Samochód autonomiczny – czy tak wygląda przyszłość?

Samochód autonomiczny staje się realną przyszłością, a producenci dobrze o tym wiedzą. Volkswagen I.D., który ma powtórzyć sukces Garbusa i Golfa. Plany Volvo i program Drive Me, polegający na rozdawaniu samochodów wybranym klientom, którzy będą testować nowe technologie i zgłaszać swoje uwagi. Ford zapowiada, że do 2021 roku  wypuści na rynek w pełni autonomiczny samochód – bez kierownicy i bez pedałów. Grupa BMW, Intel i Mobileye rozpoczęły współpracę, która ma zaowocować wprowadzeniem w pełni zautomatyzowanego systemu wspomagania jazdy, natomiast Renault stworzyło demonstracyjny pojazd autonomiczny – Espace Autonomous Driving Demonstrator.

To tylko kilka przykładów nagłówków krzyczących ze wszystkich witryn dotyczących motoryzacji. Czy świat oszalał? Prawdopodobnie tak – na punkcie pojazdów, które już nie tylko same się poruszają (auto-mobile), ale i kierują sobą bez udziału człowieka. Niemal każda firma samochodowa planuje wypuszczenie na rynek swojego autonomicznego modelu. I nie jest to kwestia bliższej czy dalszej przyszłości. To dzieje się już!

Samochód autonomiczny, czyli spełnione marzenia

Paradoksalnie to właśnie w lotnictwie autopilot został zastosowany wcześniej niż w samolotach. Samolot nie musi przyspieszać i hamować, może lecieć ze stałą prędkością, a kolizje z innym statkiem powietrznym na 10 tys. metrów należą do rzadkości. Badania wykazują, że tylko 25 procent wypadków w lotnictwie to wina awarii sprzętu, 75 procent spowodowały błędy człowieka. Tu jednak pojawia się nowy problem. Zdaniem badaczy, automaty w samolotach do tego stopnia zdążyły rozleniwić pilotów, że ci po prostu zapominają jak się lata. Tak mocno ufają maszynom, że zamiast je kontrolować, zajmują się pisaniem SMS-ów do znajomych, regulowaniem rachunków przez internet lub po prostu – śpią zmęczeni długim lotem. Piloci okazują się bezradni, gdy maszyna wpadnie w korkociąg, nie potrafią też bezpiecznie sprowadzić samolotu na ziemię, gdy wysiądą systemy wspomagające na lotnisku. Czy podobnie będzie z kierowcami?

Po stu latach rozwoju motoryzacji przestał nam imponować fakt, że dzięki autom nie trzeba drałować na własnych nogach, że siedzi się w wygodnym, podgrzewanym fotelu, oddycha klimatyzowanym powietrzem, wspomaganą kierownicą obraca się jednym palcem, biegi wskakują automatycznie i w dodatku gra cyfrowe radio. Na filmach reklamowych widzimy jak kierowca unosi ręce, a samochód samodzielnie parkuje pomiędzy innymi pojazdami. Słyszymy o aktywnym tempomacie i asystencie pasa ruchu. Ale to jeszcze za mało! Wszyscy próbują zbudować taki samochód, by zupełnie nie trzeba było go kontrolować, wytężać wzroku i być gotowym do szybkiej reakcji na sytuację na drodze. Rzeczywiście jazda po autostradach stała się jednostajna i nudna, a mamy przecież XXI wiek, najwyższa więc pora, by powierzyć kierownicę komputerowi, a samemu oddać się innym ciekawym zajęciom, takim jak drzemka, oglądanie telewizji, surfowanie po internecie czy też rozglądanie się po okolicy.

Asystent kierowcy i śmiertelny błąd

Samochód autonomiczny - Tesla S

W maju w USA doszło do śmiertelnego wypadku drogowego, w którym zginął kierowca Tesli S z włączoną funkcją autopilota. To pierwsza ofiara elektronicznego szofera. Producent tesli uczula kierowców, by podczas podróży z asystentem jazdy trzymali ręce na kierownicy, tymczasem niektórzy bawią się nową zabawką jak dzieci. Sieć obiegły zdjęcia kierowcy, który spał w swojej Tesli podczas jazdy, inni chwalą się tym, co można robić za kierownicą zamiast kontrolować samochód.

Pechowa tesla uderzyła z pełna prędkością w naczepę. Dlaczego tak się stało? Prawdopodobnie autopilot… nie rozpoznał białej ciężarówki na tel jasnego nieba i auto nawet nie zwolniło. Kierowca też nie zareagował, bo w tym czasie oglądał podobno film na DVD. Choć firma tesla ubolewa, to jednocześnie zwraca uwagę, że śmiertelny wypadek miał miejsce po przejechaniu łącznie 130 mln mil w trybie autopilota. To znacznie więcej niż w tradycyjnej jeździe z „użyciem czynnika ludzkiego”, gdzie śmiertelny wypadek trafia się średnio raz na 60 mln mil.

Odrobina historii

Jak właściwie działa samochód autonomiczny? Kamery, radary i czujniki zapewniają zakres obserwacji dookoła auta. System rozpoznaje także sygnalizację świetlną oraz znaki drogowe. Jest w stanie zareagować na nagle zmieniającą się sytuację na drodze, jak wtargnięcie pieszego na jezdnię, czy zajechanie drogi.

Zagłębiając się w historię pomysłu elektronicznego szofera zabrniemy oczywiście dalej niż moglibyśmy się spodziewać. Jak przy wszystkich futurystycznych wynalazkach wielką rolę odegrała wojna i potrzeby wojska. Niemcy podczas II Wojny Światowej skonstruowali np. urządzenie, wyprowadzające w automatyczny sposób bombowce z lotu nurkowego. Było to koniecznością, bowiem w czasie nurkowania pilot zazwyczaj tracił na kilka sekund przytomność. Potem Niemcy z dużymi sukcesami budowali samonaprowadzające się bomby i rakiety, a ich pomysły twórczo rozwinęli Amerykanie.

Samochody autonomiczne w USA

taksowki-nowy-jork

Samochody bez kierowcy pojawiły się w USA jeszcze w latach 20. XX wieku. Dokładniej rzecz biorąc kierowca jednak był, tyle że w drugim samochodzie, jadącym tuż za eksperymentalnym pojazdem – to on zdalnie kontrolował pojazd-widmo.

Dużo zamieszania w ludzkiej wyobraźni zrobiła zorganizowana w Nowym Jorku w 1939 roku Wystawa Światowa, na którą firma General Motors przygotowała ekspozycję Futurama. Pokazywała ona jak będzie wyglądał  świat w 1960 roku. Ekspozycja przedstawiała optymistyczną wizję bezkolizyjnego ruchu i pozbawionych kierowców samochodów, poruszających się po specjalnie dostosowanych autostradach.

Koncepcja wydawała się logiczna. W 1953 przeprowadzono próby z samochodem poruszającym się samodzielnie dzięki umieszczonym w drodze, magnetycznym paskom. Najpierw próbowano z modelem, później z normalnym autem, zbudowano też drogę wykrywającą znajdujące się na niej metalowe obiekty. W ten sposób związany z szosą autonomiczny samochód był w stanie przyspieszać, hamować i skręcać. Planowano, że autonomiczne samochody pojawią się w sprzedaży już w 1975 roku!

W latach 60. i 70. podobne próby prowadzono również w Wielkiej Brytanii, gdzie Citroen DS był sterowany dzięki umieszczonym w drodze kablom. Cytryna uzyskała średnią prędkość przejazdu sięgającą 130 km/h i precyzję nieosiągalną dla ludzi. Oczekiwano wtedy, że autonomiczne samochody zwiększą pojemność dróg o połowę.

Projekt Eureka Prometheus 

Wszystkie te pomysły miały jedną wadę: „autonomiczny” samochód mógł poruszać się wyłącznie po wcześniej przygotowanej drodze. Za pierwszy prawdziwie autonomiczny samochód można więc uznać pojazd, który powstał na Uniwersytecie Bundeswehry w Monachium w 1980 roku. W obszernym wnętrzu vana Mercedesa umieszczono komputery. Mimo małej mocy obliczeniowej, analiza kolejnych zdjęć robionych przez sprytnie zaprogramowane sensory optyczne, pozwalała na orientowanie się w przestrzeni i kierowanie samochodem. Podczas testów, system z powodzeniem kontrolował skręty, przyspieszanie i hamowanie, a osiągnięty sukces zaowocował rozpoczęciem projektu Eureka Prometheus, który był programem poświęconym autonomicznym samochodom, wspieranym przez Komisję Europejską i koncerny motoryzacyjne.

Efektem projektu był np. przerobiony Mercedes 500 SEL, który był w stanie samodzielnie śledzić innych uczestników ruchu, zmieniać pasy i wyprzedzać wolniejsze samochody. 1992 rok przyniósł udane próby autonomicznych samochodów w normalnym ruchu ulicznym, a już w 1995 roku autonomiczny samochód, wprawdzie z ingerencjami kierowcy, przejechał trasę z niemieckiego Monachium do Odense w Danii, pokonując około 1.700 kilometrów.

