Napovedi so bile napačne: samovozeči avtomobili imajo še dolgo pot

Pred nekaj leti se je zdelo, da so samovozeči avtomobili skoraj pripravljeni prevzeti ceste.

"Od leta 2020 boste stalni voznik na zadnjih sedežih, " je leta 2015 dejal Guardian . Popolnoma avtonomna vozila bodo "vozila od točke A do točke B in naletela na celoten razpon scenarijev na cesti, ne da bi pri tem potrebovali kakršno koli interakcijo voznika, Business Insider je napisal leta 2016.

Jasno je, da je bilo veliko teh ocen prepogosto; samo poglej težave, ki jih je imel Uber v Arizoni. Avtomobili brez voznikov bodo zagotovo naredili naše ceste varnejše, toda odstranjevanje ljudi iz volanskega obroča je trd oreh. Preden dosežemo breztopično utopijo brez voznikov, o kateri sanjamo že desetletja, moramo premagati več ovir in niso vse tehnične narave.

Krmarjenje po odprtih okoljih

Avtonomni avtomobili morajo krmariti v nepredvidljivih in raznolikih okoljih.

"Mislim, da je pri razmišljanju o avtomobilih pomembno, kaj potrebujejo, da se te stvari vozijo samo. Tukaj nas jezik avtonomije resnično spravi v težave, saj avtonomija velja samo znotraj določenega sistema, " je dejal Jack Stilgoe, družboslovec na University College London in vodja projekta Driverless Futures.

Drugi segmenti prometne industrije, vključno z vlaki in letali, so že uveljavili avtonomijo do višjih stopenj uspeha kot avtomobili, je dejal.

"Avtopilot letala deluje samo zato, ker je zračni prostor zelo nadzorovano okolje. Če boste balon z vročim zrakom odleteli na pot letala 747, bo le te planil naravnost skozi vas in jasno bo, čigava je krivda, " Je poudaril Stilgoe. "Enako z vlaki. Brez voznikov je smiselno samo zato, ker je zelo jasno, da je sistem zaprt."

Nasprotno pa avtomobili vozijo na cestah, ki so zelo zapletene in odprte sisteme - veliko manj predvidljive od železnic, kjer imajo vlaki ekskluzivne proge, ki niso dovoljene za avtomobile, živali in pešce. Avtomobil, ki se vozi sam, mora najti pot po gnečah, se odzivati ​​na prometne znake, se spopadati z drugim prometom v križiščih in voziti v različnih pogojih, kjer markacije morda niso jasne. Naučiti se mora krmariti okoli ovir, reagirati na premike drugih avtomobilov in voznikov, in kar je najpomembneje, izogibati se pešcem. Vse to otežuje delo z ustvarjanjem varnih avtomobilov z lastno vožnjo.

"Vedno bodo stvari, ki nas presenetijo, " je dejal Stilgoe.

Dajanje oči in možganov avtomobilom

Ena glavnih tehnologij, ki je pomagala pri poganjanju samovozeče avtomobilske tehnologije, je globoko učenje, podvrsta umetne inteligence, ki na podlagi primerov ustvarja vedenjske modele. Algoritmi za poglobljeno učenje pregledujejo video vire iz kamer, nameščenih okoli samovozečega avtomobila, da bi našli dimenzije ceste, prebrali znake in odkrili ovire, avtomobile in pešce.

Anthony Levandowski, inženir, ki je bil v središču tožbe med Waymojem in Uberjem, je pred kratkim objavil video in podrobnosti o izvedbi samovozeče tehnologije, ki je prevozila 3.100 milj, od mostu Golden Gate v San Franciscu do mostu George Washington v New Yorku, ne da bi kdaj predali nadzor človeškemu vozniku in uporabljali samo video kamere in nevronske mreže.

Čeprav je vožnja po meddržavnih avtocestah bistveno lažja kot krmarjenje po mestnih okoljih, je Levandowskega dosežek opazen. Pronto.ai, njegov novi zagon, namerava tehnologijo omogočiti komercialnim poltovornjakom, ki večino svojega časa preživijo na avtocestah.

Medtem ko lahko dobro usposobljene nevronske mreže presežejo človeka pri zaznavanju predmetov, še vedno ne morejo na neracionalne in nevarne načine - zlasti usodne nesreče Tesla Model S 2016 in nesreče Model X 2018. Druge študije kažejo, da se algoritmi računalniškega vida vozil z lastno vožnjo zlahka zavedejo, ko vidijo znane predmete v nerodnem položaju.

Pošteno, tehnologije samovoze so v več primerih preprečile nesreče, vendar so ti primeri le redki naslovi.

Dopolnjujejo nevronske mreže

Nekatera podjetja so za obvladovanje meja nevronskih omrežij svoje avtomobile opremila z Lidarjem, vrtečimi se napravami, ki jih pogosto vidimo poleg samovozečih avtomobilov. Lidarjeve naprave oddajajo številne nevidne svetlobne žarke v različnih smereh in ustvarjajo podrobne 3D-karte območja, ki obdaja avtomobil, tako da merijo čas, ki je potreben, da se ti žarki odbijejo od predmeta in se vrnejo nazaj.

Lidar lahko zazna predmete in ovire, ki jih algoritmi za razvrščanje slik morda pogrešajo. Omogoča tudi, da avtomobili vidijo v temi in je bolj podroben in natančen kot radar, ki je bolj primeren za zaznavanje premikajočih se predmetov.

Večina podjetij z avtomobilskimi programi za samostojno vožnjo uporablja Lidar, vključno z Waymo in Uber. Toda tehnologija še vedno nastaja. Na primer, naprave Lidar niso odlične z luknjami ali neugodnimi vremenskimi vplivi.

Lidar je tudi zelo drag; po različnih ocenah lahko k ceni avtomobila prištejemo do 85.000 dolarjev. Letni stroški bi lahko bili precej severnejši od 100.000 dolarjev, je pokazala raziskava družbe Axios. Povprečni kupec avtomobilov si tega verjetno ne more privoščiti, a tehnični velikani, ki načrtujejo uvedbo taksijev za samo vožnjo, lahko.

"Kar nekaj ljudi poskuša razviti dodatke z nizkimi stroški, vendar se zdi, da so koristi najbolj jasne, če se avtomobili delijo in upravljajo v mestih, " je dejal Stilgoe. "To bi lahko bilo dobro za ljudi, ki trenutno nimajo avtomobila ali slabo za ljudi iz mesta, ki morda nimajo storitve v bližini."

Stilgoe opozarja, da obstaja nevarnost, da mesta obljubo o lastni vozni floti uporabijo kot razlog za odlog naložb v javni prevoz. Najmanj dve ameriški kraji sta vložili nekaj sto tisoč dolarjev v avtobusne storitve samovozeče vožnje, je pokazala raziskava Axios.

Potreba po povezljivosti in infrastrukturi

Človeški vozniki naredijo veliko več kot opazujejo svoje okolje. Med seboj komunicirajo. Med seboj vzpostavijo pogled z očmi, mahajo in kimajo drug drugemu ter se začnejo počasi premikati v smeri, da bodo njihovi nameni jasno povedali drugim voznikom. To so funkcije, ki jih trenutne samovozeče tehnologije, če sploh, opravljajo zelo slabo.

Poleg preslikave njihovega okolja in odkrivanja predmetov avtomobili, ki potrebujejo samostojno vožnjo, potrebujejo tudi način za komunikacijo med seboj in z njihovim okoljem. V eseju za Harvard Business Review so akademiki na Univerzi v Edinburgh Business School predlagali več rešitev, vključno z uvajanjem pametnih senzorjev v avtomobile in infrastrukturo.

"Pomislite na radijske oddajnike, ki nadomeščajo semaforje, mobilna in brezžična podatkovna omrežja večje zmogljivosti, ki upravljajo tako s komunikacijo med vozilom in vozilom, kot tudi na infrastrukturo, in obcestne enote, ki v realnem času zagotavljajo podatke o vremenu, prometu in drugih pogojih." so zapisali akademiki.

Trenutne tehnologije samovoze se trudijo, da računalnike prilagodijo infrastrukturi, ki je namenjena ljudem, kot so semaforji, cestni znaki, cestne oznake ipd. Algoritmi za strojno učenje potrebujejo ure usposabljanja in ogromno količino podatkov, preden lahko ponovijo najosnovnejše funkcije sistema človeškega vida, na primer zaznavanje drugih avtomobilov ali branje cestnih znakov iz različnih zornih kotov in pod različnimi svetlobnimi in vremenskimi pogoji.

Izboljšanje avtomobilov in cest s pametnimi senzorji bo avtomobilom, ki vozijo samostojno, veliko olajšalo komunikacijo in ravnanje z različnimi razmerami na cesti - pristop, ki postaja čedalje bolj izvedljiv, saj se stroški procesorjev zmanjšujejo in tehnologije, kot je 5G, omogočajo vseprisotno povezljivost in cenovno ugodnejše.

Ločevanje samovozečih avtomobilov

Dodajanje pametnih senzorjev na 4 milijone milj ameriškega vozišča je težka, če ne nemogoča naloga. To je eden od razlogov, da se samostojne avtomobilske družbe raje osredotočajo na bolj pametne avtomobile in ne na okolje.

"Najverjetnejši kratkoročni scenarij, ki ga bomo videli, so različne oblike prostorske segregacije: avtomobili z lastno vožnjo bodo delovali na nekaterih območjih in ne na drugih. To že opažamo, saj se zgodnje preskuse tehnologije odvijajo v določenih preskusnih območjih ali v razmeroma enostavnem, lepem vremenu, «so v svojem eseju predlagali edinburški akademiki.

Vmes so predlagali: "Morda bomo videli namenske pasove ali cone za samovozeča vozila, ki jim bodo omogočili bolj strukturirano okolje, medtem ko je tehnologija izpopolnjena in za zaščito drugih udeležencev v prometu pred njihovimi omejitvami."

Tudi drugi strokovnjaki so podali podobne predloge. Avgusta je raziskovalec AI in soustanovitelj Googlovega možganov Andrew Ng predlagal, da bi morali za rešitev varnostnih težav pri samovozi spremeniti vedenje pešcev in drugih uporabnikov, ki z njimi delijo ceste. "Če pogledate nastanek železnic, se ljudje večinoma naučijo, da ne stojijo pred vlakom na tirih, " je dejal Ng.

Predlog podjetja Ng bi gotovo pomagal zmanjšati varnostna tveganja pri samostojni vožnji avtomobilov, medtem ko se tehnologija razvija, vendar ne ustreza dobro drugim strokovnjakom AI, vključno s pionirjem robotike Rodneyjem Brooksom. "Velika obljuba samovozečih avtomobilov je bila, da bodo odpravili smrtne primere v prometu. Zdaj pravijo, da bodo odpravili smrtne primere v prometu, dokler bodo vsi ljudje usposobljeni za spremembo svojega vedenja?" Brooks je zapisal v objavi na blogu.

• Vožnja po Miamiju v Fordovih testnih avtomobilih z lastnimi vožnjami Vožnja po Miamiju v Fordovih testnih avtomobilih
• Fordov CTO za skuterje, AI in pripeljati avtonomne avtomobile v Miami Fordov CTO na Scooters, AI in pripeljati avtonomne avtomobile v Miami
• V Lyftovih samovozečih avtomobilih počasi in vztrajno zmaga v dirki v Lyftovih samovozečih avtomobilih, počasi in stabilno zmaga v dirki

Profesor newyorške univerze Gary Marcus, vokalni kritik pretiravanja z dosežki globokega učenja, Nginov predlog opisuje kot "na novo določitev ciljnih poti, da bi olajšali delo."

Toda Stilgoe verjame, da lahko iz zgodovine izvlečemo pomembna spoznanja. "Ko so avtomobili v zgodnja dvajseta stoletja prvič prišli v ameriška mesta, so pešcem rekli, da se umaknejo, da bodo ceste varne. Jaywalking je bil izumljen kot prekršek, ceste pa so bile zasnovane tako, da dajejo prednost avtomobilom, " je dejal Stilgoe.

Stilgoe verjame, da bomo resno ponovili, če bomo resno upoštevali prednosti samovozečih avtomobilov. Na primer, avtomobilske družbe lahko začnejo lobirati mesta za nadgradnjo svoje infrastrukture in učiti pešce, kako se obnašati okoli samovozečih avtomobilov. "Da bodo avtomobili z lastno vožnjo delovali po pričakovanjih, bo treba nadzorovati sistem, v katerem delujejo, " je dejal Stilgoe.

Ovire po cesti

Kljub svojim težavam avtoindustrija avtomobilskih avtomobilov napreduje z enakomerno hitrostjo, naše ceste pa bodo zagotovo postale varnejše.

Toda vprašanja in izzivi ostajajo. Kdo bo na primer odgovoren, ko se zgodi prometna nesreča? "Precej enostavno je reči, da bi moralo biti podjetje v celotnem sistemu samovozečih vozil odgovorno v skoraj vseh okoliščinah. Stvari postanejo bolj zapletene, ko si ljudje in računalniki delijo vožnjo v različnih časih, " je dejal Stilgoe.

Kako naj se samostojni avtomobil odloči, ko se znajde v situaciji, ko je izguba človeškega življenja neizogibna? To je znano kot "težava s vozički" in je morda hipotetično, vendar kaže, da bodo morali biti avtomobili, ki se vozijo sami, zasnovani za sprejemanje odločitev v situacijah, ko pravila niso jasna.

"Pri oblikovanju teh sistemov obstajajo resnične etične dileme, " je dejal Stilgoe. "Samovozeči avtomobili ne bodo vsevedni."