Когда-то беспилотные автомобили стали реальностью в 2010-х годах, когда-то несбыточной мечтой Голливуда, во многом благодаря исследованиям, проведенным такими технологическими компаниями, как Google. Хотя они еще не вошли в массовое производство и на момент написания статьи вы не можете их купить, беспилотные прототипы ежегодно проезжают миллионы миль по дорогам нашей страны.


Сжать историю беспилотных автомобилей до менее чем 10 этапов непросто, но мы сделали все, что в наших силах.


Мечта без водителя начинается


После рождения автомобиля изобретатели начали думать об автономных транспортных средствах. В 1925 году изобретатель Фрэнсис Гудина продемонстрировал радиоуправляемую машину, на которой он проехал по улицам Манхэттена без кого-либо за рулем. Согласно сообщению New York Times, радиоуправляемое транспортное средство могло запускать двигатель, переключать передачи и издавать звуковой сигнал, «как если бы за рулем находилась фантомная рука».


Забавно то, что имя Гудины звучало достаточно похоже на имя знаменитого художника-беглеца и иллюзиониста Гарри Гудини, и многие думали, что это последний трюк Гудини. Гудини посетил компанию Houdina и вступил в физическую ссору, во время которой сломал электрическую люстру.


Робо-шофер Джона Маккарти


В 1969 году Джон Маккарти, известный как один из отцов-основателей искусственного интеллекта, описал нечто похожее на современный автономный автомобиль в эссе под названием «Машины с компьютерным управлением». Маккарти ссылался на «автоматического шофера», способного перемещаться по дороге общего пользования через «вход телекамеры, который использует тот же визуальный вход, что и водитель-человек».


Он написал, что пользователи должны иметь возможность вводить пункт назначения с помощью клавиатуры, которая затем будет предлагать машине немедленно отвезти их туда. Дополнительные команды позволят пользователям изменить пункт назначения, остановиться в туалете или ресторане, замедлить или ускорить движение в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Такого транспортного средства не было, но в эссе Маккарти изложена миссия, над которой должны работать другие исследователи.


Никаких рук через Америку


В начале 1990-х исследователь Карнеги-Меллона Дин Померло написал докторскую диссертацию. Тезис, описывающий, как нейронные сети могут позволить беспилотному транспортному средству получать необработанные изображения с дороги и выводить элементы управления рулевым управлением в реальном времени. Померло был не единственным исследователем, работающим над беспилотными автомобилями, но его использование нейронных сетей оказалось гораздо более эффективным, чем альтернативные попытки вручную разделить изображения на «дорожные» и «внедорожные» категории.


В 1995 году Померло и его коллега-исследователь Тодд Йохем взяли в дорогу свою систему беспилотного вождения Navlab. Их простой автономный минивэн (им нужно было контролировать скорость и торможение) проехал 2797 миль от побережья до побережья от Питтсбурга до Сан-Диего в поездке, которую парочка назвала «Без рук через Америку».


Грандиозный вызов слишком сложен


DARPA объявило о своем первом Grand Challenge в 2002 году. Оно предложило ученым из ведущих исследовательских институтов приз в размере 1 миллиона долларов за создание автономного транспортного средства, способного пройти 142-мильный курс через пустыню Мохаве.


Конкурс проводился в 2004 году. Ни один из 15 участников не смог пройти курс. «Победивший» участник преодолел менее 8 миль за несколько часов, прежде чем загорелся. Это был серьезный удар по цели создания настоящих беспилотных автомобилей; после того, как новости о пожаре попали в заголовки газет, многие решили, что достичь полной автономии невозможно.


Парковка становится умнее


В то время как автономные транспортные средства в 2000-х годах все еще выглядели как научная фантастика, системы самостоятельной парковки начали появляться в качестве стандартного или дополнительного оборудования (и в основном на автомобилях класса люкс). Они продемонстрировали, что датчики были близки к тому, чтобы справляться с относительно сложными условиями реального мира, такими как параллельная парковка в ограниченном пространстве.


В 2003 году гибрид Toyota Prius предлагал автоматическую помощь при параллельной парковке, а Lexus вскоре добавил аналогичную систему в свой флагманский седан LS. Ford запустил систему Active Park Assist в 2009 году, а годом позже - BMW.


Google ищет ответ


В 2009 году Google тайно запустил свой проект самоуправляемых автомобилей. В 2020 году он получил название Waymo. Первоначально его возглавлял Себастьян Трун, бывший директор Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта и соавтор Google Street View. Компании потребовалось несколько лет, чтобы объявить, что ее прототипы коллективно проехали 300 000 миль под управлением компьютера без единой аварии, - впечатляющий подвиг, который застал многих врасплох.


В 2014 году был выявлен автономный прототип без руля, педали газа или педали тормоза; он был на 100% автономным. Waymo широко известен как безоговорочный лидер в области технологий самоуправления.


Крупные производители автомобилей ведут свои разработки


К 2013 году автомобильные компании, включая General Motors, Ford, Mercedes-Benz и BMW, работали над собственными технологиями автономного вождения. Истинной автономии оказалось труднее, чем многие предполагали, как с технической, так и с юридической точки зрения, а технология, доступная потребителям в 2010-х годах, была в лучшем случае частично автоматизирована.


Первый случай гибели беспилотного автомобиля


Утверждения о том, что технологии автономного вождения безопаснее, чем водители-люди, были поставлены под сомнение, когда один из прототипов Uber на базе Volvo XC90 сбил и убил 49-летнюю Элейн Херцберг, когда она переходила улицу в Аризоне. Несмотря на то, что она переходила дорогу, аварии можно было полностью избежать. Полицейские пришли к выводу, что водитель службы безопасности Uber (который должен взять на себя управление в случае возникновения чрезвычайной ситуации) наблюдал за Hulu в полсекунды до столкновения.


ИИ приходит в беспилотные автомобили


На выставке CES 2018 Nvidia представила новый чип для беспилотных автомобилей под названием Xavier, который включает в себя искусственный интеллект. Затем компания объявила, что сотрудничает с Volkswagen для разработки искусственного интеллекта для будущих беспилотных автомобилей. Хотя это не первая попытка внедрить ИИ в автономные автомобили (Toyota уже изучала эту концепцию совместно с Массачусетским технологическим институтом и Стэнфордом), сотрудничество Volkswagen и Nvidia стало первой попыткой подключить ИИ к готовому к производству оборудованию. Это открывает возможность для беспилотных автомобилей работать лучше, а также для новых удобных функций, таких как цифровые помощники.


Что дальше?

В 2020 году большинство автопроизводителей охладили свои амбиции в отношении беспилотных автомобилей и применили гораздо более реалистичный подход к развитию технологии. Обычные люди не могут купить ни одного автономного автомобиля, но некоторые компании думают, что они близки к тому, чтобы взломать код. На кону миллиарды долларов и завидная монополия.


Tesla продает пакет опций под названием «Полное самоуправление», но ее автомобили не автономны ни при каких измерениях; Правительство Германии, в частности, попросило его прекратить использование этого термина. Volkswagen разрабатывает эту технологию собственными силами и пообещал развернуть автономные ретро-фургоны во время чемпионата мира 2022 года. Немецкий поставщик Bosch объединил усилия с материнской компанией Mercedes-Benz Daimler, чтобы поставить на улицы Сан-Хосе прототипы автономного S-класса. Другие партнерские отношения, проекты, успехи и неудачи, несомненно, появятся в начале 2020-х годов.


Объяснение уровней автономии

Хотя термины «беспилотный» и «автономный» используются часто, не все автомобили обладают одинаковыми возможностями. Шкала автономности SAE используется для определения различных уровней автономных возможностей. Вот разбивка.


Уровень 0: без автоматизации. Водитель постоянно контролирует рулевое управление и скорость (как ускорение, так и замедление) без какой-либо помощи. Сюда входят системы, которые только предупреждают водителя, не предпринимая никаких действий.


Уровень 1: Ограниченная помощь водителю. Сюда входят системы, которые могут контролировать рулевое управление и ускорение / замедление при определенных обстоятельствах, но не одновременно.


Уровень 2: Системы помощи водителю, которые контролируют рулевое управление и ускорение / замедление. Эти системы перекладывают часть рабочей нагрузки на водителя-человека, но все же требуют от этого человека постоянного внимания.


Уровень 3: Транспортные средства, которые могут вести себя самостоятельно в определенных ситуациях, например, в плотном движении по разделенным шоссе. Вмешательство человека не требуется, когда включен автономный режим, но водитель должен быть готов взять на себя управление, когда транспортное средство сталкивается с ситуацией, выходящей за пределы его пределов.


Уровень 4: Транспортные средства, которые большую часть времени могут вести себя сами, но в определенных ситуациях может потребоваться водитель-человек.


Уровень 5: Полностью автономный. Транспортные средства 5-го уровня могут управлять собой в любое время и при любых обстоятельствах. Они не нуждаются в ручном управлении.