Włoskie podejście

Nieco inną drogą poszli Włosi. Ich przebudowana Lancia Thema bazowała na śledzeniu poziomych znaków, namalowanych na drogach. Rozwiązanie to również okazało się całkiem skuteczne – w czasie prób ich pojazd był w stanie samodzielnie jeździć przez 94 proc. czasu na dystansie, sięgającym 1900 kilometrów.

Nie próżnowano też po drugiej stronie Atlantyku. W drugiej połowie lat 90 DARPA — amerykańska Agencja Zaawansowanych Obronnych Projektów Badawczych wspólnie z największymi firmami sektora zbrojeniowego zaangażowała się w projekt systemów, które w przyszłości miały znaleźć zastosowanie na polu bitwy (a potem normalną koleją rzeczy przejść „do cywila”). Wśród nich były również autonomiczne pojazdy.  

DARPA prowadziła testy wykorzystujące laser do pomiaru odległości. Sukcesem było przejechanie przez opracowany przez agencję pojazd 600 kilometrów po obfitujących w skalne przeszkody pustkowiach. Prędkość nie była powalająca – 3 km/h. Inny wóz przejechał przez Stany Zjednoczone, zaliczając trasę o długości 5-tys. km. Jego autonomia była jednak połowiczna — komputer odpowiadał tylko za ruchy kierownicy.

Istotnym ułatwieniem było wykorzystanie GPS-u. W 2004 roku zorganizowano wyścig  Darpa Grand Challenge, w którym autonomiczne samochody musiały przebyć pustynną trasę w jak najkrótszym czasie. Chwilę później samochody nie ścigały się już po pustyni (statyczne przeszkody na bezdrożach nie stanowiły już wyzwania), ale zmieniły środowisko na przestrzeń miejską.

Do gry włączyły się również firmy nie związane z motoryzacją, takie jak Google, bardzo szybko osiągając duże sukcesy. Po serii testów autonomiczne samochody Google’a zostały w niektórych amerykańskich stanach dopuszczone do ruchu!

Dokąd zajedziemy?

Volvo pracuje nad rozwiązaniem nazwanym pociąg drogowy SARTRE, w którym autonomiczne samochody komunikują się między sobą i dzięki temu mogą jechać w minimalnych odstępach. W takich sytuacjach człowiek ze swoimi ograniczeniami i długim czasem reakcji nie jest w stanie zapewnić bezpieczeństwa.

Już teraz samochody coraz częściej są podłączone do Internetu. I nie chodzi jedynie o dostęp do plików muzycznych, prognozy pogody i informacji o korkach. Zwiastunem zmian jest rozpoczęty pilotażowy projekt w amerykańskim Ann Arbor. Kilka tysięcy lokalnych samochodów zostanie wyposażonych w sprzęt, umożliwiający wzajemną, automatyczną komunikację, jak również komunikowanie się z infrastrukturą drogową. Dzięki temu pojazdy mają przesyłać sobie nawzajem ostrzeżenia o nadjeżdżających samochodach – chodzi o to, by kierowcy wiedzieli o zbliżającym się zagrożeniu nawet wtedy, gdy nie będą go widzieć. Nietrudno wyobrazić sobie wyeliminowanie z tej układanki jej najbardziej zawodnego elementu – człowieka.

Tymczasem jednak zawodzą

Wspomniany wypadek na pokładzie automatycznej Tesli, był śmiertelną, ale nie  jedyną pomyłką autopilota. Wcześniej Model X przy prędkości około 95 km/h zjechał z drogi i przebił się przez drewniane bariery odgradzające jezdnię od pobocza. Nikt nie został poważnie ranny, natomiast auto zostało uszkodzone.

Producent samochodów Tesla zareagował na zdarzenie: „System autopilota nie był używany w prawidłowy sposób w momencie, kiedy doszło do wypadku na górskiej drodze w Montanie”. „(…)samochód poruszał się po drodze, na której nie było bariery oddzielającej przeciwległe jezdnie. To typ drogi, na której odradzamy jazdę w trybie autopilota”.

Analiza danych z rozbitego samochodu, miała według koncernu ujawnić, że samochód na krótko przed zjechaniem z drogi zaalarmował kierowcę, by ten przejął kierownicę, ponieważ warunki drogowe uległy zmianie na trudne. Kierowca jednak nawet przez chwilę nie złapał za kółko.

