Изучаем проблемы переходного периода от автомобиля к беспилотнику

2017-11-28 22:30

Автомобильные компании стараются расширять спектр интересов. Например, BMW уже не ограничивается разработкой двух- и четырёхколёсной техники, а работает над инфраструктурными проектами, создав специальное исследовательское подразделение с вице-президентом во главе.

«В конечном итоге мы придём к полностью автономным модулям, не допускающим ручное управление... В основном ими будут владеть , и прочие транспортные гиганты будущего. Кто-то, конечно, захочет иметь личный модуль ради удобства, но всё равно нельзя будет водить. Потому что лет через 15 (самое позднее 20) управляемым автомобилям запретят выезжать на шоссе... Переломный момент наступит, когда доля беспилотников достигнет 20?30% автопарка... Конечно, нас ждёт переходный период. Выйдет закон, по которому у вас будет пять лет, чтобы сдать автомобиль на свалку или обменять на самоходный модуль».

Понятие driver’s car со временем превратится из качественной характеристики в юридический термин. Водить автомобиль можно будет только в специально отведённых местах, а выросшие в последние годы продажи спорткаров снова станут штучными.

Ноябрьская отставного вице-президента General Motors в Automotive News произвела на меня сильное впечатление. Мрачный с точки зрения энтузиаста прогноз принадлежит человеку с высочайшей концентрацией бензина в крови. Лутц предсказывает крах индустрии, а себе и подобным ему — переселение в драйверские резервации. Несмотря на претенциозность фигуры Лутца, мнение заслуживает доверия. Он прекрасно знает кухню. Работал в крупнейших концернах, отвечал за перспективные разработки — инсайдер с большой буквы. И сам факт его публикации сигнализирует, что в действительности переход к эпохе беспилотников уже начался.

Если мрачные прогнозы подтвердятся, владельцам традиционного бизнеса, связанного с автопромом, — от дилерских сетей до прессы — будет уже нечего передать детям. Выиграет тот, кто будет заниматься сервисным обслуживанием больших парков беспилотников.

Само собой, решение с самоходными модулями, которые Лутц называет гибридом автомобильного и железнодорожного транспорта, не покрывает 100% наших нужд. На дорогах останутся пилотируемые объекты вроде мотоциклов, велосипедов или повозок. Главред портала Jalopnik , полемизируя с Лутцем: автономный транспорт может прийтись по карману далеко не всем слоям общества.

Международное общество автомобильных инженеров (SAE) определяет пять уровней автоматизации для легкового транспорта. Про нулевой нечего говорить. Дальше запоминаем так. Первый — держу руки на руле. Второй — еду без рук. Третий — не глядя. Четвёртый — не думая. Пятый — без руля.

Думаю, конвертация парка будет наиболее стремительной в городах. Шоссе, скорее всего, впрямь окажутся закрытыми для олдскульных машин. Однако, полагаю, не все отправятся на свалку, а лишь не поддающиеся адаптации для автономного движения. Переделка автомобилей в беспилотники станет новым большим бизнесом, который придёт на смену современному тюнингу. Этот в массе своей вымрет вместе с высокой инженерией. Машины здорово упростятся из-за девальвации драйверских ценностей, отказа от ДВС и — по прошествии времени — упрощения требований безопасности.

Робокар пятого уровня требует гораздо больше данных, чем автомобиль, соответствующий второму. Разрешение камер — на порядок выше, нужна облачная обработка и совмещение информации от датчиков с HD-картами. Шире зона слежения, сложнее алгоритмы прокладки и контроля пути.

В свете перспектив, обрисованных Лутцем, нынешний накал страстей в автоиндустрии и градус покупательского интереса напоминают агонию. В мире продаётся ежегодно под сто миллионов машин, спрос растёт, хотя уже понятно, что существующая система индивидуального потребления обречена. Тем интереснее смотреть, как традиционные производители, уловив тренд, пытаются встроиться в новую парадигму. Расширяются компетенции: автоконцерны всё больше внимания уделяют услугам и инфраструктурным проектам. Потому что просто на четырёх колёсах далеко не уедешь, даже если рулить будет искусственный интеллект...

Руководитель автомобильного направления в компании Nvidia Дэнни Шапиро хотел бы видеть больше таких производителей, как Tesla. Это, как он говорит, пока единственный пример, когда машина построена вокруг компьютера, а не наоборот. Будущее именно за таким подходом.

Я на мюнхенской конференции под патронажем компании Nvidia. Автомобильный поток семинара даёт возможность почувствовать, чем живёт автоиндустрия в преддверии экспансии самоуправляемых машин. Nvidia выступает заводилой как один из крупнейших производителей графических процессоров. Без их сумасшедшей вычислительной мощности сегодня немыслима работа с массивами данных, необходимыми для создания беспилотных систем. Цена акций этой американской фирмы выросла в десять раз за последние три года, и виноват в этом не только майнинг криптовалют при помощи крутых графических карт.

Тестовое оборудование сегодня может занимать весь багажник и потреблять киловатты. Блок Nvidia Pegasus, производящий 320 миллиардов операций в секунду, сравним по размеру с американским номерным знаком и требует не более 500 Вт. Это мозг беспилотника пятого уровня.

Nvidia предлагает как оборудование для исследователей и разработчиков, так и железо непосредственно для установки на автомобиль. Причём с большим опережением спроса. Судите сами: на дороги общего пользования ещё не допущены беспилотники третьего уровня по классификации SAE, а Nvidia уже показывает в Мюнхене прототип блока управления для роботакси, соответствующих пятому. Есть ещё незатейливый бизнес OEM-поставок мультимедийки для различных марок — он помогает американцам не терять связи с инертной реальностью автопромышленности.

Каждый собирает данные по-своему. Nvidia, например, использует парк из двух десятков вот таких . Они носят забавное внутреннее обозначение BB-8 в честь дроида из «Звёздных войн». В компании любят называть проекты как супергероев и фантастических персонажей.

За пару дней на конференции пришлось выслушать много тарабарщины про нейронные сети (НС), искусственный интеллект (ИИ) и глубинное обучение. Я человек железного века и расскажу лишь о понятных мне вещах. Неожиданным открытием стало то, что, широко используя в работе искусственный интеллект, архитекторы будущего не знают, как именно он работает. Всех устраивает, что НС с ИИ выдают результат, а как именно он достигается — ещё предстоит выяснить. Аплодисментами встречают предложение Зеппа Хохрайтера, пионера распознавания речи: создать языковой интерфейс — и пусть ИИ сам всё расскажет.

Посчитано: 18 тысяч роботакси хватит полуторамиллионному Мюнхену вместо 200 тысяч легковушек. Автопарк будет использоваться на 50% вместо нынешних пяти. Освобождается 2,9 млн м? парковок. При 0,16 цента за пассажиро-километр абонемент может стоить менее 100 евро в месяц. Заказанную машину придётся ждать менее трёх минут, в час пик — 19.

Хохрайтер, собравший, пожалуй, самую большую аудиторию, обратил наше внимание на недостаток понимания между беспилотным автомобилем и пассажиром. Привычные сигнальные лампы и сообщения на приборной панели становятся бесполезными, едва человек отворачивается от руля. Чтобы поездка в автономном режиме была комфортной, не должно быть сюрпризов. Нужно научить машину предупреждать седоков о том, что она делает и почему. Похоже, автомобили научатся разговаривать.

Предполагается, что беспилотник будет информировать седоков о своих действиях. Таким образом будет расти доверие к новым системам управления, уверяют эксперты.

Никто уже не сомневается, что мы отвернёмся от руля, как только позволит технология. Я, допустим, до старости просижу на сиденье, установленном по ходу движения. Даже если в руках не будет баранки. Просто не люблю ездить спиной вперёд. Но большинство людей выбирают общение в дороге и предпочитают развернуться лицом друг к другу. Автомобильные инженеры, выступающие на семинаре, не сговариваясь утверждают: больше заработает та марка, что сможет обеспечить покупателю максимум комфорта в беспилотном режиме. Ведь в течение жизни мы проводим в машине десятки тысяч часов.

Поставщики уже кооперируются для разработки кресел следующего поколения. В центре — продукт сотрудничества компаний ZF и Faurecia. По бокам — концептуальные наработки фирмы Autoliv c локальными надувными подушками.

Специалисты по моделированию краш-тестов в свою очередь хватаются за голову: разрешив пассажирам свободно выбирать посадку, мы многократно усложняем разработку систем безопасности. Сегодня кресла стоят на местах, а водитель ещё и держится за руль — положение седоков можно прогнозировать с большой вероятностью. Однако чем свободнее чувствует себя в салоне человек, тем стремительнее растёт количество сценариев, требующих просчёта на случай аварии.

По данным компании ZF, люди гибнут за рулём в основном самостоятельно, без посторонней помощи. Немцы утверждают, что аварии с участием одного водителя и столкновения на перекрёстках проще всего предотвратить при помощи автопилота.

