Беспилотные автомобили остаются спорной темой с точки зрения безопасности, но продолжают активно развиваться и внедряться в повседневную жизнь, в том числе и в России. Беспилотные машины уже ездят по улицам городов, пусть и со «страхующим» водителем. Гораздо раньше разработки стали применяться для грузоперевозок и работ в сложных условиях. Сейчас в России не одна компания занимается освоением беспилотных технологий и представляет свои концепты.
История развития
Внедрение на дорогу беспилотных автомобилей в России началось примерно в 2018 году — тогда в Москве уже появились первые беспилотники. Тогда же начало модифицироваться законодательство — ГАЗ, КАМАЗ, Сбер и Яндекс разработали план по выводу беспилотных автомобилей на дороги. Было даже написано постановление, разрешающее эксперимент по внедрению таких авто.
До сих пор обязательно условие, чтобы за рулем транспортного средства продолжал находиться водитель для подстраховки в случае чрезвычайной ситуации. При этом в 2021 году Россия вместе с рядом других стран пыталась внести изменения в конвенцию о дорожном движении для отмены излишних ограничений.
Однако наибольшее развитие технология получила не в городской среде, а среди грузовых машин и внедорожников. Особенно высокий спрос на беспилотный транспорт наблюдается в горнодобывающей промышленности. Отчасти это вызвано дефицитом кадров — водитель самосвала зачастую должен работать в неблагоприятных условиях, даже в местах с повышенной радиоактивностью. Американская компания Caterpillar ещё в конце прошлого века разрабатывала электронный беспилотный карьерный самосвал — настолько высока была потребность в этом типе техники.
Ещё одно направление использования беспилотной техники — агропромышленность. Компания Cognitive Pilot (одно из совместных предприятий Сбера) разработала систему автономного управления для комбайнов по уборке зерновых культур. Их испытания привели к хорошим результатом — снижению числа аварий, прямых потерь урожая, расхода топлива. Уже в 2020 году такие комбайны собрали более 700 тысяч тонн урожая в ходе проведения испытаний в 35 регионах, сэкономив при этом порядка 500 млн рублей.
Поскольку беспилотный транспорт позволяет не привлекать людей к труду в неблагоприятных условиях, они применяются и при освоении Арктики. Грузовики «Газпром нефти» стали использоваться уже в 2023 году. Также готовится к запуску беспилотный коридор для грузовиков на трассе «Москва — Санкт-Петербург».
Какие используются технологии
У беспилотных автомобилей различают шесть уровней автономности. Пока что максимальный уровень в мире, которого смогли достичь машины для пассажирских перевозок — четвертый. Такой автомобиль может при идеальных условиях полностью самостоятельно проехать путь. Для перевозки грузов уже разработан транспорт более высокого пятого уровня.
Для повышения степени автономности нужно много времени. Автомобиль должен проехать несколько сотен тысяч километров, записать и обработать соответствующее количество информации. Потом она используется для обучения все новых транспортных средств. При этом поскольку существовали прецеденты взлома автопилотов и их базы данных при передаче через интернет, некоторые компании (например, Яндекс) используют для накопления жесткие диски или SSD.
Окружающую обстановку машина оценивает при помощи различных камер по всем сторонам. Обычно на крышу устанавливается лидар — сенсор для определения расстояния. Прикреплены радары и в нижней части — они используются для определения положения в пространстве самого автомобиля.
Устройство беспилотных автомобилей Яндекса. Источник: https://sdg.yandex.com/
Яндекс использует для навигации собственные усовершенствованные карты. На них записана информация в том числе о разделении полос на конкретном участке дороги — если разметка сотрется, то машина узнает о действующем режиме движения по карте. На картах в режиме реального времени обновляется информация о проводящихся ремонтах дороги и других возможных препятствиях.
Разработчики и модели
Некоторые фирмы уже запустили свои разработки на дороги, в то время как другие только представили концепты. Ограничения законодательства не позволяют полноценно тестировать модели, совсем не подразумевающие участие человека в управлении. Однако такие тоже существуют и постепенно совершенствуются.
КАМАЗ
В сотрудничестве с разработчиками компьютерного зрения Cognitive Pilot в 2019 году был разработан «Одиссей» — он был предназначен для движения по замкнутому маршруту внутри завода. Позже был разработан уже беспилотный самосвал «Юпитер-30» в сотрудничестве с МГТУ им. Н. Э. Баумана. Такой беспилотник способен перевозить груз в 30 тонн со скоростью 56 км в час.
В 2018 году был представлен разработанный совместно с «НАМИ» КАМАЗ-1221 ШАТЛ — небольшой автобус-автопилот для перевозки пассажиров. Он, как и «Юпитер», совсем не предусматривает в своей конструкции водителя и способен двигаться по определенному маршруту. Компания планирует полноценно запустить грузовики по трассе между Москвой и Санкт-Петербургом в июне 2023 года.
Беспилотный самосвал и беспилотный пассажирский автобус, представленные КАМАЗом. Источник: https://kamaz.ru
Volgabus MatrЁshka
Компания разработала собственный модульный беспилотник для перевозки пассажиров и грузов. Модульность позволяет быстро проводить ремонт и обслуживание. Электромобиль заряжается за четыре часа, запаса батареи хватает на 130 км. Конструкция совсем не подразумевает наличия водителя, все механизмы управляются централизованно единым механизмом. Маршрут движения пассажиры могут выбирать самостоятельно. Это мобильные разработки, не предназначенные для крупных перевозок. Их максимальная скорость ограничена 30 км/ч, а грузоподъемность — 1300 кг.
Беспилотная разработка Volgabus MatrЁshka. Источник: https://www.volgabus.ru/matreshka/
BaseTracK
Эта компания изначально позиционировала себя как разработчика технологий для беспилотных автомобилей. Их технологии использовались при создании ГАЗель Next Eva — прототипа беспилотного маршрутного такси. Это не полноценный беспилотник, а скорее система помощи водителю. Она позволяет получить некоторые из преимуществ использования беспилотных технологий — в частности, сократить расход топлива. Фактически, водитель отвечает именно за руль, а прочие системы частично или полностью управляются компьютером. Производители отказались от лидаров и других механизмов компьютерного зрения, оставив лишь высокоточные системы навигации.
SberAutoTech
Сбер участвовал и в других предприятиях, связанных с беспилотными автомобилями, но не упустил возможности разработать собственную модель. Их технология используется как в легковых автомобилях, предусматривающих наличие водителя, так и в полностью автономных устройствах. Разработка ФЛИП похожа на модульный беспилотник от MatrЁshka — способна перевозить шесть пассажиров полностью без водителя. SberAutoTech решили использовать съемные батареи, чтобы не терять времени на зарядку транспорта. Система может ежедневно обрабатывать до 2 ТБ данных для своего обучения.
Яндекс
Проект Self-Driving Cars от Яндекса нацелен в основном на легковые автомобили. Компания активно проводила испытания в России, Израиле, а также США. После событий февраля 2022 года тестирование беспилотных автомобилей за рубежом стало затруднительным, но компании ранее удавалось договориться о выделении под эксперименты некоторых районов Москвы.
Их разработки уже запущены на улицах и на первый взгляд могут не отличаться от других машин Яндекса, в первую очередь за счет человека на водительском сидении. Однако он нужен только для подстраховки, а по факту машина движется за счет внутренних систем. Впрочем, Яндекс нередко критикуют за то, что корпорация не разглашает частоту вмешательств человека в управление автомобилем в ходе испытаний.