Wypadki miały również auta Googla, które są jeszcze dalekie od ideału. Choć poruszają się z niewielką prędkością do wypadków z udziałem autonomicznych samochodów dochodzi pięć razy częściej niż w przypadku tradycyjnych samochodów. Kalifornijski Departament Ruchu Drogowego dokładnie przygląda się testom Google’a i opublikował ostatnio raport podsumowujący 14 miesięcy. Okazuje się, że w tym okresie samochody doznały 272 porażek i rozbiłyby się przynajmniej 13 razy, gdyby nie interwencja znajdującego się w pojeździe kierowcy. W sumie znajdujący się w pojazdach kierowcy musieli przejąć kontrolę nad samochodem aż 346 razy – czy to w wyniku opisanych awarii czy kierując się własnym instynktem. Wygląda na to, że upłynie jeszcze sporo czasu zanim będziemy mogli w 100 proc. zaufać autonomicznym pojazdom.

Kwalifikacja autonomii pojazdu

Ale czy to na pewno samochody autonomiczne? W Stanach agencja NHTSA wypracowała klasyfikację pojazdów autonomicznych. Dzieli ona autonomię pojazdów na następujące poziomy.

Poziom 0: Kierowca całkowicie kontroluje pojazd.

Poziom 1: Zautomatyzowane są pojedyncze czynności np. automatyczne hamowanie.

Poziom 2: Zautomatyzowane są dwie połączone czynności np. utrzymywanie odstępów od innych aut (ACC) oraz system ostrzegający przed zjeżdżaniem z pasa (LDW).

Poziom 3: Kierowca całkowicie powierza kontrolę automatowi, ale tylko w pewnych określonych sytuacjach.

Poziom 4: Pojazd jest autonomiczny przez cały czas. Kierowca w ogóle nie musi przejmować kontroli jadąc z punktu A do punktu B.

Tak bardzo podziwiany autopilot Tesli jest uważany wciąż za autonomię poziomu 2 (z dużą szansą na osiągnięcie poziomu 3). Autopilot Tesli naprawdę jest bliższy „technologii asystującej” niż „technologii prowadzącej samochód”.

Sceptycy podnoszą, że również automatyczne samochody Google nie byłyby w stanie jeździć w większości miejsc na świecie. Za bardzo polegają na mapach i muszą to być mapy o wiele dokładniejsze od tych, które są dostępne w Google Maps. W dodatku muszą być często aktualizowane. Z tego powodu 99% powierzchni USA jest poza zasięgiem tych samochodów.

Autopilot do syrenki?

Czy jednak, chcąc być trendy, naprawdę trzeba kupować drogi, napakowany elektroniką samochód autonomiczny? Przecież nie buduje się samochodów na gaz, tylko dokłada instalację do zwykłego silnika. Naprzeciw wychodzi firma Cruise Automation. Proponuje autopilota, którego można zamontować w „zwykłym” samochodzie. Na razie system nie może całkowicie zastąpić kierowcy. Zadba jednak o to, aby samochód trzymał się swojego pasa ruchu i zachowywał odpowiednią odległość od innych aut. Automat zwolni lub nawet całkowicie zahamuje, jeśli pojawi się jakaś przeszkoda.

Komplet  ma kosztować 10 tys. dolarów i składa się z radaru, podwójnych kamer, GPS-u oraz czujników inercyjnych. Na dach zakładamy coś w rodzaju policyjnego koguta, w bagażniku instalujemy komputer oraz siłowniki i …gotowe.

Samochód autonomiczny – problemy techniczne i prawne

Formalności prawne

Choć samosterujące samochody wydają się być na wyciągnięcie ręki, to jednak konstruktorzy mają jeszcze do pokonania niezliczone problemy. Pojazdy bez człowieka wciąż zbyt słabo radzą sobie ze zmiennymi  warunkami na drogach. Nie tylko śnieg, ale nawet ulewny deszcz stanowi przeciwwskazanie do automatycznej jazdy. Auto Google nie będzie wiedziało, jak poradzić sobie z sygnalizatorem świetlnym, który ledwo co pojawił się na znanym mu wcześniej skrzyżowaniu. Ostre słońce może też utrudnić rozpoznanie sygnału świetlnego. Prace remontowe na drodze dezorientują autonomiczny pojazd, nie zrozumie on też znaków dawanych przez policjanta drogówki. Czasem auto może zatrzymać się przed kawałkiem papieru lub skapitulować przed stertą patyków.

Nie wiemy dokładnie, kiedy Tesla zdecyduje się zamienić swojego „autopilota” w prawdziwe auto autonomiczne. Technologia powinna być gotowa już za mniej niż dwa lata, jednak całość mogą spowolnić niezbędne regulacje prawne.

