Беспилотный автомобиль

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к поиску
Junior, роботизированный Volkswagen Passat на стоянке у Стэнфордского университета
Автомобиль компании Waymo (Chrysler Pacifica Hybrid) проходит тестирование в Сан-Франциско.

Беспило́тный автомоби́ль (также, робомоби́ль) — транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без участия человека[1].

Конструкция

Обычно устанавливаемые датчики:

Программное обеспечение беспилотного автомобиля может включать машинное зрение и нейросети[2][3].

Некоторые системы полагаются на инфраструктурные системы (например, встроенные в дорогу или около неё), но более продвинутые технологии позволяют имитировать присутствие человека на уровне принятия решений о изменении положения руля и скорости, благодаря набору камер, сенсоров, радаров и систем спутниковой навигации.

Технологии

В современных беспилотных автомобилях используются алгоритмы на основе Байесовского метода одновременной локализации и построения карт (SLAM, simultaneous localization and mapping). Суть работы алгоритмов состоит в комбинировании данных с датчиков автомобиля (real-time) и данных карт (offline). SLAM и метод обнаружения и отслеживания движущихся объектов (DATMO, detection and tracking of moving objects) разработаны и применяются в автомобилях дочерней компании Google Waymo. Google судилась с Uber по поводу воровства последней технологий у Google. Тем не менее с 2017 года Google выложила библиотеку SLAM в открытый доступ для бесплатного использования любой сторонней компанией[4][5].

Видео по теме

Преимущества и недостатки

Экономические преимущества
  • кардинальная минимизация ДТП и практически полное исключение человеческих жертв (по крайней мере, среди пассажиров находящихся внутри автомобиля), отсюда значительное снижение расходов на страхование и медицину быстрого реагирования;
  • снижение стоимости транспортировки грузов и людей за счёт экономии на заработной плате и времени отдыха водителей, а также экономии топлива;
  • повышение эффективности использования дорог за счёт централизованного управления транспортным потоком.
  • снижение потребности в индивидуальных автомобилях за счет развития систем типа каршеринга.
  • повышение пропускной способности дорог за счёт сужения ширины дорожных полос (в более отдаленной перспективе);
Социальные преимущества;
  • появляется возможность самостоятельно перемещаться на роботизированном автомобиле для людей без водительских прав, возможно, включая несовершеннолетних;
  • экономия времени, ныне затрачиваемого на управление ТС, позволяет заняться более важными делами (например приступить к работе за компьютером уже во время поездки в автомобиле) или отдохнуть.[1]

Прочие преимущества:

  • перевозка грузов в опасных зонах, во время природных и техногенных катастроф или военных действий.
  • в более отдалённой перспективе снижение глобальной экологической нагрузки как за счет количественной оптимизации парка автомобилей, так и за счет более широкого использования для их передвижения альтернативных видов энергии.
Недостатки
  • Ответственность за нанесение ущерба (зависит от режима вождения)[6];
  • Утрата возможности самостоятельного вождения автомобиля.[7]. Возможно для любителей непосредственного вождения автомобиля будут выделяться специальные дороги с дополнительными мерами по обеспечению безопасности по типу нынешних автомотогоночных трасс, но отделённые от общей сети дорог для передвижения автономных автомобилей;
  • Ненадёжность ПО, уязвимого, в том числе, к взлому и слежке[8]
  • Потеря приватности[9];
  • Минирование беспилотных автомобилей[10];
  • Потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств[11][12];
  • Отсутствие опыта вождения у водителей в критической ситуации[13];
  • Этический вопрос о наиболее приемлемом числе жертв, аналогичный проблеме вагонетки, стоящий перед компьютером автомобиля при неизбежном столкновении[14][15].

Моральные проблемы

Развитие беспилотных автомобилей сопровождается рядом этических проблем, в том числе: моральная, финансовая и уголовная ответственность за аварии, решения, принимаемые автомобилем перед потенциально фатальным столкновением, проблемы защиты данных и проблемы потери рабочих мест.

Существует ряд мнений касательно того, кто должен нести ответственность в случае аварии, в частности при наличии пострадавших. По мнению ряда экспертов ответственность должна лежать на производителях автомобилей в случае если авария происходит из-за технического сбоя или. В этом случае у производителей будет стимул инвестировать в устранение подобных неполадок не только ради защиты имиджа но и во избежание финансовых и легальных последствий. В то же время есть противоречащая точка зрения, согласно которой пользователи или владельцы беспилотных автомобилей должны нести ответственность поскольку им известны риски, сопряженные с их использованием.

Следующей проблемой является вопрос того, как самоуправляемые автомобили должны быть запрограммированы действовать в экстренных ситуациях где либо пассажиры, либо другие участники дорожного движения находятся в опасности. Классическим примером моральной дилеммы стоящей перед производителями автомобилей и разработчиками ПО является проблема вагонетки, в которой перед кондуктором вагонетки стоит выбор оставить ее на первоначальном пути следования и сбить 5 человек или сместить вагонетку на запасной путь и сбить одного человека. В данной проблеме необходимо адресовать два основных вопроса. Во-первых, какой моральный базис должен использоваться самоуправляемым автомобилем для принятия подобных решений? Во-вторых, как эта логика должна быть передана в компьютерном коде? Исследователи предлагают использование двух этических теорий для программирования поведений самоуправляемых автомобилей: деонтологию и утилитаризм[16]. Три закона робототехники Азимова являются типичным примером деонтологической этики. Согласно этой теории самоуправляемый автомобиль должен жестко следовать предписанным правилам в любой ситуации. Согласно утилитаризму каждое решение предпринимаемое автомобилем должно стремиться максимизировать полезность подобного решения. В данном случае необходимо дать определение полезности, одним из которых может быть максимизация количества спасенных человеческих жизней. По мнению исследователей самоуправляемые автомобили должны оперировать на базе сочетания нескольких теорий чтобы уметь принимать морально обоснованные решения в экстренных ситуациях[16].

Классификация

Классификация автоматизации автомобилей разработана Сообществом автомобильных инженеров (SAE) и содержит 6 уровней[17][18]:

  • 0-й уровень: отсутствие контроля над машиной, но может присутствовать система уведомлений
  • 1-й уровень: водитель должен быть готов в любой момент взять управление на себя. Могут присутствовать следующие автоматизированные системы: круиз-контроль (ACC, Adaptive Cruise Control), автоматическая парковочная система и система предупреждения о сходе с полосы (LKA, Lane Keeping Assistance) 2-го типа.
  • 2-й уровень: водитель должен реагировать, если система не смогла справиться самостоятельно. Система управляет ускорением, торможением и рулением. Система может быть отключена.
  • 3-й уровень: водитель может не контролировать машину на дорогах с «предсказуемым» движением (например автобаны), но быть готовым взять управление.
  • 4-й уровень: аналогичная 3-му уровню, но уже не требует внимания водителя.
  • 5-й уровень: со стороны человека не требуется никаких действий кроме старта системы и указания пункта назначения. Автоматизированная система может доехать до любой точки назначения, если это не запрещено законом.

История

Автономные автомобили Navlab. NavLab 1 (крайний слева) разрабатывался с 1984 по 1986 гг. Navlab 5 (крайний справа), законченный в 1995 году, стал первым автомобилем, который автономно проехал от одного побережья США до другого.
Audi Aicon, концепт беспилотного автомобиля будущего.

Эксперименты начались примерно с 1920-х годов[19], обещая создание беспилотных автомобилей уже в 1950-х[20]. Первые беспилотные автомобили появились в 1980-х: в 1984 году проект Navlab[21] (Университет Карнеги-Меллон) и ALМ[22], и в 1987 году проект Мерседес-Бенц и Eureka Prometheus Project от Военного университета Мюнхена (Bundeswehr University Munich)[23].

Толчок развитию направления дала серия технологических конкурсов DARPA Grand Challenge — соревнования автомобилей-роботов, финансируемые правительством США, целью которых было создание полностью автономных транспортных средств. Впервые состязания прошли в 2004 году, за победу предполагался приз в $1 млн, победитель не был определён — ни одна из 15 команд не преодолела маршрут. В 2005 году победитель получил $2 млн.

Коммерческие проекты

В настоящее время, множество компаний занимается разработкой своих продуктов для массового рынка, включая General Motors, Volkswagen, Audi, BMW, Volvo, Nissan, Google, Cognitive Technologies и другие.

К таким разработкам можно отнести автономные автомобили Google, автомобили-роботы MIG (Made in Germany)[24], AKTIV[25], VisLab[26], автомобиль из Брауншвейга, получивший имя — Leonie[27], а также проект ПАО «КАМАЗ» и Cognitive Technologies по созданию беспилотного автомобиля к 2025 году[28].

Также есть несколько крупных программ по разработке беспилотного автомобиля, включая программу Европейской Комиссии с бюджетом в 800 млн евро, программу 2getthere в Нидерландах, исследовательскую программу ARGO в Италии, соревнование DARPA Grand Challenge в США.

Великобритания

В 2009 году Королевская инженерная академия наук Великобритании заявила, что беспилотные грузовые автомобили могут появиться на дорогах Великобритании к 2019 году.[29]

С апреля 2011 в лондонском аэропорту Хитроу запущены полностью автоматические маршрутные такси (мини-автобусы, pods): скорость до 40 км/ч.; вместимость 4 человека; на 70 % экономичнее автомобилей, на 50 % обычных автобусов.[30]

Компания Nissan планирует поэтапно оснащать свои автомобили Nissan Qashqai функцией полуавтономного вождения, начиная с 2017 года.

Британский проект «Гринвичская среда автономных средств передвижения» (GATEway) в мае 2016 проводит набор тестеров беспилотных автомобилей на закрытой территории.[31]

Германия

BMW собирается выпустить первый беспилотный электромобиль в 2021 г.[32]

Китай

В мае 2016 китайские компании Baidu и Chery Automobile собираются тестировать 2 автомобиля в Уху (городской округ в провинции Аньхой КНР), на что было получено разрешение[33].

Россия

В начале 2015 года ПАО «КАМАЗ» и компания Cognitive Technologies объявили о старте совместного проекта по созданию беспилотного транспортного средства на базе КАМАЗ, при поддержке Минобрнауки России[34].

26 сентября 2016 года компания Cognitive Technologies объявила о создании программно-аппаратной платформы C-Pilot, которая может устанавливаться, как на легковых, так и на других типах автомобилей, а также анонсировала планы по ее развитию, предполагающие обеспечение возможности полностью автономного движения к 2022 году[35].

Научно-производственное объединение «СтарЛайн» разработало беспилотный автомобиль, который без помощи водителя может следовать заданному маршруту, держать дистанцию, считывать разметку и знаки, обходить препятствия, экстренно тормозить. В мае 2018 года беспилотный автомобиль StarLine стал участником тестового проезда беспилотных автомобилей[36] на специально подготовленном участке федеральной трассы А-290 Новороссийск – Керчь (автодорожный подход к Крымскому мосту со стороны Краснодарского края). Данное мероприятие стало завершением первого этапа проекта «Караван», направленного на своевременное создание федеральной автодорожной инфраструктуры для передвижения беспилотного и электрического транспорта. Все транспортные средства показали высокое качество маневрирования и бесперебойное функционирование системы высокоточного спутникового позиционирования, а также системы «машинного зрения», обеспечивающего детекцию и распознавание объектов, разметки, дорожных знаков и анализ обстановки.

В августе 2018 года НПО СтарЛайн запустило разработку второго беспилотного автомобиля[37][38] четвёртого уровня автоматизации. Проект открыт для специалистов из Open Source Community. НПО СтарЛайн приглашает разработчиков принять участие в процессе разработки на уровне кода, опробовать свои алгоритмы на реальном автомобиле, оснащенном дорогостоящим оборудованием.

США

В 2008 году, в General Motors заявили о планах по началу тестирования беспилотного автомобиля в 2015 году и возможному запуску продукта на рынок к 2018.[39] Позже, в мае 2016 года, GM и Lyft (конкурент Uber) заявили, что в течение года начнут тестирование самоуправляемого такси — электроавтомобиля Bolt. Автопилот будет от Cruise Automation[40][41].

Беспилотный автомобиль британской фирмы Delphi Automotive совершил автопробег от Сан-Франциско до Нью-Йорка. Длина маршрута составила почти 5,5 тыс. км. От одного американского побережья до другого автоматизированный транспорт ехал 9 дней.[42]

Для разработки беспилотного автомобиля компания Comma.ai привлекла инвестиции от фонда «Andreessen Horowitz» в размере 3,1 млн долларов[43]. Компанию возглавляет американский хакер Джордж Хоц, который отказался от хорошей зарплаты в Tesla.[44]

18 августа 2016 года Uber объявила о том, что компания собирается использовать беспилотные автомобили для перевозки пассажиров в Питтсбурге уже через несколько недель. В первое время в беспилотных автомобилях будет сидеть запасной водитель, который может взять управление на себя в нестандартной ситуации[45][46]. 14 сентября компания стала предоставлять беспилотные автомобили некоторым клиентам[47].

Беспилотный автомобиль Google

Беспилотный автомобиль Google — изначально проект компании Google по развитию технологии беспилотного автомобиля. У истоков стоял инженер Себастьян Трун, директор лаборатории искусственного интеллекта Стенфордского университета, один из создателей сервиса Google Street View. Команда, разрабатывающая беспилотный автомобиль, также часто называемый Гугломобиль, включала 15 инженеров Google — Крис Урмсон, Майк Монтемерло, и Энтони Левандовски, которые ранее работали над проектом DARPA Grand and Urban Challenges[48].

В декабре 2016 проект был выделен в отдельную компанию Waymo, дочернюю компанию Alphabet.

Украина

В марте 2018 года первый пробный экземпляр беспилотного автомобиля ЗАЗ Ланос собрали в Запорожье. Оборудован системой навигации Pilotdrive, при чём программная часть собственного производства, а аппаратная зарубежного[49].

Швейцария

В январе 2018 года на выставке CES в Лас-Вегасе швейцарская компания Rinspeed представит проект беспилотного городского электромобиля Snap, который планируется сделать по модульной схеме без элементов управления[50][51].

Швеция

Компания Volvo тестирует полуавтономный дорожный поезд для автотрасс, который может начать использоваться к 2020 году.[52]

Япония

14 декабря 2017 года в Японии в г. Кота прошли первые испытания беспилотного автомобиля на участке шоссе длиной 700 метров, открытый для движения других машин[53].

Персональный автоматический транспорт

Персональный автоматический транспорт — вид городского и пригородного транспорта, который автоматически (без водителя) перевозит пассажиров в режиме такси, используя сеть выделенных путей.

Происшествия

Tesla Model S врезался в грузовик с выпирающей платформой, выше приборной панели. Причиной стала включенная система автоматического въезда в гараж, за рулем не было водителя.[54]

В январе 2016 г. в КНР в провинции Хэбэй Tesla Model S с включенным автопилотом врезалась в уборочную машину, водитель Tesla Model S погиб. Возможно, густой смог помешал автопилоту распознать препятствие[55].

В мае 2016 г. во Флориде электромобиль Tesla Model S с включенным автопилотом врезался в фуру, которая пересекала перекресток, водитель электромобиля погиб. В Tesla полагали, что автоматика не успела распознать опасность из-за белого цвета прицепа грузовика на фоне яркого неба или из-за длинного свеса прицепа и большого дорожного просвета[56].

Первым человеком, погибшем от беспилотного автомобиля, стала Элейн Херцберг[en]. Она была сбита в марте 2018 года в Аризоне автомобилем Uber на базе внедорожника Volvo XC90. В салоне на момент происшествия находился водитель, но транспортное средство функционировало в режиме автопилота.[57] Предварительное расследование показало, что автомобиль распознал пешехода, но не предпринял никаких действий, так как в программное обеспечение был заложен слишком высокий порог распознавания опасных объектов, с целью отсеивания ложноположительных срабатываний[58]. Позднее из отчета национального совета по безопасности на транспорте США стало известно, что за 1,3 секунды до столкновения машина смогла <https://www.rbc.ru/rbcfreenews/5b0771949a79476af8976ba8> определить, что необходимо использовать аварийные тормоза, однако сделать этого не удалось — данная система была отключена. При этом водитель, который сидел в Uber на случай непредвиденных ситуаций, нажал на педаль тормоза уже после столкновения <https://www.rbc.ru/rbcfreenews/5b5fdbca9a79470bfcb1f925>.

В культуре

В кинематографе

Ссылки

Литература

Примечания

  1. 1 2 Regulations Hinder Development of Driverless Cars — NYTimes.com
  2. Autonomous Car Development Platform from NVIDIA DRIVE PX2 (en-us). www.nvidia.com. Проверено 5 апреля 2017.
  3. Deep Learning Makes Driverless Cars Better at Spotting Pedestrians (англ.). IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News. Проверено 5 апреля 2017.
  4. Davies, Alex. Google’s Lawsuit Against Uber Revolves Around Frickin’ Lasers (англ.), WIRED. Проверено 5 апреля 2017.
  5. RT Staff. Google Cartographer SLAM Library Now Open-Source - Robotics Trends. www.roboticstrends.com. Проверено 5 апреля 2017.
  6. Gurney, Jeffrey K. «Sue My Car Not Me: Products Liability and Accidents Involving Autonomous Vehicles», 2013 U. Ill. J. L. Tech. & Pol'y, Fall 2013.
  7. New Allstate Survey Shows Americans Think They Are Great Drivers - Habits Tell a Different Story. PR Newswire (2 August 2011). Проверено 7 сентября 2013.
  8. David Shepardson. Study: Self-driving cars to jolt market by 2035. The Detroit News (31 December 2013). Проверено 24 января 2014. Архивировано 24 января 2014 года.
  9. Patrick Lin. What If Your Autonomous Car Keeps Routing You Past Krispy Kreme?. The Atlantic (22 January 2014). Проверено 22 января 2014.
  10. Mark Harris. FBI warns driverless cars could be used as 'lethal weapons'. theGuardian.com (16 July 2014).
  11. Mui, Chunka. Will The Google Car Force A Choice Between Lives And Jobs?, Forbes (19 December 2013). Проверено 19 декабря 2013.
  12. Mass unemployment fears over Google artificial intelligence plans (29 December 2013). Проверено 29 декабря 2013.  (недоступная ссылка)
  13. Reliance on autopilot is now the biggest threat to flight safety, study says (18 November 2013). Проверено 19 ноября 2013.
  14. Patrick Lin. The Ethics of Autonomous Cars. The Atlantic (October 8, 2013).
  15. Tim Worstall. When Should Your Driverless Car From Google Be Allowed To Kill You?. Forbes (18 июня 2014).
  16. 1 2 Road Vehicle Automation // Lecture Notes in Mobility / Gereon Meyer, Sven Beiker. — 2014. — ISSN 2196-5552 2196-5544, 2196-5552. — DOI:10.1007/978-3-319-05990-7.
  17. Архивированная копия  (недоступная ссылка — история). Проверено 1 августа 2016. Архивировано 20 ноября 2016 года.
  18. Davies, Alex. Everyone Wants a Level 5 Self-Driving Car—Here’s What That Means (англ.), WIRED. Проверено 5 апреля 2017.
  19. King, Alanis. The Fascination With Self-Driving Cars Started Nearly 100 Years Ago (англ.), Jalopnik. Проверено 6 апреля 2017.
  20. The Free Lance-Star - Google News Archive Search. news.google.com. Проверено 6 апреля 2017.
  21. The Carnegie Mellon University Autonomous Land Vehicle Project (NAVLAB) (англ.). www.cs.cmu.edu. Проверено 6 апреля 2017.
  22. https://pdfs.semanticscholar.org/aed9/62d06b081820cb3481fafa5a59568fca4764.pdf
  23. ROBOT CARS - autonomous vehicles - history of self-driving cars - best robot car. people.idsia.ch. Проверено 6 апреля 2017.
  24. автомобили-роботы MIG
  25. AKTIV — аббревиатура немецких слов Adaptive und Kooperative Technologien fur den Intelligenten Verkehr, и означает консорциум компаний (всего 28 в том числе AUDI, BMW, Daimler, Siemens, Volkswagen), совместных разработчиков техники для автотранспорта.
  26. Самоуправляемый автомобиль – фантастика или реальность?. CONNECTED CAR SUMMIT (31 января 2015). Проверено 25 декабря 2017.
  27. автомобиль-робот Leonie
  28. Ведомости. «Камаз» планирует разработать беспилотный грузовик (3 февраля 2015). Проверено 2 октября 2016.
  29. Driverless trucks by 2019 (недоступная ссылка)
  30. Беспилотные маршрутные такси в аэропорту Хитроу // geektimes.ru, 19 октября 2011
  31. В Великобритании ищут добровольцев для тестирования беспилотных автомобилей. МК - Лондон (14 мая 2016). Проверено 15 мая 2016.
  32. Первый самоуправляемый электромобиль BMW выйдет в 2021 году. 3DNews Daily Digital Digest. Проверено 15 мая 2016.
  33. Baidu приступает к испытаниям беспилотных транспортных средств. 3DNews - Daly Digital Digest. Проверено 18 мая 2016.
  34. В РФ создадут беспилотник нового поколения на базе КамАЗа. Российская газета. Проверено 2 октября 2016.
  35. Cognitive Technologies инвестирует 750 млн руб. в системы автономного вождения (рус.) (23 августа 2016). Проверено 2 октября 2016.
  36. Новости | Федеральное дорожное агентство (рус.). www.rosavtodor.ru. Проверено 17 сентября 2018.
  37. Что УМеет беспилотник StarLine? Geek Picnic в Санкт-Петербурге. (рус.), Starline (22 августа 2018). Проверено 17 сентября 2018.
  38. В Петербурге создадут автомобиль для снега и грязи. РБК. Проверено 17 сентября 2018.
  39. Chuck Squatriglia. GM Says Driverless Cars Could Be on the Road by 2018. Wired (1 июля 2008). Архивировано 12 августа 2012 года.
  40. GM и Lyft протестируют беспилотные электротакси на дорогах общего пользования. 3DNews - Daily Digital Digest. Проверено 8 мая 2016.
  41. Ramsey, Mike. GM, Lyft to Test Self-Driving Electric Taxis, Wall Street Journal (5 мая 2016). Проверено 8 мая 2016.
  42. Беспилотный автомобиль успешно пересек Америку. Вести.Ru (3 апреля 2015 г.).
  43. The first person to hack the iPhone is working on self-driving cars — and he just raised money from a big investor (англ.), Business Insider. Проверено 11 февраля 2017.
  44. Знаменитый хакер собрал беспилотный автомобиль у себя в гараже  (недоступная ссылка — история). Apploid News. Проверено 8 мая 2016. Архивировано 17 сентября 2016 года.
  45. ABC News. Self-Driving Cars Go Public; Uber Offers Rides in Pittsburgh. Проверено 18 августа 2016.
  46. Associated Press. Uber to introduce self-driving cars to its fleet in coming weeks. Проверено 18 августа 2016.
  47. Tascarella, Patty. Uber debuts self-driving cars in Pittsburgh, customers including Mayor Bill Peduto taking the first trips on Wednesday morning - Pittsburgh Business Times, Pittsburgh Business Times (14 September 2016).
  48. What we’re driving at (англ.), Official Google Blog. Проверено 6 апреля 2017.
  49. В Запорожье собрали первый беспилотный Lanos
  50. Беспилотный электромобиль с роботом-помощником представили в Швейцарии. Известия (23 декабря 2017). Проверено 25 декабря 2017.
  51. CES LAS VEGAS 2018. RINSPEED. Проверено 25 декабря 2017.
  52. Volvo Says Autonomous Car Convoys Could Be Reality By 2020
  53. СМИ: в Японии начались первые испытания беспилотного автомобиля на обычной дороге. ТАСС (14 декабря 2017). Проверено 25 декабря 2017.
  54. Tesla Model S попал в ДТП в режиме автопилота. 3DNews - Daily Digital Digest. Проверено 12 мая 2016.
  55. There are some scary similarities between Tesla’s deadly crashes linked to Autopilot Quartz. By Josh Horwitz and Heather Timmons. September 20, 2016. Downloaded Mar. 19, 2018.
  56. Первая жертва автопилота
  57. NYT: беспилотный автомобиль Uber насмерть сбил пешехода в США
  58. Amir Efrati. Uber Finds Deadly Accident Likely Caused By Software Set to Ignore Objects On Road. The Information (7 мая 2018). Проверено 8 мая 2018.