Автомобили безпилотники. Перспективы, технологии, проблемы, сроки

Автомобили-роботы заменят водителей всего через 20 лет. В этой статье мы расскажем о преимуществах и недостатках технологий, обещающих в скором времени революцию на дорогах.

Новый Mercedes S-класса на полном ходу приближается к манекену, стоящему посередине трассы. Вежливый инженер, сидящий на пассажирском сиденье, убеждает не волноваться: «Машина сама все сделает, если желаете, закройте глаза руками». Скорость 50 км/ч, до манекена остаются метры. И вдруг Mercedes останавливается как вкопанный. Система Pre Safe Brake «увидела» пешехода, проанализировав рост и положение объекта, и приказала электронике нажать на тормоза.

В целом, мнения ведущих инженеров крупных автопроизводителей относительно систем безопасности будущего сводятся к тому, что проблема не в технике, а скорее в людях. Все мы ужасно несовершенны — за ситуацией на дороге радар следит внимательнее, а движение автомобиля корректирует эффективнее. Главное — научиться доверять: отдаться на волю датчиков и обрабатывающей их сигналы электронике, подавить в себе естественные желания и стереть тысячелетнюю историю условных рефлексов. Остальное сделает он — Mercedes S500, лаборатория на колесах, напичканная всеми системами активной и пассивной безопасности, какие только есть у компании Mercedes: Pre Safe, Night View, Distronic, Base Plus, Active Lane Keeping Assist, Collision Prevention, не говоря о давно привычных АБС и ESP. Не заметили пешехода? Он затормозит. Вас подрезали? То же самое. Отвлеклись, заговорились потелефону, выехали на резервную полосу? Автомобиль вернется на нужное место автоматически. Решили совершить обгон, а там — встречный автомобиль? Mercedes S500 заметит и избежит лобового столкновения. Если во время движения машины убрать руки с руля, «пятисотый» начнет вести самостоятельно, ориентируясь на линии дорожной разметки и идущие впереди машины. Так проходит несколько секунд, потом раздается громкий сигнал тревоги: мол, пошалили — и хватит, извольте держать руль обеими руками. И это правильно: без водителя S 500 Intelligent Drive ездить не умеет. Ведь он — не совсем то, что специалисты называют «автономным автомобилем», по крайней мере сейчас. По словам руководителя проекта Mercedes по электронным помощникам и системам активной безопасности Йохена Херманна, S Intelligent Drive позволяет накопить больше информации о работе электронных систем и понять, как станет складываться взаимодействие человека и автомобиля в условиях реальной эксплуатации. Ведь любую систему, которая есть здесь, можно заказать как опцию.

Mercedes S500

«Важно, чтобы вы поняли, — подчеркивает Йохен Херманн, — S-класс, за рулем которого вы сидели, с технической точки зрения полностью готов к тому, чтобы возить пассажиров без водителя. Технически сделать автономный автомобиль — не проблема. Сегодня важнее определить внешний контекст, решить проблему ответственности в случае ДТП и создать необходимую инфраструктуру. Сколько времени на это уйдет? Трудно сказать. Мы считаем, что около 15—20 лет».

Google радар? Очень дорог

За базу взяли Toyota Prius, но авторство системы автономного управления принадлежит компании Google. Руководит проектом Себастиан Трун, один из авторов Google Street View и директор Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта. Именно его группа выиграла в 2005 году гонку беспилотных автомобилей Darpa Grand Challenge (в качестве базы использовался VW Touareg) и получила от американского Минобороны приз в $2 млн. Автомобиль, умеющий ездить без водителя, военные хотят заполучить ничуть не меньше, чем хотели дрон, поэтому именно они и дали энтузиастам первый толчок (и деньги). По сегодняшним ценам оборудование, которое инженеры Google установили на Prius, обойдется в $140 000, причем самое дорогое устройство, лазерный радар (лидар), стоит $85 000. А еще этот немаленький прибор, испускающий одновременно 64 лазерных луча, должен стоять на крыше, что здорово портит внешний вид автомобиля.

Toyota Prius Google

В разработанной Google системе лидар служит для построения подробной трехмерной «карты», отображающей обстановку вокруг автомобиля. Кроме него предусмотрены телекамера на ветровом стекле и два радара: один спереди, другой сбоку. В автопарке Google автомобилей без водителя как минимум дюжина.

В 2012 году компания заявила, что их суммарный пробег достиг 500 000 км, причем ни одной аварии зарегистрировано не было.