Итоги и перспективы
В целом российские разработчики показали, что вполне справляются с освоением технологии компьютерного зрения и беспилотных автомобилей в целом. Большая часть препятствий для развития сферы сводится к экономическим и политическим причинам. Из-за событий на Украине нарушились поставки важных составляющих, которые использовали российские производители, ухудшились условия тестирования, снизился бюджет компаний, а главное — покупательная способность населения.
В числе основных причин, по которым беспилотные автомобили могут не найти распространения в России указывался в том числе высокий спрос среди россиян на именно бюджетные модели транспорта. Беспилотные же средства будут явно дороже и спроса на них может попросту не быть, особенно в текущих условиях. Исключение есть — это горняки и золотодобытчики, которые потенциально могут купить беспилотные самосвалы.
Свою лепту вносят и слишком медленные изменения в законодательной базе. Недостаток правового регулирования беспилотников был официальной причиной прекращения сотрудничества Сбера и Cognitive Technologies. Существуют риски и со стороны культуры вождения — высказывались опасения, что водители могут намеренно провоцировать и «проверять» беспилотники на дорогах.
О сервисе Онлайн Патент
Онлайн Патент – цифровая система №1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech-решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе Онлайн-Патент и получите доступ к следующим услугам:
-
Онлайн-регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;
-
Подача заявки на внесение в реестр отечественного ПО;
-
Опции ускоренного оформления услуг;
-
Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;
-
Мониторинги новых заявок по критериям;
-
Онлайн-поддержку специалистов.
Больше статей, аналитики от экспертов и полезной информации о интеллектуальной собственности в России и мире ищите в нашем Телеграм-канале.
Получите скидку в 2000 рублей на первый заказ. Подробнее в закрепленном посте.
Прошлое беспилотных автомобилей не менее интересно, чем их будущее. Сегодня вопрос господства беспилотов на дорогах уже не обсуждается – он давно решен. Но еще каких-то 40-50 лет назад о том, чтобы передать управление транспортным средством роботу, не могло быть и речи. Эти идеи казались утопическими для всех, кроме пионеров беспилотного автопрома.
Как все начиналось
Все началось еще в далеких 30-х годах ХХ века, когда инженерам компании General Motors пришли на ум две гениальные для того времени идеи.
- Первая идея состояла в том, что машины будут управляться с помощью радиосигналов. Так они смогут контролировать дистанцию на трассе и избегать аварийных ситуаций.
- Вторая была более интересной – для реализации беспилотных поездок нужно построить специальные трассы в виде скейтбордных рамп. Автомобили будут ехать посередине, а если их начнет клонить к обочине, сила притяжения вернет их на место, в углубление дороги.
И хотя идеи были встречены скептически, они дали мощный толчок для развития технологий в нужном направлении.
Уже в 50-х технологи General Motors протестировали «умный» автомобиль Firebird II, который кроме новой системы торможения имел магнитные датчики и взаимодействовал с «умной» дорогой (с электро-кабелем под асфальтом). Версия №3 этого концепт-кара оснащалась первой системой автопилота, которая известна сегодня в качестве круиз-контроля. Эта система отвечала за удерживание постоянной скорости и значительно облегчала задачи водителя на дороге. Но до автопилота было еще далеко.
General motors Firebird II — первый автомобиль в мире с системой круиз-контроля
Первые беспилотные эксперименты
В историю беспилотных авто вошел 1961 год, когда учащийся Стэнфорда Джеймс Адамс создал и протестировал первую самоуправляемую тележку. Она управлялась обычным сигналом, посредством кабеля. Но уже второй прототип Стэнфордской тележки был радиоуправляемым.
Этот эксперимент не прошел незамеченным и в 1970-х годах известный ученый-практик Дж. Маккарти внес свои корректировки в устройство тележки, модернизировал ее с помощью системы технологического зрения. Теперь тележка могла передвигаться самостоятельно и ориентироваться при этом на линию белого цвета. Прототип также оснастили дальномером, видеокамерами и 4-мя каналами для сбора данных. Но и этого оказалось мало пытливому уму Маккарти – еще в 70-х он попытался создать трехмерное картографирование местности.
После успехов Маккарти усилия инженеров были брошены на создание 100% автономного транспорта без дистанционного управления. Ученые США и Японии добились значительных успехов, однако настоящий прорыв совершили немецкие исследователи во главе с Эрнстом Дикмансом.
«Умная» машина Дикманса
Это звание присуждается автоматизированному Mercedes-Benz Vario. Внушительные размеры этого фургона позволили поместить огромную компьютерную систему, и силиконовый мозг стал управлять передвижением 5-ти тонного железного монстра. Первый беспилотник Дикманса стал прототипом современных робокаров – здесь впервые были применены вычислительные механизмы и система имитации движения глаз. Эти инновации позволили сформировать модель обучения автомобиля, который самостоятельно оценивает ситуацию и принимает решения.
Автоконцерн Daimler-Benz обратил пристальное внимание на разработки Дикманса и запустил проект «Прометей», основной целью которого было усовершенствование беспилотников и достижение беспрецедентной безопасности на дорогах. Проект взял старт в 1987 году и за время его существования (8 лет) было потрачено больше 1 млрд долларов. «Прометей» вошел в историю как самый дорогой проект в сфере разработок робокаров ХХ века. Однако инвестиции были потрачены не зря.
К середине 90-х миру были представлены два роботизированных беспилотника — VaMP и VITA-2. Они прошли успешное тестирование на полигоне (в области Парижа), в процессе которого:
- передвигались со скоростью до 130 км/ч полностью на автопилоте;
- самостоятельно перестраивались и меняли ряд;
- следили за дистанцией и передвижением других участников движения;
- обгоняли впереди идущие машины.
Результатами проекта «Прометей» и разработками Дикманса воспользовались для серийного производства Mersedes-ов S-класса 1995 года. Эти машины были оснащены более продвинутой системой круиз-контроля, которая позволяла адаптироваться к средней скорости автомобильного потока и не нарушать дистанцию между авто.
Беспилотное настоящее
- В 2004 году состоялось первое в истории авто-соревнование с участием робокаров DARPA, где беспилотники настойчиво заявили о себе.
- В 2010 году мир увидел первый автопилот Google, разработанный на базе модели Toyota. Оснащенный радарами, видеокамерами и системой LIDAR, этот Гуглмобиль мог ориентироваться в пространстве, узнавать дорожные знаки и взаимодействовать с другими участниками автопотока.
- В 2012 году испытания своего беспилотника провела компания AUDI. Машина на автопилоте развивала скорость до 193 км/ч, отлично вписывалась в повороты и ускорялась на трассе.
- В 2013 Nissan и Honda доказали эффективность своих запатентованных систем автопилотирования. В планах компаний – начать массовое производство роботизированных авто в 2020 году.
- В 2014 шведская компания Volvo протестировала первый беспилотник с уникальной системой Drive Me. Успехи испытания позволили прогнозировать серийный выпуск робокаров этой марки уже в конце 2018 года.
- В 2015 появились первые серийные беспилотники – Tesla Model S, которые передвигаются на дорогах на 100% самостоятельно. Они наравне с Гуглмобилями считаются эталоном беспилотных технологий.
- 2016-2017 – период, когда все крупные авто-компании заявили о разработках собственных прототипов робокаров и планах на их серийный выпуск.
Перспективы беспилотного транспорта
О том, что искусственный интеллект отберет право у человека на вождение, говорят много и достаточно громко. Сегодня беспилотники признаны самым безопасным способом передвижения, а завтра они станут единственным выбором для человечества. Пройдет 10-20 лет и их господство станет тотальным.
Материалы по истории беспилотов:
Андрей Черногоров, генеральный директор Cognitive Technologies, компании — разработчика системы беспилотного автомобиля, рассказал «Афише Daily», как в России создается будущее транспорта.
Андрей Черногоров, генеральный директор Cognitive Technologies
Наследие СССР
«Здание Института системного анализа неказистое, но вполне историческое. Наша компания живет здесь с момента разрушения СССР, то есть уже 25 лет. Некоторые наши инженеры работают тут в третьем поколении. И мой дедушка работал здесь. Это был ключевой институт по разработке того, что мы сейчас называем искусственным интеллектом. Тогда это называлось оптимизационный алгоритм, он использовался, например, для равного распределения ресурсов при плановой экономике. Но были и более популистские проекты — в 1973 году здесь была разработана шахматная программа, ставшая чемпионом среди компьютерных алгоритмов. Через 33 года компьютер выиграл у Каспарова, но это был уже вопрос вычислительных мощностей, а сам алгоритм принципиально не менялся. Спустя еще 20 лет компьютер уже выиграл в го — это уже нейронные сети. Опять-таки алгоритм нейросети был известен еще с 1944 года — тогда был разработан весь математический аппарат, но тогдашние вычислительные мощности не позволяли их использовать. Пару лет назад произошел бум нейронных сетей, потому что принципиально выросли мощности компьютера».
«После развала Союза мы стали заниматься распознаванием изображений — это самая прикладная технология, которую проще всего конвертировать в продукт. Мы вышли на мировой рынок, начали сотрудничать с HP, Epson, CorelDraw, Panasonic и Canon. Устройства по всему миру комплектовались нашим софтом. Когда технологии OCR (Optical Character Recognition — «оптическое распознавание символов». — Прим. ред.) достигли потолка и бумага стала выходить из оборота, распознавать тексты стало неактуально. Мы выложили все коды и алгоритмы в бесплатный доступ. И всех наших математиков в 2012 году мы направили на работу с видео — то есть от 2D перешли к 3D. Самое сложное здесь: если камера раньше была статична, то теперь она двигается. Задача, с которой мы столкнулись, сродни той, что решал академик Челомей. В 1950-е годы ракеты запускались со стационарных позиций, и дальность их была не такая, как сейчас. Американцы могли запускать их с авианосцев, и это было серьезное преимущество. У нас же были лишь подводные лодки, но рассчитать траекторию ракеты, запущенной с них, было очень сложно. Челомей совершил серьезный научный прорыв, который помог достичь ядерного паритета. Сейчас задача без малого того же масштаба. Нам нужно достичь паритета в технологии беспилотных транспортных средств».
Революция беспилотного транспорта
Здесь и далее устройства для переоборудования обыкновенного автомобиля в беспилотный: видеокарты, вычислительный блок и камеры
«Этот рынок скоро будет оцениваться в $100 млрд, произойдет принципиальное изменение модели потребления. Обсуждаются разные концепции: личные транспортные средства, службы такси, общественный транспорт. Для меня нет большой разницы, будет ли это автобус, грузовик и легковая машина. Мы сделали прототип, представили его на государственном конкурсе, получили финансирование, а промышленным партнером стал КамАЗ — один из двух российских производителей, который действительно делает транспортные средства. За три года сотрудничества мы прошли путь от ноу-хау до промышленного изделия, который в следующем году ставится на конвейер.
В принципе, любое транспортное средство готово к тому, чтобы сделать из него беспилотное. Все современные машины стоимостью от $20 тысяч соответствуют понятию Drive-by-Wire — у них уже есть все электронные управляющие устройства, и дооборудовать их системами руления или торможения уже не нужно. Достаточно просто вставить «мозги» — и она поедет. Тот вычислительный процессор, который используем мы, конечно, не отечественный. В этой индустрии есть несколько мировых лидеров, например — nVidia. Именно доступность их мощных графических процессоров спровоцировала мировой бум нейросетей и дала импульс к развитию беспилотников. Но и такой блок сейчас стоит недешево — от 200 до 300 тыс. рублей. Зато его можно поставить как в грузовик, так и в легковушку или комбайн. И как только технология будет позволять, по одному щелчку можно переоборудовать миллионы машин. Так что революция беспилотников будет скачкообразной».
Как устроена первая российская беспилотная система
Автомобиль Nissan X-Trail, который оборудован системой ADAS, работающей в режиме эмуляции, выезжает из гаража Института системного анализа и ездит по Академическому району Москвы
«Все это чем-то похоже на то, как воспринимает окружающую реальность человек. У нас есть несколько органов чувств, при этом когда одни органы отключаются, другие усиливаются. Стереопара камер — это зрение (камеры на 60% состоят из отечественных компонентов). Эти два «глаза» позволяют определять дальность объекта. Радар — это как осязание, его устройство — полностью наше ноу-хау, и мы его собираем сами. Радар устанавливается на передний бампер и позволяет определять объекты, скрытые из вида: препятствие под снегом или большую яму, которая кажется лужей. Дополнительно у нас есть лидар — дорогой девайс, который стоит чуть ли не дороже, чем машина (около 10 тыс. долларов). Пока это недопустимая роскошь, и для нашей системы он необязателен.
Это система уровня ADAS (Advanced Driver Assistance Systems — «современная система содействия водителю». — Прим. ред.): мы распознаем пешеходов, велосипедистов, машины, объекты дорожной среды (например, конусы), дорожные знаки, светофоры. Наша фишка в том, что технология всепогодная. Даже в полный шторм выполняются те же функции. Вообще в мире такими технологиями занимаются пять команд, из которых три куплены автопроизводителями, а две независимые. Но такого не умеет практически ни одна.
Обработка дорожной ситуации с помощью нейросетей: в ролике можно увидеть, что процесс проходит заметно медленнее, но зато объекты распознаются четче
Есть алгоритмический анализ, а есть обработка ситуации через нейросети. Это сильно медленнее (так мы можем проехать на скорости 10–15 км/ч), потому что еще не хватает вычислительных мощностей, но дает очень крутой результат. Мы сегментируем сцену практически до пикселя. И за этим будущее.
Мы обучаем систему благодаря видео от нашего тестового флота, и также мы разбираем ролики с видеорегистраторов, которые находим в интернете, — они намного полезнее, чем те, где машины ездят по солнечному Пало-Альто. Кроме того, проехав один раз по местности, система наносит все объекты на визуальную карту. Второй проезд будет значительно более уверенным. Это позволяет создать уникальную базу, которую можно лицензировать для других производителей.
Когда дорога засыпана снегом и разметки не видно вообще, на помощь приходит технология «виртуального туннеля»
Самое интересное — это то, как система ориентируется в пространстве с плохой видимостью. Человек в любых условиях в принципе понимает, куда ехать, — у него есть некое понимание дороги. Если он здесь, а ему надо попасть туда, то он примерно представляет, куда ехать. Мы это называем «виртуальным туннелем» — он выделяется благодаря анализу самоподобия дорожной сцены. Мы выделяем горизонт, используем компас и задаем направление.
То, что у нас получилось сейчас, это уже крутое ноу-хау. Но мы нацелены на создание полноценного беспилотника до 2020 года. Понятно, что сначала мы будем производить системы подруливания, торможения, предотвращения столкновения. Но скоро по нашему текущему плану мы сможем ездить по дороге с не худшими показателями, чем человек. В России каждый год на дорогах гибнет 160 тыс. человек. Гибнут в основном из-за нарушения правил. Если разобрать каждую трагедию, мы увидим: либо был нарушен скоростной режим, либо не поменяна резина, либо за рулем сидел пьяный. Робот не может сознательно нарушить правила, но он может ошибиться. То есть жертв не избежать, но их будет гораздо меньше. В этом плане общество должно дозреть».
Кого винить в трагедиях: робота или человека
Здесь и далее иллюстрации к задачам, разработанным MIT. На дороге описываются ситуации, при которых жертв избежать невозможно, но у компьютера есть возможность выбора.
«На машине в момент трагедии в США стояла система уровня ADAS-1 — то есть она позволяла убрать руки с руля, при этом сохраняя контроль. На этом этапе за все отвечает водитель. Но дальше нас ждет резкий переход к тому, когда руля вообще не будет. В этом случае за все будет отвечать автопроизводитель. В дальнейшем он может перекладывать ответственность на производителя компонентов, алгоритмов и т. д. Но реально рынок начнет жить тогда, когда эти риски смогут принять страховые компании. Да, конечно, человека не вернуть, но вопрос в том, чтобы кто-то взял на себя материальную ответственность.
Допустим, ситуация на дороге сложилась такая, что любое решение, которое примет робот, приведет к жертвам. Что делать в случае сложного этического выбора? Ответ понятен: главное — это минимизация жертв. Все сформулировал еще Айзек Азимов в трех законах роботехники. Мы также проводили исследование и получили довольно агрессивные ответы от людей. Возможно, картинка получилась сбитая, потому что опрос проходил в интернете. Но важно задавать обществу такие вопросы, эти идеи должны пройти все стадии от отрицания до принятия».
Радар, установленный на решетке радиатора
Безработица среди дальнобойщиков, таксистов и комбайнеров
«Когда в Англии в XIX веке началась промышленная революция, появились луддиты, которые ломали станки, чтобы не потерять работу. Но сейчас мы понимаем, что они были не правы, так как в итоге все зажили лучше. Экономика — достаточно гибкая структура. Всегда найдутся отрасли, где человеческий труд найдет больший эффект. Все заводы автопроизводителей автоматизированы, но некоторые операции все равно выполняют люди. В каких-то ситуациях человек более адаптивен — он быстрее перенастраивается.
Я думаю, в будущем нас ждет некий симбиоз роботов и людей. Например, сейчас мы работаем над системой автономного комбайна. Квалифицированный комбайнер регулирует несколько параметров: скорость движения, направление, угол подъема жатки, угол атаки лезвий, скорость помола. От всего этого зависит количество собранного урожая — и оно может варьироваться на 60%. Но хороших комбайнеров становится все меньше и меньше. Робот же позволяет вовлекать в этот процесс больше людей с низкой квалификацией. Так что парадоксальным образом в этой области работы меньше не станет.
Впоследствии люди будут переключаться на более творческие специальности — идти туда, где надо что-то создавать, придумывать, проектировать. Люди, оторванные от непосредственной добычи каких-то материальных благ, будут заниматься культурой, искусством, производством замысловатых товаров. Произойдет усложнение структуры общества. Насколько это хорошо? Вопрос философский. Но без работы все не останутся. Уже сейчас есть примеры таких обществ, которые не держат лопат в руках».
Каким будет серийный беспилотник в 2020 году
Испытания Nissan X-Trail c беспилотной системой в режиме эмуляции. На экране ноутбука отображается, как автомобиль «видит» окружающую среду.
«Не думаю, что к 2020 году автомобиль как-то изменится внешне. Это будут те же серийные модели, которые вы видите сейчас, — немного переоборудованные. Просто в них будут встроены беспилотные системы. С точки зрения стоимости компонентов автомобиля это не очень дорогое решение. При массовом производстве цена на систему будет варьироваться в пределах $1000–1500. Можно сравнить это с тем, что произошло с ABS, — раньше за нее приходилось серьезно доплачивать, а некоторые водители говорили: «Да я сам лучше работаю ногой, чем этот ABS». А сегодня это стандарт.
Сейчас также обсуждаются хорошие концепции о том, что машина должна издавать внешние сигналы о том, что она видит. Когда человек подходит к зебре, он боится переходить дорогу сразу, потому что не понимает, видит его водитель или нет, и тот должен кивнуть или махнуть рукой. Так вот, машина, подъезжая к перекрестку, должна показать, что она распознала его. Например, с помощью светодиодного смайла на бампере.
Отдельный рынок, который начнет развиваться, как только водитель уберет руки от руля, — это «in car entertainment». Сейчас нельзя ни играть, ни смотреть кино в машине, потому что надо рулить. И максимум, что можно сделать, — вставить экранчики в подголовники, чтобы дети смотрели мультики и не отвлекали водителя. Но скоро из машины можно будет сделать полноценный кинозал, комнату для переговоров, зону релакса с приятной музыкой и местом, где можно поспать. Салон автомобиля будет оборудоваться так же, как гостиные».
На крыше тестового Nissan X-Trail установлены громоздкие камеры видеонаблюдения. По заявлениям разработчиков, сейчас задачи миниатюризации камер не стоит — для нынешнего этапа важна качественная картинка. Впоследствии камеры будут гораздо меньше, и крепить их будут на панели под лобовым стеклом
Угон и хакерские атаки
«Вопрос актуальный, так как все больше машин будут подключены к интернету. Но мы в этом плане идем другим путем. Наша машина ничего не получает извне, и система автономна. Все решения принимаются на борту, без запроса данных и сверки с внешней системой, как предполагают многие альтернативные подходы. Единственная гарантированная защита от взлома — это воздушный фильтр: то есть важно четко разделять контур управления от контура развлечений, навигации и прочего».
Законодательство в России и в мире
«У нас в стране в этом плане законодательный вакуум — это и хорошо, и плохо. Все наши серьезные тесты проходят на полигонах, где имитируются условия городской среды (один полигон в Татарстане, один под Москвой). Но на дорогах общего пользования наши компьютеры ездят в режиме эмуляции. То есть за рулем машины сидит водитель, компьютер делает все, что должен делать; пишется лог, а уже в офисе мы разбираем все решения, принятые компьютером, и сравниваем их с действиями водителя.
Мы активно участвуем в общественной работе, я являюсь секретарем комиссии Госдумы по развитию стратегических информационных систем. Перед уходом на каникулы мы внесли законопроект, который дает определение беспилотного транспортного средства, его оператора и формализует ответственность. Пока она лежит на операторе, «коим является любой субъект, который может повлиять на траекторию движения транспортного средства». Тем самым мы открываем целый пласт для регулирования.
Сейчас важно не пытаться придумывать законы прямого действия — о том, что надо делать так-то и так. Этот рынок нельзя ограничивать, он только ищет концепции. Но если дать ему правильный законодательный импульс, можно у нас создать такую же благоприятную среду, как в Калифорнии».
Как быть уверенным в безопасности этих машин
«Перед тем как запускать что-то на дороги, надо быть уверенным в качестве технологии. Но, к сожалению, американские коллеги выпустили на дороги сырой продукт, что привело к жертвам и к волне общественного неприятия. В итоге рынок должен прийти к системе объективных тестов. Многие говорят: «У нас беспилотник» — но какое у него качество и по какой «линейке» его можно померить? В каких ситуациях он работает? А если будет снег, дождь или яркое солнце?
Три научных института — Кембридж, MIT и МИСиС — сделали виртуальный полигон — некую среду с набором видеоконтента и правилами. При этом американские коллеги не особо горят желанием сравниваться в открытую. Все их алгоритмы закрыты, и никаких публичных демонстраций они не проводят. Все это похоже на некий мыльный пузырь, и инновационности там может оказаться не так много».
