Žmonija nuolat tobulėja, tobulėja ir technologijos, kurios palengvina žmonių kasdienybę. Jei prieš dešimtmetį autonominis automobilis, kuriam nereikėtų vairuotojo, tebuvo vizija, šiandien tai nebėra mokslinės fantastikos produktas. Autonominės transporto priemonės, dar vadinamos savarankiškai važiuojančiais automobiliais, yra transporto priemonės, galinčios judėti be žmogaus įsikišimo. Šios technologijos, kurios gali paveikti pasaulį labiau nei elektromobiliai, jau bandomos ir sparčiai žengia į tikrąjį pasaulį, nors vis dar susiduria su daugybe iššūkių.
Pirmasis autonominis automobilis buvo sukurtas dar 1977 metais Japonijoje. Tsukubos mechanikos inžinieriai pristatė transporto priemonę, kuri, naudodama dvi ant automobilio sumontuotas kameras, galėjo sekti gatvės žymėjimus ir važiuoti iki 20 mylių per valandą greičiu.
Kas yra autonominis automobilis ir kaip jis veikia?
Autonominiai automobiliai naudoja išmanias technologijas, kad galėtų važiuoti be žmogaus pagalbos. Tai pasiekiama naudojant dirbtinį intelektą (DI), įvairius jutiklius, kameras, radarus ir lidarus - įrenginius, kurie padeda automobiliui suvokti aplinką ir priimti sprendimus. Šie automobiliai nuolat stebi savo aplinką, analizuoja kelią ir priima sprendimus, reikalingus saugiam ir efektyviam judėjimui. Tai apima viską: nuo kliūčių atpažinimo, greičio reguliavimo iki maršruto pasirinkimo. Pagrindinis autonominių automobilių tikslas - užtikrinti, kad kelionės būtų ne tik patogios, bet ir saugios, nes kompiuteris gali reaguoti greičiau ir tiksliau nei žmogus. Sistemos, kurias naudoja šie automobiliai, nuolat tobulėja. Pavyzdžiui, kai kurios autonominės transporto priemonės gali analizuoti kitus eismo dalyvius ir iš anksto numatyti, kaip jie elgsis, taip sumažindamos nelaimingų atsitikimų riziką.
Autonominio vairavimo funkciniai elementai
Autonominio vairavimo funkciniai elementai apima informacijos aplink automobilį tyrimą, apdorojimą ir sprendimų priėmimą bei sprendimo įgyvendinimą. Informacijos aplink automobilį tyrimui naudojami lidarai (lazeriniai jutikliai), įprasti jutikliai, kameros (vizualinis aplinkos suvokimas), GPS susiejimas su elektroniniais žemėlapiais ir ryšys su kitomis transporto priemonėmis. Sistemos „elektroninės smegenys“ yra atsakingos už duomenų apdorojimą ir sprendimų priėmimą. Sistema per minutę turi apdoroti 5 gigabitus duomenų, o skaičiavimo galia prilygsta 15 nešiojamų kompiuterių. Šiai problemai spręsti stengiamasi sujungti visas jutiklių signalų priėmimo ir komandų vykdymo sistemas į vieną valdymo bloką. Sprendimų įgyvendinimui vairo stiprintuvas leidžia keisti judėjimo kryptį, automatinė pavarų dėžė leidžia važiuoti norimu greičiu, o stabdžių valdymo elektronika (ABS, ESP) leidžia saugiai stabdyti arba sustoti.
Autonominio vairavimo lygiai
Yra orientacinė autonominių transporto priemonių galimybių matavimo sistema, apimanti šešis transporto priemonių autonomijos lygius (nuo 0 iki 5):
- 0 lygis: Nėra autonomijos. Visiškas žmogaus valdymas.
- 1 lygis: Pagalbinis vairavimas. Sistema padeda asmeniui vairuoti transporto priemonę, pavyzdžiui, naudojant pastovaus greičio palaikymo sistemą.
- 2 lygis: Iš dalies automatizuotas vairavimas. Sistema kontroliuoja vairavimą, greitėjimą ir stabdymą, tačiau vairuotojas privalo stebėti kelią ir laikyti vairą. „Tesla Autopilot“ technologija laikoma 2 lygio.
- 3 lygis: Labai automatizuotas vairavimas. Vairuotojas gali rašyti žinutes ar žiūrėti filmą, sistema valdo automobilį, tačiau prireikus gali tekti perimti vairavimą.
- 4 lygis: Visiškai automatizuotas vairavimas. Sistema visiškai perima automobilio vairavimą, vairuotojas gali visiškai nekreipti dėmesio, tačiau yra galimybė vairuotojui panorėjus perimti valdymą.
- 5 lygis: Visiška autonomija. Sistema pilnai perima transporto priemonės valdymą, tokioje transporto priemonėje nėra vairo ar pedalų.
Pagrindinės autonominių automobilių technologijos
Technologija, leidžianti autonominiams automobiliams veikti, yra itin sudėtinga ir nuolat tobulėjanti. Pagrindiniai autonominių automobilių komponentai yra:
- Dirbtinis intelektas (DI) - tai sistema, kuri leidžia automobiliams „mokytis“ ir gerinti savo veikimą remiantis patirtimi ir duomenimis. DI analizuoja situaciją kelyje ir priima sprendimus, pavyzdžiui, kaip elgtis susidūrus su kitais vairuotojais ar kliūtimis.
- Jutikliai ir radarai - šie įrenginiai padeda automobiliui matyti aplinką įvairiomis sąlygomis: esant prastam apšvietimui, susidarius rūkui ar stipriai lyjant. Ant automobilio sumontuotas optinis tolimatis Lidar (Light Identification Detection and Ranging), lazerio pagalba skenuojantis aplinką ir sudarantis supančios aplinkos trimatį vaizdą. Automobilio artimąją aplinką 360 laipsnių kampu fiksuoja radaras, lazeriai ir vaizdo kameros. Lidarai ir radarai skenuoja aplinką ir kuria 3D žemėlapius, kuriuos automobilių sistema naudoja analizuodama situaciją.
- Kameros ir GPS - kamerų pagalba automobiliams suteikiama galimybė atpažinti kelio ženklus, pėsčiuosius ir kitus svarbius eismo elementus, o GPS užtikrina tikslią automobilio padėtį realiame pasaulyje.
Be šių pagrindinių technologijų, svarbus ir 5G ryšys, kuris leis autonominiams automobiliams greitai ir efektyviai keistis duomenimis su kitomis transporto priemonėmis ir miesto infrastruktūra. Tai leis automobiliams geriau prognozuoti eismo sąlygas ir dar labiau sumažinti nelaimingų atsitikimų tikimybę.
Google (dabar Waymo) autonominio automobilio evoliucija
Google autonominis automobilis (angl. Google Driverless Car) - tai Google kompanijos sukurtas autonominis automobilis, save vairuojančio elektrinio automobilio prototipas. Google autonominio automobilio projektą pradėjo 2009 m. Iš pradžių buvo naudojami modifikuoti Toyota Prius, Audi TT, Lexus RX450h automobiliai, kuriuose sėdėjo patyręs vairuotojas ir Google inžinierius (keleivio sėdynėje).
2014 m. gegužę Google pristatė naują save vairuojančio automobilio prototipą, kuris neturėjo vairo, stabdžių ir akseleratoriaus pedalų. Jis savo išvaizda primena Smart ir Nissan Micra hibridą, su dviem sėdynėmis ir vieta bagažui. 2015 m. baigta pirmoji automobilių bandymų serija viešo naudojimo keliuose Ostine, Teksase. Nuo 2016 m. gruodžio mėn. Google vizijose tokie automobiliai nėra visiškas asmeninio automobilio atitikmuo. Tai veikiau bendro naudojimo automobiliai, skirti visai šeimai arba pakeičiantys taksi. Automobilis gali vežti du žmones iš vienos vietos į kitą, nereikalaudamas jokių naudotojo įsikišimų. Mašina iškviečiama naudojantis išmaniuoju telefonu į vietą, kurioje yra vartotojas, ir nugabena jį į iš anksto pasirinktą galutinį tašką. Mašinoje nėra vairo ar rankinių valdymo įtaisų, tik starto ir avarinio sustojimo mygtukai. Elektrinis variklis vienos kelionės metu gali nuvažiuoti apie 160 km.