BMW. Помощь, но не замена водителя

Сегодня компании BMW и Continental продуктивно совместно работают над автопилотом. Подход отличается от концепции беспилотного автомобиля: если электроника по какой-либо причине не справится с ситуацией, водитель не должен бездействовать и полностью отвлекаться от дороги. То есть инженеры немецкого концерна намереваются автоматизировать управление не на 100%, а на 99%, чтобы водитель мог отвлечься: например, поговорить по телефону, прочитать электронную почту, посмотреть новости на дисплее подключенной к мобильному Интернету системы Connected Drive.
Автопилот BMW и Continental
Стоит отметить, что такая идея требовательным клиентам бизнес-класса весьма нравится. Таким образом, в планах баварцев предложить покупателям частично автономные автомобили уже к 2016 году, автоматизированные — в 2020-м, а управляемые электроникой на 100% — только после 2025 года.

Общая идея

Деньги и ресурсы вкладывает в «беспилотники» не только немецкий концерн Mercedes. Nissan, например, настолько уверен в себе, что даже объявил дату презентации своего автономного автомобиля — 2020 год. Работают в этом направлении и другие автоконцерны: BMW, Audi, Ford, Honda, Toyota и General Motors. Участвует даже «чужой» в автомобильном мире игрок, интернет-гигант Google. Автономный «гугломобиль» на базе Prius давно примелькался на дорогах Калифорнии, Флориды и Невады, где не так давно были приняты законы, разрешающие эксплуатацию беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования. Все уверены, что за беспилотными автомобилями будущее. И оно не так далеко, как можно подумать.

Аналитики агентства Morgan Stanley говорят об этом уже открыто: появление автомобилей-роботов ознаменует настоящую революцию в мире транспорта. В подтверждение своего заявления они рисуют детальную картину последствий этого эпохального события и по шагам расписывают предполагаемый процесс замены автопарка после 2022 года.
На сегодняшний день мы находимся на первом, «пассивном» этапе. Следующий шаг — «частичная» подмена водителя, что произойдет уже между 2015 и 2019 годами. Наконец, в 2019-2022 годах автомобиль должен стать полностью самостоятельным. Более того, всемирно известное агентство подсчитало, каким выйдет для США сопиоэкономический эффект в плане общей экономии с появлением селф-драйвов — $1,3 млрд ежегодно. Это около 8% ВВП США. Вот в этой цифре и заключается вся мощь инноваций, которые, казалось, были ограничены кинематографическими фантазиями создателей фильмов «Рыцарь дорог», «Я, робот», «Особое мнение» и прочей фантастики.

В первую очередь появление подобных автомобилей изменит статистику дорожно-транспортных происшествий. Правда, в этом отношении господин Херманн из Mercedes считает необходимым одно уточнение: «Автономные автомобили делаются не для того, чтобы раз и навсегда избавить нас от аварий, это скорее следствие. Но с ростом количества беспилотников, тем не менее, число смертей на дорогах уменьшится».

Центр изучения проблем транспорта Eno Center for Transportation дает более точные цифры: если бы автомобильный парк США состоял из автономных машин на 90%, ежегодно на дорогах гибло бы на 21 700 человек меньше. Соответственно, значительно сократились бы расходы государства на здравоохранение. Существуют и прямые выгоды. Согласно упоминавшемуся уже докладу агенства Morgan Stanley, только в США ежегодно потребляется 143 млрд литров автомобильного топлива, что в денежном выражении составляет $500 млрд. Автомобиль, способный самостоятельно прокладывать маршрут, минуя пробки, и поддерживать постоянную скорость движения, с тем же мотором будет расходовать топлива почти на 30% меньше нынешнего. Но и это еще не все. Умение выбрать верный маршрут повысит продуктивность общественного труда как за счет сэкономленного времени, так и потому, что, пока виртуальный водитель перемещает нас из одного пункта в другой, в машине мы сможем делать что-нибудь полезное. Впрочем, отнесем последнее на счет профессиональной деформации аналитиков, уверенных, что даже в дороге все обязаны работать.

Audi. С Pikes Peak на парковку

В 2010 году беспилотный Audi TTS за 27 минут сам поднялся на Pikes Peak (крупная гора в центральной области США, в штате Колорадо, имеет высоту 4291 м над уровнем моря). Неплохо, учитывая что у опытного пилота уходит на это примерно 17 минут. Разработали систему управления беспилотника в Electronic Research Lab в городе Пало-Альто. По словам главного разработчика, «это не попытка заменить водителя, а работа по совершенствованию "электронных помощников"». Для контроля передвижения автономного автомобиля используются датчики системы позиционирования высокой точности, основанные на GPS, а также две видеокамеры, обеспечивающие круговой обзор. Кроме этого работает система гироскопов, которые помогают осуществлять контроль за ускорением при разгоне, торможении и перегрузками при поворотах. Информация от систем контроля поступает в компьютер, размещенный в багажном отделении. Необходимым ПО для его работы занимались сотрудники компании Oracle.
Electronic Research Lab. AUDI
Инженеры Audi заявляют, что в 2015 году дилеры предложат покупателям автомобили, способные на невысоких скоростях самостоятельно нажимать педали газа и тормоза и вращать руль, а водитель, например в пробке на МКАД, займется чем-нибудь полезным. Ну а к 2020 году немцы обещают систему автономной парковки с управлением со смартфона.

Volvo. Шведский «паровоз»

Несколько месяцев назад компания Volvo завершила проект Sartre: несколько автомобилей, способных в колонне следовать за «вожаком» (как правило, за автопоездом), который дистанционно управляет этими «вагончиками». В основе системы — обмен большими объемами информации, особые антенны и специальные протоколы. По скоростной магистрали передвигаться можно «отделениями» до восьми машин. В отличие от людей, электроника способна включить тормоза всех автомобилей в группе почти одновременно, разброс по времени не превышает 0,02 с. Однако на движение по городу такая система не рассчитана.
Sartre volvo
Самое интересное в разработке Sartre то, что она использует оборудование, которое уже имеется в серийных моделях Volvo: телекамеры, лазерные дальномеры, радары. Остается добавить только систему связи и необходимое программное обеспечение.

Honda. Раньше 2020 года

Центр опытно-конструкторских работ компании Honda в Точиги, Япония. Водитель сидит на своем сиденье в Accord, но ни к рулю, ни к педалям не прикасается. Радар и телекамеры помогают автомобилю оценить ширину проезжей части, «увидеть» пешеходов и другие препятствия. Даже те, которые за углом, — достаточно, чтобы в кармане лежал смартфон с включенным Wi-Fi. Конечно, пока все на уровне эксперимента. Но наблюдать с пассажирского сиденья, как руль вращается сам по себе, а автомобиль то ускоряется, то притормаживает, — непривычно.

В Honda уверены: системы автономного управления появятся очень скоро, даже раньше 2020 года, хотя многие производители поставили себе именно этот срок. По крайней мере так думает Тошихито Нонака, отвечающий в Honda за научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую работу.

Toyota. Сам объезжает препятствия

Беспилотный автомобиль? «Нет, спасибо», — отвечают инженеры Toyota. Японцы ставят на решения, которые помогут водителю, но не заменят его. Недавно они испытали систему, предотвращающую наезд на пешехода, причем более совершенную, чем европейские: определив, что перед автомобилем имеется препятствие, система моментально жмет на тормоза. Если этого недостаточно, руль автоматически поворачивается для объезда препятствия. Угол поворота рулевого колеса при этом может достигать 90°, но эта функция включается только при наличии на асфальте четкой разметки, разграничивающей полосы.

Automated Highway Assist

В остальном же деятельность Toyota в направлении автоматизации сводится к разработке системы помощи в управлении автомобилем на скоростной магистрали (Automated Highway Assist) за счет объединения системы контроля за уходом с полосы движения и привычных функций круиз-контроля.

Проблема этики

Главная проблема автомобилей-роботов не в технике и даже не в цене (по расчетам Mercedes, стоимость с учетом модели вырастет всего лишь на несколько тысяч евро), а в отсутствии необходимых общественных механизмов. Умным машинам нужны умные дороги — то есть динамичные, способные управлять взаимодействием между автомобилем, асфальтом и дорожными знаками. А владелец автомобиля не может ограничиться ролью простого пользователя, он обязан генерировать информацию для интегрированной системы управления. Однако сейчас роль человека в «новом мире» до конца не ясна. В эпоху тотальной автоматики концепция личного суждения или, если говорить шире, этические подходы к вопросам сосуществования в гражданском обществе, без сомнения, подвергнутся трансформации. И вполне возможно, человеческий фактор — мы имеем в виду не только свойственные человеку ошибки, непредсказуемость, но и человеческий интеллект — утратит главенство и отойдет на второй план. Эти размышления имеют и чисто практический аспект. Например, кто будет виноват в случае аварии?

Брэд Темпельтон, консультант компании Google и гуру в вопросах автономных автомобилей, видит проблему так: «Никому не следует думать, что он способен достичь абсолютного совершенства. Автономные машины тоже будут попадать в аварии. Так что от страховки никуда не уйдешь. Я думаю, полис станут продавать вместе с автомобилем. Да и руль в любом случае никуда не денется. Просто будет переключатель, захотел — включил автомат, не захотел — ведешь сам».

Однако все прогнозы и анализы строят без учета одного фактора, на наш взгляд, фундаментального: для миллионов людей управление машиной — все еще удовольствие. А автомобиль был и остается как инструментом самовыражения, так и признаком принадлежности к определенной социальной группе. Все это вещи нематериальные, оценить их непросто. Но именно на них, а не на чисто утилитарной составляющей, сейчас основывается успех той или иной машины, в том числе и нового Mercedes-Benz S-класса.