Красноречивый пример приводят инженеры ZF — боковой удар. Нынче автомобили кое-как противостоят ему, но это наиболее проблемное столкновение из-за дефицита пространства для деформации. Эффективность боковых подушек и надувных занавесок ограничена компоновкой. Им некуда особо расти в объёме. Если рабочая поза водителя сменится более расслабленной, понадобятся новые механизмы для рассеивания энергии удара.

Любопытен анализ аварийных ситуаций Мерседеса. Оказывается, половина столкновений приходится на 26 сценариев. Зато вторая половина — на 5287! Без помощи суперкомпьютеров и искусственного интеллекта невозможно просчитать такой объём данных.

Скорее всего, появятся внешние подушки. Их уже испытывают. Для внедрения требуются как минимум более скоростные акселерометры, а в идеале — система превентивного раскрытия. Машина должна суметь просчитать траекторию сближения с препятствием. И в некоторых случаях — увернуться. Объезд зачастую считается предпочтительным при уходе от встречных и попутных столкновений. Сегодня единственный способ избежать удара или минимизировать его последствия — торможение. Только BMW новой «семёрке» сместится в пределах полосы, если кто-то пытается вас притереть. Да чуток подрабатывает рулём при экстренном замедлении.

Наиболее проблемными являются встречные и попутные столкновения. Для примера приводятся результаты анализа, выполненного при помощи ИИ, — это только самые вероятные траектории, отобранные компьютером для разработки систем превентивной безопасности.

В настоящий момент основные ресурсы систем объективного контроля расходуются на слежение за окружающей средой. Со временем автомобиль станет гораздо больше внимания уделять наблюдению за пассажирами. Во-первых, этого потребуют новые комплексы безопасности. Во-вторых, производители уверены, что машина должна научиться предсказывать желания людей в салоне: касается ли это управления микроклиматом и подсветкой или контекстных подсказок в пути. Скоро в салоне будет вестись постоянный видео- и аудиомониторинг. Поборники приватности вздрогнули...

Уже сегодня некоторые легковушки следят за вашими действиями и даже способны выявлять поведенческие шаблоны. Считается, что клиент рад обрести услужливого помощника в лице автомобиля. Поэтому Мерседесы порой сами включают отопление или предлагают радиостанцию.

По прогнозам, автопарк будет оставаться смешанным по меньшей мере до 2040 года. Затем, с вытеснением традиционных автомобилей беспилотниками, многие системы будут упрощаться. Это касается и безопасности, и механизмов управления. Сегодня самобеглые экипажи оснащаются всеми возможными инструментами анализа окружающей среды: камерами, оптическими и ультразвуковыми датчиками, радарами. Причём нет единого мнения, какое из орудий в этом арсенале считать главным калибром. Поэтому и палят из всего сразу. А беспилотник светлого будущего, возможно, обойдётся одними камерами.

Для выхода на дороги беспилотников четвёртого и пятого уровня требуются системы аварийного управления. По сути, речь идёт о дублировании всех модулей сбора данных, анализа и контроля.

Сосуществование транспортных средств в смешанном парке, помимо прочего, требует от автомобилей, идущих на автопилоте, ясной внешней индикации. Сегодня если водитель Теслы отдаёт ей управление, окружающие об этом не знают. По мнению экспертов Мерседеса, для успешной интеграции беспилотников в нашу жизнь они должны общаться с другими участниками движения и пешеходами. Ведь если вы точно знаете, что соседняя машина находится в автономном режиме, ваши манёвры будут более обдуманными. А ступая на «зебру», я хочу понимать, что притормозивший у перехода автомобиль без водителя дождётся, пока я пересеку проезжую часть...

vimeo:0

Я уже упоминал в начале перспективу бурного роста сопутствующего бизнеса. Чтобы поживиться на автоматизации транспортных систем, необязательно строить беспилотники. За последнее время появилась масса стартапов в области сбора и анализа данных, машинного обучения, а также адаптации обыкновенных автомобилей к новым реалиям. Однако для превращения современной машины с электроусилителем руля и адаптивным круиз-контролем в робота нужно либо хакнуть очень много бортовых систем, либо достичь беспрецедентной договорённости с производителями. Воротилами этого нового бизнеса могут стать нынешние крупные поставщики.

Внезаводская установка управляющих систем осложнена тем, что датчики современных автомобилей взаимодействуют только со своими локальными блоками управления. Если те и делятся сигналами с неким центральным мозгом, то лишь в виде интерпретированных сигналов. Исключение — Tesla.

А может, выстрелят бунтари, и, например, краудсорсовый хакера Джорджа Хотца станет для автопарка тем, чем стал для смартфонов Android. Есть бизнес-модели, вообще не подразумевающие создания какого бы то ни было продукта: заработать можно, сводя друг с другом многочисленных проектировщиков железа и софта. В то же время появляются и новые микроавтопроизводители на базе исследовательских центров и университетов. Спрос на автономный транспорт будет расти по мере совершенствования законодательной базы. К тому времени, когда беспилотники будут допущены на дороги общего пользования, они успеют намотать приличный километраж по закрытым территориям частных компаний и университетских кампусов.

Любопытен Mover , созданного на базе немецкого университета RWTH. Модуль можно выпускать одновременно в пилотируемом и автономном вариантах. Это гарантирует гибкость производства вместе с изменением законодательства.

К моему удивлению, крупные автопроизводители не спешат отдавать работы над беспилотниками на аутсорс и не горят желанием полагаться на чужой опыт в области ИИ. В качестве примера самостоятельной работы Mercedes рассказывает о новой предикативной функции навигатора: он, дескать, предлагает цель с учётом предыдущих поездок.

Если верить докладчику, решение столь простой задачи — адовый труд. Пф! Велика важность, скажете вы, — любой iPhone или Android-гаджет так умеет. Да, но Daimler пытается решить эту задачу так, чтобы машина справилась без подключения к сети. А главное — явно не хочет пользоваться чужими сервисами. Для завода важно самому освоиться в среде big data и приручить ИИ. Тот, кто не разберётся в этом, рискует попасть в зависимость от IT-гигантов...

vimeo:1

Беспилотные автомобили — неизбежное будущее. Безальтернативное. Ибо даже несовершенный беспилотник безопаснее автомобиля с водителем. В одной из презентаций целый слайд посвящён тому, чего не делают роботы. Не спят, не ковыряют в носу, не эсэмэсят за рулём, не пьют, не употребляют наркотики и так далее. Вдобавок они видят на 360?. Одно время казалось, что внедрение беспилотных машин должно происходить в связке с развитием инфраструктуры. Отчего представлялось делом неблизким. Сейчас все плюнули на задачу максимум, и процесс пошёл без оглядки на изъяны дорожной сети. Так и говорят: научимся ездить в любых условиях — потом будет только легче.

Все эти роботы используют компьютерную платформу Nvidia Jetson — которая широко применяется и в автоиндустрии для обучения ИИ, и на разных стадиях разработки беспилотников.

Для отладки пока используется в основном шоссе как наиболее стабильная среда: качественная разметка, организованное движение, минимум манёвров и неожиданностей. Но помимо реального мира у ИИ есть ещё и симуляция. В виртуальной среде уже обучают роботов методов проб и ошибок. В виртуальном мире за сутки можно прогнать автомобиль по всем дорогам большой страны вроде Соединённых Штатов.

vimeo:2

Яндекс, у которого теперь тоже есть беспилотников, считает, что симуляция недостаточно эффективна для обучения ИИ и не может заменить полевые испытания. Думаю, это временно. Ещё несколько лет назад виртуальные краш-тесты давали лишь приблизительное представление о деформации автомобиля. А сегодня реальные испытания проводят только ради контроля основного массива цифровых. Изменись завтра законодательство — многие немедленно откажутся от битья дорогущих прототипов.

Экстремальное применение ИИ — гонки. Беспилотный болид создан по проекту концептуалиста Дэниэла Саймона. Уверен, математикам будет кайфово соревноваться в постройке гоночных нейронных сетей. Но для зрителя это будет уже не спорт, а что-то вроде тараканьих бегов.

И напоследок тезис парадоксального характера. Мы подспудно связываем будущее с развитием электротранспорта. А мюнхенские докладчики утверждают, что электромобиль пока не годится на роль массового беспилотника. Уйма датчиков и мощная вычислительная система на борту прожорливы: сегодня модулям индустриального стандарта требуется до полутора киловатт. На данном технологическом этапе оптимальным агрегатоносителем считается гибрид, сочетающий ДВС и электротягу. Распространение электромобилей и распространение беспилотников могут на время стать взаимоисключающими трендами. Возможно, до поры государственным регуляторам придётся выбирать между нулевыми выбросами и нулевой смертностью.

Михаил Петровский, вчера в 20:05. Иллюстрации: Драйв, производители, The Medical Futurist и The Verge

Источник: www.drive2.ru

Изучаем проблемы переходного периода от автомобиля к беспилотнику

Комментарии: