и производители авто. Все ведущие компании говорят исключительно о совершенствовании ИИ-систем помощи водителю, а вовсе не о ликвидации руля и педалей в своей продукции.

Гранды мирового автопрома не верят в то, что пятый уровень автономности станет реальностью в обозримой перспективе.

GM, Daimler, Renault-Nissan и Toyota уже объявили о выпуске частично беспилотных автомобилей в начале 2020-х годов, но ни словом не обмолвились о том, когда на дорогах появятся робокары с их шильдиками.

7. Робомобили увеличат пробки и выбросы CO2

Даже в случае массового внедрения беспилотные автомобили не решат транспортных и экологических проблем, считают скептики.

Дэн Сперлинг, директор Института исследований транспорта им. Дэвиса полагает, что робомобили способствуют переезду людей в пригороды, где жилье дешевле. Люди станут больше времени проводить в автомобилях, которыми не надо управлять, работая или общаясь.

С учетом того, что беспилотными станут прежде всего бензиновые авто, поскольку они дешевле электрокаров, увеличатся и пробки, и выбросы парниковых газов.

Беспилотные автомобили: ожидания и реальность

Беспилотные автомобили без стекла станут реальностью

С легкой руки основателя компании Tesla Илона Маска идея полностью автономного автомобиля за пару лет захватила весь мир.

Практически все ведущие мировые автопроизводители занялись созданием беспилотных прототипов, и обещают наладить их производство в течение 3-5 лет.

К созданию собственных автомобилей с автопилотом подключились IT-гиганты, такие как Google, а на днях стало известно, что и крупнейшая российская IT-компания «Яндекс» ищет разработчиков, разбирающихся в беспилотных технологиях. 

Однако представления людей о возможностях искусственного интеллекта чаще всего весьма туманны. Красочные картины, создаваемые в воображении людей маркетологами, имеют мало общего с реальностью. В связи с этим развеиваем главные заблуждения, связанные с беспилотными автомобилями.

Беспилотный автомобиль не требует участия человека

Рекламные ролики и постеры беспилотных автомобилей от компаний Tesla и Mercedes, пионеров в этой области, не совсем честны с клиентами. На этот факт обратила внимание Федерация потребителей Америки.

Из этих рекламных материалов складывается впечатление, что автомобили, называемые беспилотными, полностью автономны. Впечатление, что, находясь за рулем, владелец может спокойно заниматься своими, не глядя на происходящее на дороге.

Впечатление, что находиться за рулем такого автомобиля может даже человек без водительских прав и навыков вождения, поскольку компьютер делает все сам.

На самом деле технология автопилота требует постоянного контроля со стороны водителя — это указано в любой рекламе, но только в самом низу и очень мелким шрифтом, поэтому никто не замечает эту запись или же не обращает на нее внимания. Полностью автономного автомобиля же пока не создал никто и даже близко к воплощению такой технологии в реальность не подобрался.

— Если компания говорит: «Мы можем обеспечить полную автономию в рамках размеченной области», то это еще не высший пятый уровень автономии.

Это только четвертый уровень, – рассказывает в интервью изданию IEEE Spectrum гендиректор Toyota Research Institute Гилл Прат.

– А если не останавливаться на этом и спросить: «Действует ли это для любого времени суток, любой погоды и уровня загруженности дорог?», то скорее всего там будет куча уточнений.

Все существующие на данный момент автопилоты работают только в светлое время суток, при отсутствии осадков и только на свободных дорогах, что в условиях Москвы и большинства современных мегаполисов значит — никогда.

Во всяком случае большую часть времени водителю придется самому управлять автомобилем.

И даже если условия благоприятны для автопилота, то при возникновении любой внештатной ситуации, для которой компьютер не знает верного решения, он будет уводить автомобиль к краю проезжей части и останавливаться, требуя, чтобы вы приняли решение за него.

Беспилотный Mercedes-Benz. производитель

Автопилот всегда принимает правильное решение

Все автопроизводители обещают выкатить свои первые беспилотные автомобили в течение ближайших трех-пяти лет, но прежде чем машины без водителей заполонят дороги, инженерам предстоит решить еще несколько важных проблем.

Больше всего вопросов у общественности вызывает так называемая этическая дилемма, впервые поднятая учеными Массачусетского технологического института в журнале Science.

Представьте себе, что на дорогу перед беспилотным автомобилем внезапно выскакивают маленькие дети.

На торможение времени уже нет, и компьютеру надо делать выбор — либо сворачивать в сторону, подвергая смертельной опасности пассажиров авто, либо сбить детей.

Разработчики Mercedes-Benz сделали свой выбор, запрограммировав автопилот на спасение пассажиров. Таким образом автопроизводитель защищает своих клиентов, и это вроде бы логично, но представители различных общественных организаций тут же набросились на  Mercedes с критикой и обвинениями в аморальности.

Есть и другие ситуации, в которых инженеры не могут прийти к консенсусу. Например, разрешенная скорость движения по дороге составляет 60 км/ч, но поток едет со скоростью 80-90 км/ч.

По закону разработчики не могут запрограммировать компьютер на нарушение правил дорожного движения, но если автомобиль будет ехать заметно медленнее потока, это может спровоцировать аварийную ситуацию.

Вопрос о том, как программировать автопилот на случай таких ситуаций, должен решаться на высшем уровне, пока однозначного ответа на эти вопросы нет ни у кого.

Waymo – беспилотный автомобиль компании Google. производитель

Автопилот водит лучше, чем человек

Казалось бы, компьютер работает точнее и быстрее, чем человеческий мозг, поэтому должен меньше попадать в аварии. Однако в аварии беспилотные автомобили попадают и довольно часто.

Так, исследование ученых из Мичиганского университета США, опубликованное в 2015 году, показало, что на миллион миль пробега «беспилотников» приходится около 9 аварий.

В то же время среди обычных автомобилей аварийность составляет около двух ДТП в расчете на миллион миль.

Как же это объяснить? Да, компьютер лучше человека справляется с рутинными ситуациями, но в случае экстренной ситуации человек чисто интуитивно принимает более верное решение. 

— Без сомнения беспилотные автомобили будут попадать в аварии, но при этом все обстоятельства аварии будут записаны. Благодаря этому в следующем обновлении автопилота автопроизводитель учтет ошибки и исключит возможность повторения подобной аварии, – говорит Гилл Прат.

Конечно, благодаря постоянному улучшению алгоритмов аварий по вине автопилотов будет происходить все меньше и меньше, но должны пройти годы, чтобы искусственный интеллект смог хотя бы близко подойти к человеку в плане водительских навыков.

Беспилотные машины уже ездят по Москве. Прокатились на авто под управлением робота-педанта

Беспилотные автомобили без стекла станут реальностью

Сегодня мы постоянно встречаем в прессе истории о беспилотных автомобилях, способных оставить без работы водителей.

Машина, которой не нужен человек за рулем или вообще руль, по задумке должна стать такой же привычной, как когда-то лифты без лифтеров или звонки по межгороду без помощи телефонисток. В России в 2025 году, по одному из прогнозов, могут продать 20–40 тыс. таких авто.

Хотя аварии с беспилотниками в США — сбитый пешеход, ДТП с грузовиком — показали, что задача труднее, разработчики продолжают улучшать технологии, а правительства стран — принимать законы для них. В прошлом ноябре в России разрешили тестировать беспилотные автомобили на общих дорогах.

С мая 2019 года беспилотники “Яндекса” ездят по Москве. Корреспонденты ТАСС прокатились на машине будущего, выяснили как “видит” мир автопилот и когда эти автомобили станут повседневностью.

В москве 35 беспилотников. вы их не замечаете

Если вы увидите беспилотник на дороге и не будете рассматривать его, то, скорее всего, не поймете, что это он.

Вы бы заметили, если водительское место было пустым, но постановление, по которому разрешено тестировать эти машины в городах, не позволяет делать это без водителя.

Поэтому вы увидите обычную иномарку с человеком за рулем и вряд ли будете приглядываться, чтобы понять, что руль крутится сам по себе.

За рулем Ярослав, он инженер в “Яндексе” и прошел обучение для допуска к испытаниям. Мы с фотографом взяли свои водительские удостоврения, но зря, нам нельзя за руль.

Задача Ярослава — “подстраховывать” алгоритм — брать управление, если что-то пошло не так. Он заводит “Тойоту Приус”, переделанную в беспилотник, и смотрит на большой экран между водительским и пассажирским местом.

Нужно убедиться, что компьютер видит все вокруг.

Мы видим, как по экрану движутся люди в белых прямоугольниках, а другие машины — в желтых. Это значит, что программа все распознала, можно ехать.

 Ярослав вручную выезжает со двора гаража на Аминьевское шоссе (автопилот умеет делать это сам, но рядом ремонтируют дорогу), отпускает руль и откидывается на спинку кресла.