«Беспилотники — будущее, машины с искусственным интеллектом — уже разъезжают по мировым магистралям» — как-то так звучат многие научно-популярные статьи по этой теме. А что с технологией в России? Есть ли у наших компаний свои наработки в этой сфере из прекрасного далека? Давайте разбираться. Расскажем про беспилотные автомобили в России, основные представленные модели, принципы работы и порассуждаем о будущем.
Самые обсуждаемые беспилотники в России на текущий момент
Яндекс
Self-Driving Cars — так называется проект IT-компании, которая от поисковика вымахала в едва ли не главную финтех компанию СНГ. Свои беспилотники они тестировали не только в России, но и США, а также Израиле. Пожалуй, на текущий момент, это единственный проект который полноценно заработает в нашей стране в ближайшие годы. Компания активно лоббирует (в хорошем смысле) свои наработки на высоком уровне. Например, договорилась о выделении районов Москвы, в которых можно тестировать беспилотное такси. Ведь сейчас, как известно, российский закон запрещает авто, которые ездят без водителя. За рулем обязательно должен сидеть человек с правами и контролировать ситуацию.
Свои беспилотные технологии компания пробовала комбинировать с современными иномарками. В основном это Toyota Prius и Hyundai Sonata. Оборудуют их фирменным лидаром — сенсор, который считывает расстояние до объектов на дороге.
КАМА3
Если «Яндекс» больше ориентируется на легковой транспорт, то этот российский автогигант десятилетиями собирал опыт эксплуатации грузовиков. У них есть несколько прототипов автономных большегрузов. А еще электромобили вообще без водительского места и городские шаттлы, которые в перспективе могут заменить автобусы.
Самый громкий проект компании называется «Одиссей». Это беспилотник на основе дизельного КАМАЗ-4308. В ней четыре типа сенсоров, кучу видов связи (Wi-Fi, 4G, радиосвязь). Есть у них и беспилотный «Челнок» 3373: по сути голый прицеп фуры, без кабины. К 2025 году фирма планирует пустить беспилотные фуры по международным магистралям. Перспективы у таких беспилотников в России огромные. Ведь «КАМАЗ» делает не только классические грузовики. На основе их баз собирают машины экстренных служб и военные.
НАМИ
Разработка государственного научного центра ФГУП НАМИ — «Нами Шатл». Пока только концепция, но сами создатели очень верят в ее будущее. Разгоняется до 40 км/час. Выглядит как из кино про будущее. Разве что не летает. В салоне могут поместиться 12 пассажиров. Место водителя не предусмотрено в принципе. Зато авторы говорят, что на базе платформы можно увеличить вместимость и создать полноценный городской автобус.
Sber Automotive Technologies
Беспилотники от зеленого банка. Их разработку и испытания курирует подразделение «СберАвтоТех». Пока что машин у них по пальцам одной руки. Машины использует карты от 2ГИС — так как это компания тоже входит в портфель активов банка.
Есть у «СБЕРа» свой прототип такси — называется «ФЛИП». Иногда его в шутку называют гробиком на колесах. Глянцевый короб на колесных осях, в котором нет места водителя. Внутри могут расположиться до шести человек. Внутри начинка из мультимедиа сервисов банка, вроде фирменного стриминга-музыки и онлайн-кинотеатра.
StarLine
Разработчик НПО СтарЛайн. Компания занимается телематикой и автоматизацией перевозок. У них есть два проекта беспилотников. Хотя строго говоря, машина одна. Просто под разные задачи. Первый проект — RICAR. Это комплекс, который устанавливается на легковой авто и позволяет определить его местоположение, модуль инерциальной навигации и данные о скоростях колес, получаемые из цифровой шины автомобиля. А также традиционные камеры, радары и лидары. Второй проект OSCAR — это возможность протестировать беспилотник всем желающим в Санкт-Петербурге. Под желающими понимают людей все же причастных к разработке систем беспилотников. Грубо говоря, ищут людей в команду тестировщиков и разработчиков.
Cognitive Pilot
Фирма делает беспилотники для сельскохозяйственной техники. Например, комбайнов. Проект называется Cognitive Agro Pilot. Комбайны тестировали в трех десятках регионов России и результаты обнадеживают: машины с автопилотом отлично справляются с посевной и уборочной. Фирма также разрабатывала автопилоты для классических автомобилей, но проект заморозили.
Volgabus
Их детище называется «MatrЕshka». Это еще один «гробик на колесиках», который мыслится как микроавтобус или коммунальный транспорт. Его преимущество в том, что беспилотник изначально работает от электродвигателе. К сожалению, о внедрении беспилотника ничего не слышно с 2018 года. Его иногда показывают на праздниках и техновыставках, но похоже, что проект в стагнации.
Как работают беспилотные автомобили
Беспилотник делает то же самое, что и человек за рулем, только мозги у него — электронные, а вместо глаз он использует набор техники.
Камеры. Они «смотрят» в разных направлениях. Эту «картинку» анализирует компьютерная программа, чтобы выявить препятствия, людей, машины и другие объекты на проезжей части, ее границы, разметку и даже знаки.
Стереокамеры. Они определяют расстояние до объектов.
Радар. Он определяет расстояние до объектов с помощью радиоволн, как на боевых кораблях или самолетах.
Лидар. Лазерный датчик кругового обзора, который составляет трехмерную карту пространства вокруг машины.
Датчики. Приемники GPS/ГЛОНАСС, инерциальные измерители и сенсоры, которые показывают, с какими скоростями вращаются колеса, куда они повернуты и т. д.
Все эти приборы собирают информацию воедино, программно-аппаратный комплекс ее обрабатывает и выдает нужные решения: газовать, тормозить, поворачивать и т. д.
Самое смешное, что все это — совсем не чудо техники. Многие нынешние серийные машины уже имеют элементы систем самоуправления, взять тот же активный круиз-контроль, автоматически останавливающий машину при появлении препятствия, и систему удержания в полосе, когда машина сама не выезжает за пределы линий дорожной разметки.
Султан Жанказиев, заведующий кафедрой «Организация и безопасность движения» МАДИ, говорит, что в их автодорожном институте студенты собирают прототипы самоуправляемых машин буквально на коленке. Важно не сделать железяку, которая умеет сама ездить. Важно сделать так, чтобы все такие машины ездили по дорогам безопасно, не создавая друг другу проблем, и чтобы все правила и законы четко прописывали их использование, фиксировали ответственность и все такое. Вот кто будет виноват, если автопилот наломает дров? Владелец машины, ее производитель, разработчик программы — кто? Все это еще предстоит прописать в законах. Ну и дороги придется переделать, это уже отдельная история.
Будущее беспилотных автомобилей в России
Сейчас беспилотники могут ездить на дорогах общего пользования в Москве и Татарстане, Санкт-Петербурге, Ленинградской, Московской, Владимирской, Нижегородской, Новгородской и Самарской областях, а также в Краснодарском крае, Чувашии, Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах. Это прописано в постановлении Правительства №1415 от 26.11.2018 года. Предусмотрено, что за рулем беспилота должен находиться водитель для контроля систем управления, а его ответственность — застрахована на 10 млн руб. Эксперимент продлится до 1 марта 2022 года.
Однако опрошенные КП эксперты считают, что законотворцам и профильным ведомствам предстоит еще большая работа на пути внедрения беспилотников в России.
— Мы не готовы к массовому применению беспилотников в негражданском секторе, — уверен основатель компании Inspark Олег Крупенко. — Так как отсутствует специфика для законодательства и сертификация, прецедентность в связи с правонарушениями.Отсутствует культура вождения относительно беспилотных автомобилей. Есть предположение, что если выпустить беспилотные автомобили массово, то их целенаправленно будут провоцировать другие водители.
По поручению президента Минэкономразвития поддержало проект плана поэтапного внедрения беспилотников.
— Объективно оценить качество или производительность российских разработок с иностранными крайне затруднительно. Возможно маркетинг, эргономичность, объем накопленных данных работы беспилотников лучше в США или в Китае. Однако в силу разности климатических особенностей, ландшафтов, температурных режимов, накопленного опыта в негражданских сферах, в долговечности, устойчивости, широты сфер применения российские компании преуспели, — продолжает Крупенко.
Технологии становятся более современными и более дешевыми. Десять лет назад беспилотный аппарат стоил 10 000 долларов мог поднимать не более 3 кг полезной нагрузки, а сейчас такую же нагрузку поднимают аппараты стоимостью уже 1000 долларов. Увеличились и возможности по дальности использования вместе с развитием электропитания. А это открывает новые возможности и модели использования, новые бизнесы, а следовательно, новые ниши для инвестирования.
— Часто исключение человека из процессов, позволяет сократить издержки, учесть и планировать ресурсы, а главное управлять той или иной структурой, что в большом бизнесе особенно важно. В России ничего не тормозит развитие беспилотных технологий. Законотворческая деятельность ведется. Вождение моторных лодок или мотоциклов регламентировано, то же самое ждёт беспилотники, — отметил эксперт.
О будущем беспилотных грузовиков мы попросили рассказать директор департамента цифровой трансформации ПЭК Олега Сковородникова:
«Мы живем в самой большой стране мира. По данным Росстата, протяженность автомобильных дорог в России составляет более 1,5 млн км. С учетом того, что желающих работать водителями-дальнобойщиками все меньше — это,кстати, серьезная глобальная проблема, — спрос на беспилотные грузовики будет только расти.
Что касается экономической эффективности грузовых беспилотных перевозок, на первом этапе технология не принесет прибыль. Но после доработок, когда водителю уже не нужно будет находиться в кабине, привлекательность технологии для транспортных компаний существенно вырастет.
Беспилотники будут очень востребованы в грузовом транспорте. Хороший пример — горнодобывающая промышленность. Найти водителей карьерного самосвала еще сложнее, чем водителя грузовика. Месторождения полезных ископаемых часто находятся в неблагоприятных для проживания регионах страны. Условия труда вредные и даже опасные: при добыче поднимается пыль, иногда радиоактивная. Нехватка водителей стала драйвером разработки беспилотников, технология успешно применяется в горной промышленности уже около 14 лет. Первый беспилотный карьерный самосвал был запущен в 2008 году.
Уверен, грузовые перевозки будут развиваться в этом же направлении. Я ожидаю, что грузовые магистральные беспилотные грузовики без водителя выйдут в коммерческие рейсы уже в текущем десятилетии. Скорее всего, это произойдет в США, где уже накоплен самый большой в мире опыт эксплуатации таких грузовиков.
Но и в России это направление при поддержке государства активно развивается. В 2021 году было подписано соглашение о запуске беспилотных коммерческих перевозок на трассе М11 «Москва — Санкт-Петербург». ПЭК — один из подписантов соглашения».
Популярные вопросы и ответы
На вопросы о беспилотных автомобилях ответил Олег Сковородников, директор департамента цифровой трансформации ПЭК:
Появятся ли в России беспилотные такси?
— В отношении беспилотных такси есть две точки зрения. Первой придерживаются большинство экспертов в этой области: автономные такси «поедут» в ближайшее время. Есть и прямо противоположное мнение. Например, Uber прогнозирует, что массовое распространение такси-беспилотников произойдет не ранее 2040 года. По этой причине Uber в 2021 году продал свое беспилотное подразделение и покинул «гонку». Ближайшие 3-5 лет покажут, кто был прав. Лично я больше верю в то, что беспилотные такси начнут работать в ближайшие годы.
Безопасны ли беспилотные автомобили?
— Безопасность — крайне сложный вопрос. На Западе уже случались аварии с участием машин на автопилоте. Важно помнить, что на дорогах России ежегодно гибнут около 25 тысяч человек, а в США — вдвое больше. И сравнивать безопасность применения беспилотников нужно не с идеалом, нулевой смертностью на дорогах, а с реальной ситуацией. Пока расчеты и опытная эксплуатация подтверждают, что беспилотный автомобиль должен быть более безопасным, чем автомобиль, за рулем которого находится водитель. Как минимум исключается человеческий фактор: усталость, невнимательность, разговоры по телефону во время движения и так далее.
Но и беспилотное движение не будет на 100% безаварийным. Например, на дороге могут возникнуть ситуации, решить которые алгоритм не будет способен. Кроме того, безопасность движения автомобиля коррелируется со скоростью. Поэтому беспилотники без водителей сначала поедут медленно. Причем по дорогам без снега и с хорошей видимостью. Еще одно условие — невысокий трафик и упорядоченное движение, которое можно алгоритмизировать. Также важна культура вождения в стране.
Можно ли в России купить беспилотный автомобиль?
Пока разве что в том случае, если вы состоятельный инвестор, который желает приобрести одну из разработок, которые представлены на нашем рынке. Беспилотники сейчас в стадии активного тестирования. Ни они, ни законодательство еще не совершенны.
Ехать в машине и отдыхать, наслаждаясь безопасностью и комфортом: кто хоть раз не мечтал об этом? Водителю приходится тратить колоссальное количество сил и энергии, чтобы управлять транспортным средством. Вспомните себя после тяжелого рабочего дня, когда вместо законного отдыха приходиться лавировать на трассе при оживленном движении. Поэтому идея беспилотных автомобилей должна была появиться и попробовать собственную состоятельность. А история показала, насколько они жизнеспособные.
Какие варианты можно было придумать
Беспилотные автомобили делятся на две категории: автономные и автоматизированные. Разница заключается в способности машины выполнять задачу самостоятельно или брать на себя только отдельные функции (переключение скоростей, температура в салоне).
Беспилотные автомобили действительно принадлежат тому, что мы представляем себе как мир будущего. Но кажется, что беспилотные или автономные автомобили на самом деле не так уж и нереальны, а некоторые компании даже выпускают полностью функционирующие полуавтономные автомобили. Каких шагов мы уже достигли, а что еще впереди? Ниже вы увидите хронологию этих достижений.
Первые шаги
Сначала мы должны взглянуть на первопроходцев в этой области автомобилестроения, раздвигающих границы, пытающихся достичь несбыточной мечты:
- В 1920-х годах изобретатели совершили свой первый тестовый запуск с «линейным чудом». Это была радиоуправляемая беспилотная машина, и было показано, что она путешествует по пробкам в Нью-Йорке. Управление исходило от второго автомобиля, непосредственно позади которого посылались радиоимпульсы, которые принимались антенной и передавали сигналы автоматическим выключателям, которые управляли небольшими электродвигателями, чтобы направлять движение автомобиля. Как и в случае со всеми футуристическими идеями, Норман Бел Геддес думал, что 1960-е годы станут эпохой для автоматизированных автомобилей, но, к сожалению, это было не так.
- В 1950-е годы в этой области произошли некоторые дальнейшие испытания и достижения, но 1980-е годы стали следующей важной эпохой в достижении мечты о беспилотном автомобиле.
Второе дыхание
В этом году Mercedes преследовал роботизированный фургон с визуальным наведением на открытой дороге, который развил скорость до 50 км в час. Помимо этого появился первый реальный проект, направленный на создание автономных транспортных средств, работа над которым продолжалась с 1987 по 1995 год.
В рамках проекта ALV, или автономного наземного транспортного средства, в Америке был реализован первый пример автомобиля, следующего по дороге, в котором использовалось компьютерное зрение и автономное роботизированное управление. В 1987 году с помощью ALV компания HRL Labs продемонстрировала первую карту бездорожья и автономную навигацию на основе датчиков, преодолевая расстояния по труднопроходимой местности. Однако в 1989 году произошел настоящий прорыв. Университет Карнеги — Меллона продемонстрировал использование нейронных сетей для управления и контроля автономных транспортных средств, что станет строительными блоками современных планов управления. Конечно, все это были лишь предпосылки, на основании которых мы получили современные технологии.
Разработки 1990-х годов
На протяжении 1990-х годов ученые разрабатывали все больше и больше транспортных средств и технологий, чтобы двигаться дальше, быстрее и более автономно, чем когда-либо прежде. К ним относятся проект Navlab Университета Карнеги — Меллона, в рамках которого было совершено путешествие по пересеченной местности протяженностью 5000 км. На самом деле это было полуавтономный автомобиль, потому что дроссельная заслонка и тормоза контролировались человеком в целях безопасности.
Проект ARGO, стартовавший в 1996 году, стал огромным скачком в развитии автономных автомобилей. Он использовал модифицированную Lancia Thema, чтобы следовать разметке обычной автомагистрали. В автомобиле были всего две недорогие черно-белые камеры, а для изучения окружающей среды использовались алгоритмы стереоскопического зрения. При этом техника надолго опередила свое время, но не стала изобретением, которое массово использовали бы все.
Современные достижения
После 2008 года последовала следующая волна крупных достижений:
- В 2009 году Ford привнес в свои автомобили следующий гаджет в репертуаре беспилотных автомобилей, выпустив автомобили с системой самостоятельной парковки в стандартной комплектации.
- С 2010 года Google работает над беспилотными автомобилями, но в 2012 году их детище перевезло своего первого пользователя. Тогда говорили, что их беспилотный автомобиль будет доступен для широкой публики менее чем через 5 лет. Как видите, этого пока не произошло.
- К 2013 году беспилотные автомобили Google проедут более 800 000 км. В том же году Nissan и Mercedes заявили, что к 2020 году они начнут коммерциализацию беспилотных автомобилей.
- Mercedes также дебютировал с автомобилем, проехавшим по многочисленным районам, включая города, деревни и автомагистрали.
Плюсы и минусы новшества
В конце 2015 года Tesla наконец преодолела барьер между прототипом и коммерциализацией, выпустив Model S. В отличие от предыдущих автомобилей, которые были либо прототипами, либо нереалистичными, Tesla сочетала элегантный внешний вид с плавной системой вождения без водителя.
Транспортному средству нужно, чтобы вы держали руки на руле, готовые отреагировать на любые проблемы, с которыми оно не может справиться. Например, оно не может остановиться на светофоре. Автомобиль всего за 2 нажатия на круиз-контроль возьмет на себя управление транспортным средством и продемонстрирует свое знание полосы движения. Tesla сохраняет контроль, используя «Предотвращение бокового столкновения», «Автоматическую смену полосы движения» и, как и многие другие современные автомобили, автоматическую параллельную парковку.
Беспилотные автомобили и законодательство
Огромным примером значения и реальной возможности беспилотных автомобилей может быть принятие законов, определяющих и ограничивающих эти транспортные средства:
- В 2000 году Билл Клинтон приказал отключить выборочную доступность в GPS, что сделало гражданский GPS более точным.
- В 2001 году Конгресс США попытался сделать 30% боевых машин автономными к 2015 году.
- В 2012 году Невада становится первым штатом США, который лицензирует беспилотные автомобили, а в 2013 году NHTSA выпускает систему ранжирования 1, 2, 3 и 4, соглашение об именах для различных категорий автономных автомобилей.
Будущее беспилотных автомобилей.
Какие планы на будущее? В Европе, как заявила Королевская инженерная академия Великобритании, к 2029 году беспилотные автономные транспортные средства будут перемещаться по британским автомагистралям через трафик, контролируемый сетью лазерных радаров, спутниковой навигации и камер.
Tesla заявила, что их Model S не последняя попытка в мире автономных транспортных средств, и говорят, что через два года у них будет стопроцентно беспилотный автомобиль. Очень громкое заявление, но, похоже, если кто-то и способен, так это Tesla.
Таким образом, беспилотный автомобиль далек от несбыточной мечты. Мир автомобилей и робототехники объединяется и с каждым годом демонстрирует все более впечатляющие скачки в этой области. Множество новых автомобилей с возможностью самостоятельной парковки, круиз-контроля и автоматического торможения, а также с экспоненциально более мощными технологиями, — это только вопрос времени, когда у нас появится полностью автономный автомобиль.
Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание
Беспилотные автомобили – это технологическое новшество, которое может изменить будущее автомобильной индустрии, обеспечивая безопасное и удобное путешествие без участия водителя.
О чем статья
Введение
В современном мире технологии искусственного интеллекта продолжают развиваться с невероятной скоростью, проникая во все сферы нашей жизни. Одной из самых захватывающих и перспективных областей являются беспилотные автомобили. Эти транспортные средства, оснащенные передовыми системами искусственного интеллекта, способны самостоятельно перемещаться по дорогам без участия водителя. В данной лекции мы рассмотрим суть и принцип работы беспилотных автомобилей, а также их преимущества и недостатки. Также мы обсудим текущее состояние и перспективы развития этой технологии, которая может изменить наше представление о дорожном движении и повлиять на множество сфер нашей жизни.
Нужна помощь в написании работы?
Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Заказать работу
История развития беспилотных автомобилей
Развитие беспилотных автомобилей началось еще в середине XX века, хотя первые идеи о самоуправляемых транспортных средствах появились еще раньше. В 1920-х годах некоторые ученые и инженеры начали исследовать возможность создания автомобилей, которые могли бы двигаться без участия водителя. Однако, технологии того времени не позволяли реализовать эти идеи.
Первые серьезные шаги в развитии беспилотных автомобилей были сделаны в 1980-х годах. В это время компания Mercedes-Benz провела исследования и разработки в области автоматического управления автомобилем. Они создали прототип автомобиля, который мог двигаться по дороге без участия водителя. Однако, этот прототип был ограничен в своих возможностях и не мог полностью заменить водителя.
В 2000-х годах развитие беспилотных автомобилей получило новый импульс. Крупные технологические компании, такие как Google, начали активно вкладывать средства и ресурсы в исследования и разработки в этой области. Google создал свою собственную команду, которая занималась разработкой беспилотных автомобилей. Они использовали передовые технологии и алгоритмы машинного обучения для обучения автомобилей распознавать дорожные знаки, препятствия и другие объекты на дороге.
Сегодня развитие беспилотных автомобилей продолжается. Множество компаний, включая Tesla, Uber и Apple, работают над созданием своих собственных автономных автомобилей. Технологии становятся все более совершенными, а законодательство и инфраструктура постепенно приспосабливаются к новым реалиям. В будущем беспилотные автомобили могут стать обычным явлением на дорогах, что приведет к улучшению безопасности, комфорта и эффективности транспортной системы.
Принцип работы беспилотных автомобилей
Беспилотные автомобили, также известные как автономные автомобили, основаны на принципах искусственного интеллекта и машинного обучения. Они используют различные сенсоры, алгоритмы и системы для восприятия окружающей среды, принятия решений и управления автомобилем.
Сенсоры
Беспилотные автомобили обычно оснащены различными типами сенсоров, которые помогают им воспринимать окружающую среду. Эти сенсоры могут включать камеры, радары, лидары и ультразвуковые датчики. Камеры используются для видеозаписи окружающей среды, радары и лидары измеряют расстояние до других объектов, а ультразвуковые датчики помогают обнаруживать препятствия вблизи автомобиля.
Обработка данных
Собранные сенсорами данные передаются в центральный компьютер автомобиля, где они обрабатываются и анализируются. Используя алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения, автомобиль анализирует данные и определяет свое текущее положение, скорость, направление движения и распознает объекты и препятствия на дороге.
Принятие решений
На основе обработанных данных искусственный интеллект автомобиля принимает решения о дальнейших действиях. Он может определить, когда нужно поворачивать, ускоряться, замедляться или останавливаться. Алгоритмы также учитывают правила дорожного движения и другие факторы, такие как погодные условия и дорожные знаки.
Управление автомобилем
После принятия решений беспилотный автомобиль управляет своими системами управления, чтобы выполнить необходимые действия. Это может включать в себя управление рулевым устройством, педалями газа и тормоза, а также другими системами автомобиля.
Важно отметить, что беспилотные автомобили работают в режиме постоянного обучения. Они собирают данные о своих действиях и результаты этих действий, чтобы постоянно улучшать свои алгоритмы и принимать более точные и безопасные решения на дороге.
Преимущества и недостатки беспилотных автомобилей
Преимущества:
1. Безопасность: Беспилотные автомобили могут быть более безопасными, поскольку они оснащены передовыми системами датчиков и алгоритмами, которые позволяют им обнаруживать и предотвращать возможные аварийные ситуации. Они могут реагировать быстрее и более точно, чем человеческий водитель, и могут устранять ошибки, связанные с человеческим фактором, такие как усталость или отвлечение.
2. Экономия времени и энергии: Беспилотные автомобили могут оптимизировать маршруты и скорость движения, что позволяет сократить время в пути и уменьшить затраты на топливо. Они также могут управляться более эффективно в плотном движении, что помогает снизить пробки и улучшить пропускную способность дорог.
3. Доступность: Беспилотные автомобили могут быть особенно полезны для людей с ограниченными возможностями, такими как пожилые люди или инвалиды, которые могут испытывать трудности с вождением. Они также могут предоставить мобильность людям, которые не имеют доступа к транспортным средствам, например, в отдаленных районах или во время ночных часов.
Недостатки:
1. Технические проблемы: Беспилотные автомобили все еще находятся в стадии разработки, и могут возникать технические проблемы, связанные с их аппаратным и программным обеспечением. Например, сбои в системе датчиков или ошибки в алгоритмах могут привести к неправильным решениям на дороге.
2. Юридические и этические вопросы: Внедрение беспилотных автомобилей вызывает вопросы в области правового и этического регулирования. Кто несет ответственность в случае аварии? Какие правила должны соблюдать беспилотные автомобили? Как обеспечить конфиденциальность данных, собираемых автомобилями?
3. Работа и экономика: Внедрение беспилотных автомобилей может привести к потере рабочих мест в сфере водительского транспорта. Кроме того, создание и поддержка инфраструктуры для беспилотных автомобилей может потребовать значительных инвестиций.
В целом, беспилотные автомобили имеют большой потенциал для улучшения безопасности и эффективности дорожного движения, но требуют дальнейшего развития и решения ряда технических, юридических и социальных вопросов.
Текущее состояние и перспективы развития беспилотных автомобилей
На сегодняшний день, технология беспилотных автомобилей находится на стадии активного развития и тестирования. Несколько компаний, включая Waymo, Tesla, Uber и другие, уже выпустили прототипы и даже коммерческие модели беспилотных автомобилей.
Однако, несмотря на значительные достижения, все еще существуют некоторые технические и юридические проблемы, которые нужно решить, прежде чем беспилотные автомобили станут широко распространенными.
Технические проблемы
Одной из основных технических проблем является создание надежной системы датчиков и алгоритмов, которые позволят автомобилю точно определять свое местоположение, распознавать препятствия и принимать правильные решения на дороге. Это требует разработки и тестирования сложных алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта.
Кроме того, беспилотные автомобили должны быть способны взаимодействовать с другими участниками дорожного движения, включая пешеходов, велосипедистов и другие автомобили. Это требует разработки стандартов и протоколов для обмена информацией между автомобилями и инфраструктурой.
Юридические проблемы
Одной из главных юридических проблем является определение ответственности в случае аварий или других происшествий, связанных с беспилотными автомобилями. Кто будет нести ответственность – владелец автомобиля, производитель или разработчик программного обеспечения? Это требует разработки новых законов и правил, которые учитывают особенности беспилотных автомобилей.
Кроме того, существуют вопросы конфиденциальности данных, собираемых беспилотными автомобилями. Как обеспечить защиту личной информации пассажиров и других участников дорожного движения?
Перспективы развития
Несмотря на эти проблемы, перспективы развития беспилотных автомобилей остаются очень обнадеживающими. Беспилотные автомобили могут значительно улучшить безопасность дорожного движения, снизить количество аварий, улучшить эффективность использования дорожной инфраструктуры и сократить выбросы загрязняющих веществ.
Кроме того, беспилотные автомобили могут предоставить новые возможности для мобильности людей, которые не могут водить традиционные автомобили, такие как пожилые люди или инвалиды.
В будущем, ожидается, что беспилотные автомобили станут все более распространенными и доступными для широкой публики. Они могут стать неотъемлемой частью городской инфраструктуры и транспортной системы, что приведет к более эффективному использованию дорог и снижению пробок.
Однако, для достижения этой цели необходимо продолжать исследования и разработки в области беспилотных автомобилей, а также сотрудничать с правительственными органами и другими заинтересованными сторонами для создания необходимых правовых и инфраструктурных условий.
Таблица с информацией о беспилотных автомобилях
| Свойство | Описание |
|---|---|
| Тип | Автомобиль, способный двигаться без участия водителя |
| История | Развитие беспилотных автомобилей началось в 1920-х годах, но активное исследование и разработка начались в 1980-х годах |
| Принцип работы | Беспилотные автомобили используют различные сенсоры, камеры и алгоритмы машинного обучения для восприятия окружающей среды и принятия решений о движении |
| Преимущества | Увеличение безопасности на дорогах, снижение количества аварий, улучшение эффективности движения, возможность использования времени в пути для работы или отдыха |
| Недостатки | Высокая стоимость разработки и производства, сложность взаимодействия с другими участниками дорожного движения, этические и правовые вопросы |
| Перспективы | Ожидается, что беспилотные автомобили станут все более распространенными и совершенными, приводя к полностью автономному транспорту в будущем |
Заключение
Беспилотные автомобили представляют собой технологическое достижение, которое может изменить нашу жизнь и транспортную систему. Они основаны на использовании искусственного интеллекта и других передовых технологий, позволяющих автомобилю самостоятельно управляться без участия человека. Беспилотные автомобили обладают рядом преимуществ, таких как повышение безопасности, улучшение эффективности дорожного движения и удобство для пассажиров. Однако, они также имеют свои недостатки, включая высокую стоимость и недостаточную надежность в некоторых ситуациях. В настоящее время технология беспилотных автомобилей находится на стадии активного развития, и в будущем они могут стать обычным явлением на дорогах. Однако, для полноценного внедрения беспилотных автомобилей необходимо решить ряд технических, правовых и этических вопросов.
Нашли ошибку? Выделите текст и нажмите CRTL + Enter