Automobilis bandomas Kalifornijoje (JAV), daugiausiai Mauntain Vju apylinkėse, kur yra Google būstinė, be to, tam neprieštarauja valstijos įstatymai. Automobilio korpuso forma suteikia jo jutikliams geriausią įmanomą matomumą. Jutiklių ir programinės įrangos su tiksliais skaitmeniniais žemėlapiais dėka nustatoma automobilio vieta realiame pasaulyje. Automobilio programinė įranga lygina ją su integruotu detaliu žemėlapiu ir priima savarankiško vairavimo sprendimus. Be borto kompiuterio sprendimų, atliekami papildomi skaičiavimai nuotoliniu būdu. Programinė įranga atpažįsta stovinčius ir judančius objektus: žmones, kitus automobilius, kelio ženklus ir žymėjimą, šviesoforų šviesas. Pirmojo modelio „Firefly“ automobilio greitis buvo limituotas iki 40 km/h (25 mylios/h), todėl jis negalėjo važiuoti kai kuriuose keliuose. Šiuo metu yra naudojami Chrysler Pacifica modeliai, kurie važiuoja autostrada leistinu greičiu. 2018 m. pasirašyta sutartis su Jaguar. Google automobilis buvo sukurtas taip, jog būtų kuo mažiau pavojingas pėstiesiems: jo priekinės detalės pagamintos iš minkštų medžiagų, priekinis stiklas - iš lankstaus plastiko.
Dalinės autonomijos sistemos šiuolaikiniuose automobiliuose
Daugelis automobilių jau šiandien turi dalį sistemų, kurios būtinos autonominiam automobiliui. Aktyvi greičio palaikymo kontrolė yra viena dažniausiai sutinkamų autonominių sistemų. Jos veikimo principas labai panašus į paprastos greičio palaikymo kontrolės (autopiloto), tačiau ji stebi priekyje važiuojančius eismo dalyvius. Autonominis stabdymas yra viena naujausių, tačiau didžiulę įtaką eismo saugumui turinčių sistemų. Jos dėka automobilis gali sustoti, jeigu prieš jį atsirado kliūtis. Šios sistemos dar nėra tobulos ir kai kurie gamintojai jas stipriai apribojo - pavyzdžiui, „Peugeot 208“ pats sustos tik važiuodamas 10-30 km/val. intervale ir jeigu kliūtis yra didelė, kaip automobilis. Tuo tarpu „Volvo XC90“ sureaguos ir į automobilį, ir į pėsčiąjį važiuojant bet kokiu greičiu.
Automatinio įsiparkavimo funkcija, kaip juokaujama, naudojama du kartus. Jos principas paprastas - kontroliuojant tik akceleratorių ir stabdį, automobilis pats įvažiuoja į stovėjimo vietą. Problema - jis tą daro lėtai ir ne visada tiksliai, tad 99 proc. atvejų greitesnis būdas yra pastatyti automobilį pačiam. Ši sistema yra žingsnis tobulesnių technologijų link - ateityje, atvykus į prekybos centrą, pakaks paspausti mygtuką ir automobilis pats suras stovėjimo vietą.
Kelio ženklų atpažinimas - ypatingai svarbi jau šiandien naudojama funkcija. Automobilio priekiniame stikle įmontuota kamera atpažįsta kelio ženklus ir jų informaciją pateikia vairuotojui matomoje vietoje. Kai kurie automobiliai, kaip „Ford S-Max“, jau gali pagal atpažįstamus kelio ženklus automatiškai reguliuoti greičio palaikymo kontrolės nustatymus. Pavyzdžiui, važiuojant „autopilote“ nustačius 130 km/val. ir įvažiavus į atkarpą, kur leistinas greitis - 110 km/val., „Ford“ atpažins ženklą ir sumažins greitį, o atkarpai pasibaigus, jį vėl padidins. Prie kelio ženklų atpažinimo galima priskirti ir įspėjamąsias sistemas, kurios praneša apie eismo juostos kirtimą ar vairuotojui nematomoje („aklojoje“) zonoje esančią transporto priemonę.
Iššūkiai ir apribojimai
Technologiniai iššūkiai
Automobilio naudojimą viešuose keliuose riboja kai kurie jo trūkumai. Pavyzdžiui, autonominiai automobiliai negalėjo važiuoti pilant lietui ar esant apsnigtai vietovei. Tai lemia vietos identifikavimas pagal iš anksto nufotografuotų vaizdų palyginimą su automobilio sistemų skenuojamu landšaftu. Tokiu būdu sistema atskiria praeivį nuo pakelės stulpo, bet bejėgė esant blogoms oro sąlygoms. Taip pat ši sistema negalėjo atpažinti laikinųjų šviesoforo signalų, atskirti pėsčiojo nuo policininko ar suglamžyto popieriaus nuo akmens. Be to, dar nesugebėjo parkuotis. Dirbtinio intelekto valdomi automobiliai yra patikimi tada, kai važinėja jiems žinomais maršrutais, pavyzdžiui, San Fransiske. Tokiu būdu automobilis veikia „šiltnamio sąlygomis“.
Teisiniai iššūkiai
Autonominių automobilių plėtra susiduria su daugybe teisinių iššūkių. Vienas pagrindinių klausimų, kuris kelia daug diskusijų - atsakomybė už nelaimingus atsitikimus. Jei autonominis automobilis dalyvauja avarijoje, kas atsako už padarytą žalą? Atsakomybė tenka gamintojui, programinės įrangos kūrėjui, ar automobilio savininkui? Be to, reikalingi nauji įstatymai dėl autonominių transporto priemonių bandymų ir naudojimo viešuose keliuose. Kiekviena šalis turi savo požiūrį į tai, kaip reguliuoti šias technologijas, tačiau daugelyje pasaulio regionų dar nėra aiškių ir vieningų taisyklių. Taip pat kyla klausimas, kaip užtikrinti, kad autonominiai automobiliai atitiktų visus saugumo standartus? Ar jie tikrai gali būti saugesni už žmonių vairuojamus automobilius? Atsakyti į šį klausimą ne taip paprasta, nes autonominių automobilių technologija vis dar yra santykinai nauja ir reikalauja nuolatinio tobulinimo.
Praktiniai ir visuomenės pasitikėjimo iššūkiai
Nors technologija vystosi greitai, jos diegimas susiduria su praktiniais iššūkiais. Pirmiausia, daugelis miestų ir šalių vis dar neturi tinkamos infrastruktūros, kad galėtų saugiai priimti autonomines transporto priemones. Daugelyje vietų keliai nėra pritaikyti tokiems automobiliams, o kai kuriose mažiau išsivysčiusiose šalyse infrastruktūra yra netinkama net tradicinėms transporto priemonėms. Be to, kadangi autonominiai automobiliai yra visiškai priklausomi nuo technologijų, bet kokia programinės įrangos klaida ar gedimas gali turėti rimtų pasekmių. Tokių problemų prevencija ir užtikrinimas, kad šie automobiliai būtų saugūs naudoti kasdien, yra pats didžiausias iššūkis. Dar viena praktinė problema - visuomenės pasitikėjimas autonominėmis technologijomis. Daugelis žmonių vis dar nesijaučia patogiai, keliaudami automobiliais, kuriuos valdo kompiuteris, o ne žmogus. Psichologinis barjeras, susijęs su pasitikėjimu tokiomis transporto priemonėmis, gali tapti kliūtimi jų priėmimui. Be to, eismo priežiūros institucijos, policija, turi būti paruoštos ir apmokytos, kaip elgtis ir ką daryti, kai susiduriama su autonominiu automobiliu.
Incidentai ir saugumas
2012 m. rugpjūtį Google pranešė, kad visi kompanijos save vairuojantys automobiliai nuvažiavo virš 500 tūkst. km, nepatyrę autoavarijų, paprastai visada kelyje esant apie 12 automobilių. Buvo pradėta tokius automobilius bandyti su vienu vairuotoju vietoje ekipažo iš dviejų žmonių. Iki 2016 m. kovo mėn. Google autonominiai automobiliai kartu buvo nuvažiavę 2,4 mln. km. Pasak pačios Google ataskaitų, jos testuojami automobiliai keliuose pateko į 14 susidūrimų, iš kurių 13 atvejų kalti buvo kiti vairuotojai.
2015 m. birželį Google įkūrėjas Sergejus Brinas patvirtino, kad jų automobiliai pateko į 12 eismo įvykių, iš kurių aštuoniuose įvykiuose jiems atsitrenkė į galinę dalį sustojus prie šviesoforo, dviejuose - kiti vairuotojai kliudė automobilio šoną, viename - kitas vairuotojas pervažiavo per „Stop“ ženklą, dar viename - pats Google darbuotojas vairavo rankiniu būdu. 2015 m. liepą trys Google automobiliu vykę darbuotojai patyrė nesunkius sužeidimus, kai į jų sustojusį automobilį prie šviesoforo atsitrenkė kitas automobilis. Tai buvo pirmas kartas, kai eismo įvykyje su autonominiu automobiliu nukentėjo žmonės. 2016 m. vasario 14 d. Google automobilis, bandydamas išvengti susidūrimo su smėlio maišais gulėjusiais ant kelio, manevruodamas kliudė autobusą. Autonominio automobilio testavimo metu buvo mirtinai sužalotas žmogus. Šiuo atveju atsakomybę gali prisiimti ir technologijų kompanija, kuri kuria automobilį. Pirminio testavimo metu sėdėjo vairuotojas, kuris turėjo perimti automobilio valdymą, jeigu kažkas negero atsitiktų.
Įdomus faktas - autonominis automobilis JAV išlaikė vairavimo egzaminą. Tačiau ekspertai pabrėžia - neaišku, ar visuomenė tikrai jau yra pasiruošusi priimti autonominius automobilius. Kol kas teigti, kad tai yra saugiau nei įprastos transporto priemonės, dar negalima. Autonominiai automobiliai sunkiai susidoroja su sudėtingomis situacijomis, tokiomis kaip blogas oras.
Teisinis reguliavimas ir autonominių automobilių plėtra pasaulyje
Keturios JAV valstijos ir Vašingtonas priėmė įstatymus, leidžiančius naudoti save vairuojančius automobilius. Nevadoje toks įstatymas įsigaliojo 2012 m. kovo 1 d. Nevados automobilių transporto departamentas (ATD) išdavė numerius pirmajam autonominiam automobiliui 2012 m. gegužės mėn. Tai buvo modifikuotas Toyota Prius su Google eksperimentine bepiločio vairavimo įranga. 2012 m. balandį Florida tapo antrąja valstija, kuri legalizavo autonominių automobilių bandymus viešuosiuose keliuose. Kalifornija - trečiąja po to, kai gubernatorius Jerry Brown pasirašė įstatymą Google būstinėje Mauntain Vju. 2013 m. gruodį Mičiganas tapo ketvirtąja valstija, leidusia važiuoti šiems automobiliams. Mičigano universitetas turi nuosavą netikrą miestelį, kuris yra 24 futbolo aikštelių dydžio ir jame tokios kompanijos kaip „Ford“ išbando autonominių technologijų ribas, taip tyrėjai gaudami įžvalgų kaip technologijos gali veikti realiomis sąlygomis.
2015 m. gruodį Kalifornijos automobilių transporto departamentas (ATD) paskelbė autonominių automobilių naudojimo taisyklių projektą, kurį 2016 m. pradžioje pristatė viešiems svarstymams Los Andžele ir Sakramente. Jei įstatymas įsigaliotų, tokiuose automobiliuose būtų privalomi įprastas vairas ir pedalai kartu su vairuotoju, turinčiu „autonominio automobilio vairavimo teises“. Vairuotojas būtų atsakingas už eismo taisyklių pažeidimus ir įvykius nepriklausomai nuo to, ar jis tuo momentu buvo ar nebuvo prie vairo. Dėl įstatymo perspektyvos ATD akcentavo galimas rizikas, susijusias su tokių naujų technologijų diegimu. Pabrėžta, kad jų gamintojams reikia įgauti daugiau patirties autonominių automobilių bandymuose viešajame eisme prieš padarant šią technologiją prieinama plačiajai visuomenei.
Lietuva ir ES aktyviai dalyvauja AV plėtroje. Europos Komisija siekia, kad iki 2030 metų AV taptų plačiai prieinamos. ES finansuoja iniciatyvas, tokias kaip projektas „Self-driving trucks en route to transform Europe’s freight sector“, kuris tiria AV sunkvežimių poveikį krovininiam transportui. Remiantis CNN straipsniu, JAV jau pradėjo veikti pirmieji sunkvežimiai be vairuotojo, vežantys krovinius tarp Dalaso ir Hiustono. San Fransiskas - vienas Jungtinių Amerikos Valstijų miestų, kuriame jau kurį laiką važinėja su dirbtinio intelekto technologijomis veikiantys visiškai autonominiai automobiliai. Šie automobiliai teikia pavėžėjimo paslaugą, vežant keleivius nurodytu adresu.
Poveikis kasdieniam gyvenimui ir ateities perspektyvos
Autonominių transporto priemonių technologija siūlo daugybę privalumų, kurie gali transformuoti transporto sektorių. Kone pagrindinis autonominių automobilių pranašumas - saugumas. JAV Nacionalinė greitkelių eismo saugumo administracija (NHTSA) teigia, kad 94% eismo įvykių įvyksta dėl žmogaus klaidų. AV gali sumažinti šį skaičių, nes jos nepavargsta, nebūna išsiblaškiusios ir nevairuoja apsvaigusios. Kitas privalumas - laiko taupymas. Autonominiai automobiliai gali keliauti greičiau ir efektyviau, nes jie geba geriau analizuoti eismo sąlygas ir priimti geresnius sprendimus nei žmogus. Tai gali sumažinti laiką, praleidžiamą kelyje, ir padaryti miestus pralaidesnius eismui. Autonominės transporto priemonės gali sumažinti spūstis, optimizuodamos greitį ir bendraudamos tarpusavyje. Be to, autonominiai automobiliai gali tapti svarbia priemone kovojant su tarša, nes dauguma jų yra elektrinės, o tai mažina išmetamųjų dujų kiekį ir degalų vartojimą.
Socialinė įtaka taip pat bus didelė. Automobilių pramonė ir darbo rinkos susidurs su naujais iššūkiais, nes dalis darbuotojų, dirbančių transporto sektoriuje, gali prarasti savo darbą. Kita vertus, autonominių automobilių plėtra taip pat atvers naujas galimybes IT specialistams, inžinieriams ir dirbtinio intelekto kūrėjams.
Ateityje, tikėtina, kad autonominiai automobiliai taps daugelio pasaulio miestų sudedamąja dalimi. Nors jų integracija į kasdienį gyvenimą nėra greita, technologijos tobulėja labai sparčiai. Šiandien dar sunku tai įsivaizduoti, bet jau po dešimtmečio gatvėse automobilius, kurie rieda be vairuotojo, matysime ne rečiau nei šiandien juose regime hibridines transporto priemones. Autonominių transporto priemonių lenktynėse, siekiant įvairioms bendrovėms pristatyti tą pirmąjį, visiškai autonominį automobilį, į rinką žengia rimta konkurentė. „Tesla“ kartu su savo robotaksi, „Waymo“ ir kitos bendrovės turės priimti nemenką iššūkį - „Tensor“ savarankiškai važiuojanti transporto priemonė yra išskirtinai sukurta asmeninam naudojimui. „Tensor RoboCar“ bus pirmasis pasaulyje masinei gamybai skirtas robotas-automobilis, kuris yra nuo nulio sukurtas privačiai nuosavybei dideliu mastu. Ši naujiena žymi svarbų posūkį autonominių transporto priemonių srityje, nes iki šiol dauguma tokių technologijų yra orientuotos į komercinį naudojimą.
Naujoji transporto priemonė yra su galinga dirbtinio intelekto technologija - „Tensor Foundation Model“, taip pat pirmoji pasaulyje turės agentinę sistemą, kuri užtikrins inovatyvų automobilio valdymą. Vairuotojai galės naudotis dvigubo režimo dizainu - patys vairuoti automobilį ar rinktis autonominį važiavimą, kuris kol kas bus prieinamas tam tikrose zonose. Skelbiama, kad „Tensor RoboCar“ bus galima įsigyti JAV, Europoje ir JAE. Tuo tarpu „Tesla“ vasaros pradžioje po ilgų pažadų įgyvendino pirmuosius robotaksi autonominio važiavimo bandymus Ostine.
tags: #autonominis #automobilis #kas #tai