Машина на экране, как в игре, движется по зеленой, а потом по красной полосе — так отображается набор скорости. 

Хотя внимательный человек заметит пару деталей и “раскусит” водителя. На крыше беспилотника черное “ведерко”: это лидар — лазерный сенсор, определяющий расстояние машины до других объектов. Впереди, сзади и по бокам машины — камеры, их шесть, обычную машину так не “обвесят”.

 Еще у автономного авто внизу радары — они нужны, чтобы видеть положение машины в пространстве, но их не видно, они под бампером. Внимательный водитель задумается, что значит буква “А” на заднем стекле. Ну или попросту увидит надпись “беспилотный автомобиль” на двери авто.

 

Сегодня 35 беспилотных машин днем и ночью катаются по московским дорогам. Мы поедем по Аминьевскому шоссе и ул. Мосфильмовской.

У “Яндекса” есть маршруты, например, по Мичуринскому и Комсомольскому проспекту. Скоро и машин, и маршрутов будет больше, сейчас еще 15 автомобилей в процессе сертификации, которой занимается Минпромторг.

До конца года по городу, по плану, будет кататься сотня беспилотников.

Первый закон автопилота. Никогда не нарушать правила

Человек, который учится водить, проходит теорию в автошколе, потом тренируется парковаться и объезжать препятствия на площадке. После катается с инструктором по городу, а затем сдает экзамены и может водить самостоятельно.

“Наши беспилотники одновременно на этапе обучения и экзамена. Мы катаемся и смотрим, что можно улучшить.

Исправления идут постоянно, каждый день машины ездят лучше, чем ездили вчера”, — рассказывает Артем Фокин, директор по развитию бизнеса беспилотных автомобилей “Яндекса”. 

“Мозг” машины хорошо знает маршут, по которому мы едем. С прошлого года водители накатывали круги по этим дорогам в ручном режиме. Так алгоритм пассивно обучался. И таким же образом программу “познакомили” с Хамовниками и некоторыми другими районами.

Мы с фотографом сидим на пассажирских местах. Я сзади, он на переднем сиденье. Я не чувствую себя героем фантастического фильма вроде “Я робот” или “Особое мнение”, где люди ездят на беспилотниках. За рулем есть человек, возможно, поэтому нет ощущения, что поездка какая-то необычная. Вот только едет машина непривычно медленно.

С такой же робкой скоростью я каталась первую неделю после получения прав. Наш фотограф замечает, что автопилот “резковат в движениях, не объезжает ямы и лужи, ощущение, что рулит новичок”. И другие водители поступают с ним, как с неопытным шофером, нас обгоняют все — грузовики, маршрутки и малолитражки типа “Матизов” и “Пиканты”.

 

Беспилотник — гибрид: он ездит традиционно — на бензине, и может ехать на электричестве

© Сергей Бобылев/ТАСС

“Здесь разрешена скорость 60 километров в час, — Юлия Швейко, пресс-секретарь “Яндекса”, сидит рядом и объясняет, что происходит. — Мы едем со скоростью 59 километров в час. Другие водители знают, что можно ехать быстрее, потому что нет штрафа за превышение скорости до 20 километров в час”. 

Алгоритм-водитель — это педант, соблюдающий все правила дорожного движения. В этом и смысл, есть надежда, что на дорогах с беспилотниками станет безопаснее. Превышение скорости — главная причина ДТП в России. 

Хотя неумение нарушать ПДД — это и слабое место. “Если впереди авария, а чтобы объехать, нужно выехать на встречку, то беспилотник остановится и никуда не поедет, — говорит Юлия Швейко.

— У человека не возникнет вопроса, что делать, — он аккуратно объедет препятствие, слегка нарушив правила. Сейчас в ситуации, непонятной для алгоритма, пилот-испытатель забирает управление.

А мы накапливаем опыт, чтобы учить машину понимать, как адекватно поступать в таких случаях”.

Мы стоим на светофоре. Видим на экране красный забор перед капотом, то есть программа понимает, что ехать нельзя. “Хёндай” в соседнем ряду начинает движение чуть раньше, чем загорается зеленый свет.

Карты, знаки, люди. Как думает алгоритм-водитель

В багажнике беспилотника компьютер, на котором хранятся базы с картами. Это не карты, как в “Яндекс.Навигаторе”, а более продвинутые — HD-карты. Все в мире компании, разрабатывающие беспилотные автомобили, создают их сами.

“Беспилотник ориентируется не только на то, что видит вокруг, но и на свои карты, — говорит Юлия Швейко. — Частый вопрос: “Как машина будет ехать, если на дороге не видно разметку, например, зимой из-за снега?” Алгоритм знает, что она есть, потому что обращается к карте.

Если утром начался ремонт дороги, эта информация появится в наших “Яндекс.Картах” и в HD-картах и программа будет знать об этом. Хороший интернет, поколение 5G-сетей не нужны.

Мы намеренно создаем такие системы, которые не зависят от инфраструктуры, могут принимать решения там, где нет связи с Сетью”. 

В любой непонятной ситуации машина останавливается

© Сергей Бобылев/ТАСС Первое — машина находит себя по картам. Второе — она анализирует, что вокруг нее: какие объекты, препятствия, как и с какой скоростью движутся машины.

Третье — алгоритм предсказывает, как будут вести себя все в дальнейшем: сохранят ли машины скорость, траекторию движения.

“В двух словах не расскажешь, как выглядит “мыслительный процесс” программы, но обнаружение себя и прогнозы она делает десятки раз в секунду”, — уточняет Швейко. 

Впереди автобус снижает скорость перед остановкой. Беспилотник останавливается за ним. “Мы не видим людей, но они могут выйти из-за автобуса, — объясняет Швейко. — Если пешеход выходит на дорогу — машина останавливается.

У нас был случай в Иннополисе (татарский IT-городок в 40 км от Казани) — человек “голосует”, чтобы поймать такси. Машина “видит” его, предполагает, что он будет переходить, снижает скорость. Мужчина думает, что его подберут, и идет к ней.

 Беспилотник останавливается, а он садится назад”.

Мы возвращаемся на стоянку. Машина сделала круг за десять минут. Ярослав паркуется в ручном режиме и собирается на заправку. 

Зачем “Яндекс” испытывает машины в Израиле

В Иннополисе беспилотный автомобиль “Яндекса” катается уже год. У него там больше свободы, по правилам иннограда, испытатель сидит на переднем пассажирском месте.

На этих дорогах автопилота научили “видеть” мелких животных. “В Иннополисе через дорогу часто бегают зайцы, — говорит Артем Фокин. — нам пришлось научить автомобиль распознавать их и приостанавливаться.

Теперь зайцев, кошек и более крупных животных программа знает”.

На полигонах беспилотники научились маневрировать, справляться с заносами на гололеде и другими внештатными ситуациями

© Сергей Бобылев/ТАСС Чем больше знает алгоритм, тем лучше. Пару месяцев назад три беспилотника начали кататься по улицам в Тель-Авиве. Требования в Израиле к тест-драйву, кстати, как и в России: человек подстраховывает автопилот в водительском кресле.

“В Тель-Авиве много мотоциклов, скутеров, электросамокатов, — объясняет Фокин. — Мы собираем данные о поведении двухколесного транспорта. Если мы захотим запуститься, скажем, в Италии, или где-то еще, где много велосипедов и скутеров, — нам будет проще.

Регулирование беспилотных автомобилей в Израиле делает первые шаги, но это одна из немногих стран, где есть соответствующие нормативные акты. До конца года мы запустим там еще десять автомобилей. И мы открыли там офис, набираем местную команду разработчиков.

Они будут вместе с российской командой работать над технологией и решать задачи, которые появляются по мере тестирования в этом регионе”.

Когда беспилотники смогут заменить водителей

Сейчас в России есть одно постановление, регулирующее беспилотники. В нем объясняется порядок, как выпускать машины на дорогу. По словам Фокина, в правительстве РФ обсуждаются законы, которые позволят сертифицировать машины быстрее и давать им больше свободы, но законопроекта пока нет.

“Сейчас разработчики во всем мире вынуждены тратить время на административные задачи, — объясняет он. — Там, где законодательство наиболее лояльно к технологиям, разработка идет быстрее.

Например, в США ездит полторы тысячи беспилотников, в некоторых штатах можно ездить без водителя и даже перевозить пассажиров без водителя. Мы сейчас на хорошем технологическом уровне.

Нет линейки, которую можно приложить к технологии той или иной компании, чтобы сказать, лучше или хуже, но наш уровень достойный в мире. Чтобы убедить в этом людей  — нам нужно проехать много миллионов километров по дорогам. Но законодательная база такова, что на многие вопросы нет ответа.

Вы спрашиваете: “Что если машина попадет в ДТП без водителя? С кем второй водитель будет оформлять европротокол или ждать ГИБДД?” Ответ: “Я не знаю”. Нет законов, которые регулировали бы эти ситуации. Мы верим, что через три-четыре года беспилотники смогут справляться с любой дорожной ситуацией.

Но когда они выйдут на дороги не в тестовом режиме, зависит не только от нас и разработчиков любой страны, а от принятия законов. Если мы хотим двигаться с опережением — наше законодательство должно быть таким же или более прогрессивным, чем законодательства других стран”.

Технически любой автомобиль можно переделать в беспилотник. Даже “Жигули”. Но в некоторые современные модели на заводе ставят электронные блоки, которые позволяют контролировать машину по проводу, с ними проще подружить систему управления

© Сергей Бобылев/ТАСС

На стоянке три беспилотных автомобиля — “Тойота” и “Хёндай”. Наш фотограф — водитель со стажем, следит за новинками автопрома — с любопытством их рассматривает. Он говорит, что не хотел бы отдавать руль роботу. Все же пересадить водителей на беспилотники — это не то же, что отказаться от лифтеров или телефонисток.

Вы знаете что-то о фанатах, которые ни в какую не хотели звонить по межгороду без посредников? Но есть люди, которые обожают водить машину. У меня, впрочем, наоборот большие надежды на технологию.

Пару лет назад я чуть не попала в аварию на трассе, после чего думала о киберпанк-будущем с беспилотниками как о прекрасном времени. 

Анастасия Степанова, Константин Крашенинников

Как беспилотные автомобили изменят наше будущее и лишат работы миллионы людей

Беспилотные автомобили без стекла станут реальностью

Скажем прямо, люди — паршивые водители. Сама идея дать каждому взрослому человеку возможность управлять двухтонной машиной смерти довольно глупа. Ежегодно автомобили убивают более 1,3 миллиона человек во всём мире.

Компьютеры могут водить гораздо лучше. Во-первых, они не пьют и не отвлекаются на переписку и другие дела за рулём. Во-вторых, множество сенсоров даёт им сверхчеловеческие способности: радары, лазеры, камеры, онлайн-навигация и вычислительная мощь для мгновенного принятия решений.

По данным недавнего исследования , широкое распространение беспилотных автомобилей может сократить количество дорожных аварий на 90%. Это должно спасти тысячи людей.

Факты подтверждают гипотезы. Самоуправляемые машины компании Google проехали более двух миллионов миль , что намного больше, чем средний водитель-человек проезжает в течение жизни.

Пока на их счету только одна авария, виновником которой оказался компьютер.

Что произойдёт, когда беспилотные автомобили будут повсюду и власти поймут, насколько они безопаснее? Законодатели просто запретят людям водить.

Илон Маск многих разозлил, когда публично допустил такой вариант развития событий. Но его критики не осознают, что возмущение ничего не решает.

Когда-то никто не хотел видеть в машине ремни и подушки безопасности. Теперь же они присутствуют во всех авто, что подтверждает приоритетность общественной безопасности над мнением индивидов.

В конце концов, аварии — это большие убытки. По подсчётам, только в США беспилотные машины позволят cэкономить более 190 миллиардов долларов в год за счёт сокращения материального ущерба. А это очень весомый аргумент в их пользу.

Распространение технологии приведёт к массовой слежке

Если ввести запрос «аварии» в поиске , то сервис отобразит тысячи роликов с ужасными ДТП и близкими к ним ситуациями. Такое количество записей обусловлено популярностью видеорегистраторов, которые помогают людям защищать права в коррумпированных странах. То есть весь незаметный ранее хаос дорог выносится на всеобщее обозрение.

Появление камерофонов пролило свет на другой важный феномен — полицейский беспредел.

Недавно видео с жестоким поведением полиции по отношению к афроамериканцам вызвало повышенное внимание медиа к проблеме, которую раньше не замечали. Это привело к национальным протестам. Хотя такая жестокость присутствовала давно, камеры изменили осведомлённость о ней.

Беспилотные машины — это камеры на стероидах.

С одной стороны, ошеломляющее количество собранных данных может значительно повысить общественную безопасность. Самоуправляемые автомобили смогут обнаруживать препятствия, аварии, потенциальные угрозы и будут информировать о них нужные службы. А программное обеспечение — вычислять преступления с помощью специальных алгоритмов в режиме реального времени и сообщать о них властям.

С другой стороны, такая постоянная слежка приближает нас к тоталитарному обществу. К примеру, подключённые к интернету беспилотные авто смогут регулярно отслеживать координаты пассажиров. А технология распознавания лиц позволит сети таких машин засекать пешеходов и следить за ними.

Только представьте, какие дебаты вокруг приватности и безопасности вспыхнут в мире, который и так разгорячён откровениями Сноудена!

Понятие «личный автомобиль» перестанет существовать

Почти каждый технологический гигант, включая Google, Baidu и Uber, работает над собственной версией беспилотного авто. Вероятнее всего, эти компании запустят бизнес, работающий по той же модели, что и автономные райдшеринг-сервисы.

Это, примерно, как Uber без водителя. Самоуправляемая машина приезжает по запросу клиента и доставляет его в место назначения, а затем отправляется за новыми пассажирами.

Помимо удобства, такая система сможет предложить низкую стоимость проезда. Для этого большинство перечисленных компаний разрабатывает электрические авто.

Экономия на бензине и водителях может сделать услуги сервисов аля Uber без водителя более дешёвыми, чем проезд в публичном транспорте.

Мы получаем все преимущества наличия своего автомобиля, при этом меньше платим и перестаём волноваться о поддержке машины и местах для парковки. Если беспилотные автомобили станут такими дешёвыми и удобными, идея личного авто окажется бессмысленной.

Люди обрадуются этим переменам, если учесть, что автомобиль имеет очень низкий КПД. Среднестатистический автовладелец тратит на пользование машиной лишь 4% своего времени. Это же расточительство, учитывая, что на содержание авто уходят просто гигансткие суммы. В то же время автопилот оптимизирует транспортную систему, убрав до 90% лишних машин с дорог.

Исчезнут светофоры и пробки на дорогах

Не считая очевидных выгод для экологии, меньшее количество автомобилей на дорогах — первый шаг к устранению пробок.

В 2008 году команда исследователей показала, как дорожные заторы могут возникать из ниоткуда. Учёные запустили 22 автомобиля на зацикленной дорожной полосе длиной 230 метров на скорости 48 км/ч. Через небольшой промежуток времени образовалась пробка.

Этот феномен называют волной трафика. Он возникает в результате снижения скорости одним из водителей в очереди машин и вызывает цепную реакцию.

Остроумно смонтированное видео ниже показывает, как мириады автомобилей неправдоподобно легко избегают столкновений на перекрёстке. Человек не может так водить машину. Но в мире, где автомобили обмениваются данными на огромных скоростях, передовые системы управления трафиком могут сделать такое движение транспорта реальным.

Подобные системы сделают ненужными и светофоры. Это ещё одна перемена к лучшему, поскольку этой технологии уже 150 лет. Сейчас она способна только грубо координировать трафик.

Плохие новости: беспилотные автомобили лишат работы миллионы людей

На этом фото сотрудник полиции оштрафовывает беспилотный автомобиль Google за слишком медленное вождение.

фото Zandr Milewski

Эта картинка — большая метафора нашему автоматизированному будущему. В мире без водителей, парковок и светофоров для дорожной полиции останется не так уж много работы.

Мысль об отсутствии штрафов звучит привлекательно, но не так привлекательно для людей, которые лишатся рабочих мест.

Подумайте о сотрудниках служб такси и общественного транспорта, а также о водителях-дальнобойщиках.

Деньги — это решающий фактор для общественных перемен. Беспилотным автомобилям не нужно платить зарплату. Они могут работать 24 часа, семь дней в неделю. Используя их, работодатель может не думать о проблемах найма и менеджмента сотрудников. Всё это огромная экономия для транспортных предприятий, которой они не станут пренебрегать.

… и трансформируют экономику, к которой мы привыкли

Внедрение беспилотных авто — часть масштабного феномена под названием «автоматизация». В результате него искусственный интеллект, робототехника и другие технологии выполняют работу вместо людей. Транспортная сфера — только первая жертва, за которой последуют другие.

В автоматизации как таковой нет ничего плохого. Этот процесс длится веками. История знает много профессий, исчезнувших благодаря прогрессу. Вот и будущие поколения будут думать о водителях так же, как мы о лифтёрах и городских глашатаях.

Но сегодня на пути самоуправляемых машин всё ещё много преград. Их нужно подготовить для работы в разных погодных условиях, защитить от хакеров, научить адекватно реагировать на все дорожные ситуации. Тем не менее потенциальные преимущества перевешивают недостатки и трудности, которые ждут впереди.

Если самоуправляемый транспорт принесёт хотя бы десятую часть обещанных благ (будь то спасённые жизни, сэкономленные деньги или улучшенная экология), наш моральный долг — воплотить всё это в жизнь.
Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.