Inni producenci aut premium są mniej więcej na tym samym poziomie: w Audi Q7 i Mercedesie klasy S możliwa jest jazda z niewielkimi prędkościami bez rąk na kierownicy, a w przypadku większych (do 210 km/h) kierowca musi przynajmniej lekko ją trzymać. Seria 7 i klasa E potrafią samodzielnie parkować i wyjeżdżać z miejsca parkingowego. Nowe A8, od 2017 roku, ma do 130 km/h jeździć zupełnie samodzielnie.

W USA w ciągu najbliższych miesięcy mają pojawić się kompleksowe przepisy federalne, regulujące kwestie poruszania się po drogach samochodów autonomicznych, a w Europie w tym roku zmieni się konwencja wiedeńska, żeby auta korzystające z funkcji automatycznej jazdy mogły być dopuszczone do ruchu. Na razie systemy zakładają, że kontrolę nad nimi sprawuje człowiek i to on odpowiada za ewentualne szkody. Gdy jednak technika pójdzie jeszcze dalej, takie rozwiązanie będzie niewystarczające. Volvo zapowiedziało, że jako przyszły producent samojeżdżących pojazdów poniesie pełną odpowiedzialność za ich działanie.

Dylematy moralne autopilota

Przyznajemy, że autonomiczne samochody już istnieją i potrafią samodzielnie poruszać się po jezdni, omijać przeszkody lub po prostu zatrzymać się. Niestety sytuacje w ruchu bywają różne, a pojazd nie zawsze zdąży zahamować. Automaty muszą nauczyć się podejmować  decyzje w sytuacjach kryzysowych, gdy zagrożone jest ludzkie życie. Czy możemy np. zgodzić się, aby samochód skręcił, uderzył w mur i zabił kierowcę, ratując przy tym niewielką grupę pieszych (do 10 osób)? Czy maszyna powinna w takim wypadku zawsze poświęcać kierowcę (system wybiera tzw. mniejsze zło), czy ma go zawsze chronić, czy może powinna pokierować się opcją losową?

Francuzi przeprowadzili na ten temat ankietę. Większość ankietowanych (75%) stwierdziło, że autonomiczny samochód powinien brać pod uwagę ograniczenie liczby ofiar, czyli pojazd ma skręcić i uderzyć tak, aby zginął tylko kierowca, ratując przy tym 10 osób. 50% badanych uznało, że kierowca powinien zginąć nawet jeśli uratuje w ten sposób tylko jednego człowieka.

Okazało się jednocześnie, że będąc na miejscu kierowcy, ludzie chcieliby, aby ich samojeżdżący pojazd wybrał „większe zło”, natomiast gdyby znaleźli się na miejscu przechodnia, to kierowca powinien zginąć.

Samochód autonomiczny – koniec z frajdą?

Według ostrożnych szacunków samochody z funkcją w pełni automatycznej jazdy (bez udziału kierowcy) pojawią się na ulicach w 2025. Pięć lat później samochody z funkcją w pełni automatycznej jazdy będą mogły stanowić nawet 25 proc. wszystkich aut. Jak jednak wówczas będzie wyglądała radość z prowadzenia samochodu, tak podkreślana w każdej prawie reklamie nowego modelu? Może po prostu o tej przyjemności zapomnimy.

Twórca Tesli Elon Musk  porównuje motoryzację z windami – kiedyś potrzebni byli windziarze, lecz dziś wystarczy przycisnąć guzik i winda automatycznie jedzie na właściwe piętro. Jego zdaniem podobnie będzie w przypadku samochodów: maszyny będą bardziej inteligentne od nas, dlatego człowiek nie będzie musiał już ich obsługiwać, a wręcz będzie stwarzał zagrożenie na jezdni. Skończy się wprowadzeniem przepisów,  które zabronią ludziom kierować samochodem.

Czy tego chcemy, czy nie, jest tylko kwestią czasu, kiedy autonomiczne samochody wyjadą na drogi. Do niedawna traktowano je jako wizję motoryzacyjnej przyszłości, dziś pracują nad nimi specjaliści we wszystkich zakątkach świata. Dopracowanie inteligentnych systemów to kwestia kilku najbliższych lat, potem do pokonania pozostanie już tylko bariera psychologiczna – będziemy się musieli przyzwyczaić do jeżdżenia z dużą prędkością pojazdem pozbawionym kierownicy i hamulców, autem nad którym nie mamy żadnej kontroli.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *