• Сегодня: Вторник, Ноябрь 21, 2017

 

Технологии   30 августа 2017    180

Сегодняшние роботы всё лучше и лучше справляются с управлением нашими автомобилями

Как известно, слово «робот» произошло от чешского robota, означающего «подневольный труд». Подневольно или нет, но сегодняшние роботы всё лучше и лучше справляются с управлением нашими автомобилями

В том, что рано или поздно роботы окажутся за рулём автомобиля, никто не сомневается последние лет пятьдесят. Шаг за шагом машины отбирают у нас возможность прямого воздействия на них. Одними из первых сдали позиции тормоза — между ногой водителя и колодками появилась система ABS (Mercedes-Benz 1978 г.), последним обособилось рулевое управление (начало 2000-х гг.), в котором передаточное отношение автоматически меняется в зависимости от скорости. Между этими событиями были ещё массово пришедшие на рынок автоматические коробки, электронная педаль газа и триумфальная победа искусственного интеллекта над естественным в системах помощи при парковке, самостоятельно вращающих руль. Точнее — электроусилителях рулевого управления, способных не только делать руль лёгким, но и поворачивать его по сигналам электроники. Кстати, эти же усилители успешно доворачивают передние колёса и в случае выхода за пределы полосы на шоссе. Казалось бы, ещё немного — и полностью автоматический автомобиль будет готов…

 

 

Концептуальный Mercedes-Benz умеет рисовать лазерным
лучом наглядные подсказки для водителей и пешеходов

 

Но идиллическая картина самостоятельно вращающегося руля и водителя, сидящего спиной к приборной панели с чашкой кофе в руках, оказалась не столь легко воплощаемой на практике. И дело не в том, что трудно роботизировать сам автомобиль (это было возможно и два, и три десятилетия назад), самое сложное — научить машину видеть обстановку вокруг и анализировать её. Иными словами, наполнить искусственный интеллект максимальным количеством дорожных ситуаций и алгоритмами их решения. Этот трудный рубеж был взят буквально несколько лет назад, когда на внутризаводских полигонах появились первые интеллектуальные машины. Подход к робокарам настолько серьёзен, что компания Google, например, даже зарегистрировала для машин-роботов отдельный бренд Waymo. На полигоне Google, как и на других таких же закрытых площадках, искусственный интеллект машины учат решать самые разные дорожные проблемы — от проезда обычного светофора до нерегулируемых железнодорожных переездов и сложных развязок.

 

 

Управлять умным автомобилем компании
Bosch можно при помощи жестов

 

И, как всегда, пока одни решают проблему глобально, другие претворяют в жизнь какую-нибудь её часть. Например, компания Bosch недавно показала возможности автоматизированного управления на примере Tesla Model S. Кстати, именно Bosch стал первым производителем, испытавшим машины-роботы на дорогах общего пользования. В начале 2011 года инженеры компании опробовали систему на автотрассах Германии и США, а затем в 2016 году — на междугородной автомагистрали в Канагаве (Япония). Объединив свои усилия, Bosch и Daimler совместно работают над системой управления беспилотным автомобилем-такси, который уже в ближайшем десятилетии должен появиться на городских улицах. А учитывая, что Bosch является одним из ведущих мировых поставщиков автозапчастей и автокомпонентов, уже в скором времени стоит ожидать появления целой гаммы систем и опций, которые в серийных автомобилях возьмут на себя часть работы водителя. Так же как несколько лет назад, Bosch наводнил автомобильный рынок системами стабилизации, автопарковщиками, а чуть позже и гибридными приставками к обыкновенному мотору.

 

 

Город ближайшего будущего, с точки зрения
немецких инженеров, будет наполнен только автомобилями-роботами

 

Беспилотные такси, созданные совместно Bosch и Dailmer,
будут автоматически приезжать по вызову, но с пассажирами,
первое время, двигаться под управлением оператора

 


 

Глобалисты идей роботизации видят в ближайшем будущем полчища лишённых индивидуальных черт автомобилей, приезжающих по заказу клиента, примерно так же, как это сегодня делает такси. В рамках мегаполиса с большой плотностью населения это сулит значительное сокращение автопарка, поскольку машины больше не будут простаивать на парковках в перерывах между поездками, а словно челноки начнут носиться между вызовами. Второй немаловажный плюс — чёткое взаимодействие между такими робомобилями, позволяющее исключить аварийные ситуации. Правда, пока непонятно, каким образом эти говорящие на своём языке машины будут общаться с водителями обычных машин, но эта проблема может быть решена при помощи постепенной роботизации устройствами, которые устанавливают уже сейчас. Это продвинутые системы активного круиз-контроля, камеры распознавания знаков и пешеходов, автоматические парковщики, системы слежения за усталостью водителя. Связав их воедино, мы получим если не полный автомат, то полуавтомат точно. Понятно, что, создавая сложную компьютерную систему, грех не включить в неё интерфейс общения с теперь уже не водителем, а пользователем. Машина, по мнению инженеров Bosch, должна стать персональным помощником, создав новое жизненное пространство — дом, работа, транспорт в одном объёме (а также связь автомобиля с автосервисом, а его клиента – с городской инфраструктурой). И это не фантазии, до реального осуществления подобных планов — буквально один шаг.

 

 

 

Внедорожный монстр из Оксфорда способен сам решать,
стоять ли ему в пробках или ринуться в объезд по просёлку

 

 

Стайка автономных микромобилей Google накопила самый большой опыт
самостоятельного передвижения. Пока — по полигону

 

Но всё это касается мира асфальтовых джунглей, а что происходит в стороне от дорог? Оказывается, и там есть некоторый прогресс. Британские учёные из Оксфордского университета создали прототип, который уже называют «противоядием от пробок», построенный на базе дизельного внедорожника Bowler Wildcat. Робот способен мониторить окружающую ситуацию при помощи камер и лазерных сенсоров подобно тому, как это делает обычный дрон. Прототип робомобиля стоимостью в два миллиона фунтов стерлингов способен перемещаться как по обычному асфальту, так и по пересечённой местности без участия человека-водителя. Оценкой внешних условий занимаются два лазерных дальномера, цифровые видеокамеры и вращающиеся 3D-сканеры, установленные на его крыше. А обработка информации и планирование маршрута — дело мощного компьютера, который размещён в багажнике. По словам разработчиков, их робот-автомобиль уже сейчас вполне может справиться с задачей по безопасной перевозке пассажиров и грузов.

А что же представляет собой интеллектуальная надстройка над всеми этими камерами, радарами и электромоторами вращения руля у среднестатистического автомобильного робота? На сегодняшний день вырисовывается более-менее чёткая картина необходимого минимума, мозговую деятельность которого и тренируют представители разных фирм. В большинстве случаев используются алгоритмы на основе байесовского метода одновременной локализации и построения карт (SLAM). Суть в одновременном построении карт местности и нанесении на них точного положения автомобиля, его перемещений, отслеживании неподвижных и движущихся объектов вокруг. Больше всех по этой части продвинулся всё тот же Google. Некоторые системы опираются и на локальные инфраструктурные метки и устройства, но грядущий стандарт, а он неизбежен, будет отталкиваться только от автономных устройств.

 


 

ТЕХНИЧЕСКИ НАБОР НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ РОБОТА ОБОРУДОВАНИЯ ВЫГЛЯДИТ ТАК:

LIDAR — лазерный дальномер оптического распознавания. Представляет собой активный дальномер оптического диапазона. Сканирующие «лидары» в системах машинного зрения формируют двухмерную или трёхмерную картину окружающего пространства. Это оборудование роботизированного автомобиля, вместе с оптическими стереокамерами по сути и являющееся аналогом человеческих глаз. Система даёт периферийную информацию, которую использует главный компьютер для принятия решений по движению автомобиля.

Система глобального позиционирования (типа GPS или «ГЛОНАСС»). Самая знакомая нам часть водителя-робота, позволяющая с высокой точностью определить местоположение автомобиля. Однако GPS не способна различать мелкие движения машины, их направление и учитывать, какой стороной вперёд движется машина.

Гиростабилизатор  — устройство, регистрирующее малейшие перемещения кузова по всем трём осям. Именно в нём формируются сигналы о точном направлении перемещения. Также гироскопы выдают информацию о кренах машины, её ускорениях и прочей динамике перемещений.

Программное обеспечение беспилотного автомобиля. Оно включает информацию от машинного зрения и нейросети.

Из этого списка нам не слишком знаком только первый его пункт — «глаза» робота. Именно по ним, торчащим на крыше камерам, мы сегодня легко отличаем робомобиль от обычной техники. Но, поверьте, пройдёт совсем немного времени и камеры спрячутся точно так же, как сто лет назад исчезли выступающие фары или топливные баки.

 

 

ИНТЕРЕСНА КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ, РАЗРАБОТАННАЯ СООБЩЕСТВОМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ИНЖЕНЕРОВ (SAE). ОНА СОДЕРЖИТ ШЕСТЬ УРОВНЕЙ:

Нулевой уровень предусматривает отсутствие автоматического контроля над машиной, но может присутствовать система уведомлений. Это даже не сегодняшний, а вчерашний день. Теперешний массовый автомобиль соответствует следующему уровню под номером один.

На этом первом уровне водитель должен быть готов в любой момент взять управление на себя и присутствуют круиз-контроль (Adaptive Cruise Control), автоматическая парковочная система и система предупреждения о выходе за пределы полосы (Lane Keeping Assistance). Если вам это знакомо, значит, робот уже вселился в ваше авто.

Второй уровень позволяет машине рулить самостоятельно. Он предусматривает немедленную реакцию водителя, если система не смогла справиться сама. Автомат также управляет ускорением и торможением и, конечно, может быть отключён. Это чуть-чуть впереди сегодняшнего массового производства. Буквально завтрашний день.

Третий уровень заметно серьёзнее. На нём водитель может вообще не контролировать машину на дорогах с «предсказуемым движением» (например, на автобане), но пока ещё должен быть готов в случае чего взять управление на себя. То есть почти робот.

Наконец, так называемый «полный робот» — система, аналогичная предыдущей, но совсем не требующая внимания водителя. Серийное появление таких машин ведущие разработчики планируют на 2028 год.

Последний уровень решает уже не столько индивидуальные, сколько глобальные транспортные проблемы. Со стороны человека не требуется никаких действий, кроме запуска системы и указания пункта назначения. Робот способен сам проложить маршрут и проехать по нему. Собственно, машина-автопилот способна везде и всегда перемещаться самостоятельно.

 


 

Хотя, конечно, с точки зрения сегодняшнего дня идиллическая картина нашествия пилотируемых машин вызывает немало вопросов. И самый эмоциональный из них — невозможность самостоятельного вождения автомобиля. Представьте, чтобы просто порулить вам придётся по выходным ездить на специальные трассы типа сегодняшних гоночных треков, контактные автопарки, стоящие вдалеке от обычных рободорог. Кроме того, вечная тема любой электроники — надёжность программного обеспечения. Нетрудно вообразить, что произойдёт при малейшем сбое системы GPS или вирусной атаке на робокаров. Негативный эффект усилит и полное отсутствие опыта вождения у водителей в любой, а особенно критической ситуации. Есть и социальные аспекты — сокращение рабочих мест водителей, потеря приватности любой поездки, равно как и ограничение на передвижение вне трасс, прописанных в мозгах роботов. Но даже разобравшись со всем этим, любая компания, выводящая на рынок автороботов, столкнётся с главной проблемой, решать которую, вероятно, придётся сообща. Она заключается в юридическом оформлении присутствия искусственного интеллекта на дороге. Проще говоря, кто будет нести ответственность за нанесение ущерба? Одно из решений — строить для роботов выделенные трассы, но как это сделать одномоментно? Где взять столько роботов и дорог? А если всё-таки роботов пустить на наши обычные дороги, то как будет взаимодействовать машина-робот с обыкновенным автомобилем с юридической точки зрения? Как в конце концов будут работать страховые компании этого недалёкого, непривычного, но всё же интересного, несмотря на отсутствие руля и педалей, будущего? 

 

 

При разработке автоматических автомобилей, инженерам придётся создать
целый мир роботов, а вместе с ним новые стандарты связи,
общения и безопасности