Sådan kommer vi til en verden fyldt med førerløse biler

Kørsel er en af ​​de opgaver, der er så kedelige, farlige og krævende, at det næsten skriges at blive håndteret af robotter. For nylig er teknologien endelig begyndt at transportere morgendagen: Awesome opfindelser, der kan transformere, hvordan vi pendler morgendagens transport: Awesome opfindelser, der kan omdanne, hvordan vi pendler. Den menneskelige civilisationsforløb har altid været formet af transport. Morgendagens transport løser muligvis ikke alle disse problemer, men det løser muligvis nogle - og det er vigtigt at overveje sagen… for at indhente sund fornuft. Elevatorpladsen til selvkørende biler er en no-brainer.

1,2 millioner mennesker dør i bilulykker hvert år, og 50.000 er lemlæstet. Vi kunne redde næsten alle disse liv. Millioner af mennesker spilder milliarder timers pendling. Nu kan de arbejde, se Netflix eller læse en bog. Robotbiler ville lade os slippe af med parkeringspladser og trafikpropper.

Blinde mennesker, ældre og mennesker, der er for unge til at køre bil, kunne bevæge sig frit uden en menneskelig chauffør. Besparelserne i liv, dollars og produktivitet er uberegnelige. Maskiner bliver ikke beruset, trætte eller distraherede. De følger nøjagtigt trafiklove. Dette er ting, som alle ønsker, med vidtgående konsekvenser. De chockerende virkninger af Google Driverless Car [INFOGRAFISK] De chockerende effekter af Google Driverless Car [INFOGRAPHIC] Fremtiden er tættere, end du måske tror. Takket være Googles top hemmelige forskningsafdeling, Google X, er førerløse biler nu en realitet og kan ramme mainstream i en ikke alt for fjern fremtid… - spørgsmålet om hundrede milliarder dollars er, hvor lang tid tager det os at komme dertil?

En verden af ​​førerløse biler

Google beskriver projektet i en nylig blogopdatering som denne:

“Lige siden vi startede Googles selvkørende bilprojekt, har vi arbejdet mod målet om køretøjer, der kan bære hele kørslen. Forestil dig bare: Du kan tage en tur i centrum ved frokosttid uden en 20-minutters buffer for at finde parkering. Seniorer kan bevare deres frihed, selvom de ikke kan beholde deres bilnøgler. Og fuld og distraheret kørsel? Historie. […] De vil tage dig hen, hvor du vil hen med et tryk på en knap. Og det er et vigtigt skridt i retning af at forbedre trafiksikkerheden og omdanne mobilitet for millioner af mennesker.”

Autonome biler har været noget af et varmt emne i de senere år, hvor Google har ført anklagen. Google har kørt sin flåde af eksperimentelle robotbiler mere end 1,1 millioner kilometer uden alvorlig hændelse, og for nylig havde han en ny elektrisk prototype med lav hastighed til at finjustere bykørsel - uden noget ratt eller bremser overhovedet.

Uden for Google har Toyota, Honda og Ford alle deres egne selvkørende bilprojekter, skønt ingen af ​​dem er næsten lige så avancerede som Googles. Faktisk har flere bilproducenter afvist ideen om fuldstændigt autonome biler ude af hånden som for udfordrende, idet de i stedet fokuserer på førerstøttefunktioner.

Google har på sin side skitseret en aggressiv tidslinje for kommercialisering i håb om at samarbejde med bilproducenter om at frigive autonome køretøjer, køre Google-software og fremstillet af tredjepart inden årets udgang. Faktisk har Google til hensigt, at disse køretøjer skal ramme markedet senest i 2018. Så hvad står der i vejen for dette mål?

Teknologiske udfordringer

Googles prototype er virkelig, virkelig god - men den er ikke perfekt. Sådan fungerer bilen nu:

Robotens primære sanseorgan er en drejelig LIDAR-tårn på bilens tag. LIDAR-tårnet maler verden rundt i bilen med en infrarød laserstråle i meget høj hastighed. Ved at registrere positionen og intensiteten af ​​det reflekterede laserlys, kan en simpel maskinsynsalgoritme hurtigt beregne et tredimensionelt kort over objekterne omkring bilen mange gange i sekundet, så det kan identificere objekter som biler, fodgængere, fortov og trafik kegler.

Bilen har som sekundær forstand et antal kameraer, som den bruger til at indsamle yderligere oplysninger om verden omkring sig (identificere signaler fra cyklister og andre biler og læse status for trafiklys og skilte). Endelig har bilen en GPS, der fortæller den, inden for få meters nøjagtighed, hvor den er placeret i rummet.

Ingen af ​​disse sanser er gode nok til at styre bilen, men ved at bruge smart software til at smelte sammen disse datakilder er bilen i stand til at træffe intelligente kørebeslutninger. For at gøre opgaven lettere har Google brugt streetview-biler med LIDAR-tårne ​​på dem i årevis - biler, der sammen med at give dig underlige rejser til fortiden Rejse tilbage i tiden med Google Street View Rejse tilbage i tiden med Google Street View Google Street View har været det bedste redskab til at rejse verden rundt på firs sekunder. Nu giver en enkel, men sjov opdatering på Google Street View dig mulighed for at rulle tilbage tid. , har systematisk 3d kortlagt gader over hele verden.

Alle disse data er blevet omhyggeligt mærket for at lade bilens computer kende trafiklysets positioner, og hvad hastighedsgrænser og banebetegnelser er for hver vej.

Roboten kan finjustere sin GPS-position ved at sammenligne sine nuværende LIDAR-data med gamle 3d-kort over gaden, den er på, for at sikre, at den ikke glider ud af sin bane (dette gør det også muligt for den at navigere, når GPS ikke er en mulighed, som når det kører gennem en tunnel eller et parkeringshus). Desuden kan bilen få adgang til metadataene for dets lokale miljø for at fortælle det, når hastigheden ændres, og for at vide, hvor man skal kigge efter trafiksignaler.

Denne kombination af hardware og software kan gøre en masse bemærkelsesværdige ting: den kan se og forudsige bevægelser fra cyklister og fodgængere. Det kan identificere konstruktionskegler og veje, der er blokeret af omkørselskilte, og udlede intentionerne fra trafik politiet med skilte.

Den kan håndtere fire-vejs-stop, justere dens hastighed på motorvejen for at holde trit med trafikken og endda justere dens kørsel for at gøre turen behagelig for dens menneskelige nyttelast. Softwaren er også opmærksom på sine egne blinde pletter og opfører sig forsigtigt, når der muligvis er tværkrydsning eller en fodgænger gemmer sig i dem.

Der er desværre også nogle ting, som bilen ikke kan gøre. Det største problem er vejret: Googles biler er mest testet i Californien. I en større udrulning overalt i verden er autonome biler nødt til at takle yndefuldt med oversvømmelse af flash, kraftig tåge og dyb sne. Hvilket er et problem, fordi alle de alvorligt rodder med den tunge løfter af robotens sanser: LIDAR.

Sne og stående vand spreder laserstrålen, hvilket gør det vanskeligt at indsamle data pålideligt, og tåge eller kraftigt regn kan dramatisk skære afstanden LIDAR kan se. Uden en pålidelig LIDAR er roboten bogstaveligt talt død i vandet.

At løse vejrproblemet er stadig et åbent forskningsområde. Hvis vi er heldige, kan det være muligt at bruge smarte støjfiltreringsalgoritmer til at udtrække meningsfulde data, selv fra vejr-overskyet LIDAR, eller flytte byrden til kameraerne, så robotten kan fortsætte med at manøvrere, selvom sandsynligvis med en reduceret hastighed.

Hvis ikke, kan det være nødvendigt at tilføje en ny pakke sensorer (måske SONAR eller RADAR) for at give robotten 3d-kortlægningsmuligheder, selv i tilfælde af LIDAR-fiasko. Uanset hvad, Google arbejder på det.

Et dybere problem er dog hvad der kaldes den lange hale. Tænk på det sådan: Størstedelen af ​​kørsler, som selvkørende biler bliver bedt om, er på motorvejen. For en robot er motorvejskørsel let. Den næste brugssag ville sandsynligvis være kørsel med lav hastighed i godt vejr, hvilket robotter også er temmelig gode til.

Desværre, selvom disse sandsynligvis repræsenterer 90% af alle de køresituationer, som bilerne nogensinde vil stå over for, er de ikke de eneste to muligheder. Hvad med parader? Hvad med ambulancer? Rock slides? Bilulykker? Flade dæk? Jaywalking hunde? Vejbygning? Tornadoer? At blive trukket af politiet?

Pointen er, at når du går ned på listen over sager, som bilen skal håndtere, sorteret efter sandsynlighed, finder du ud af, at der er et næsten uendeligt antal af dem, hver med en lille skive af sandsynlighedscirklen. Du kan ikke opføre hårde koder for enhver mulighed.

Du skal acceptere, at din robotbil til sidst vil støde på noget, du ikke har planlagt, og vil opføre sig forkert. Det kan endda få folk dræbt. Det bedste du kan gøre er at forsøge at dække nok sager godt nok til at roboten stadig er mere sikker at bruge end en menneskestyret bil.

Lige nu er Google-bilen endnu ikke så langt nede på listen, men den begynder at komme tæt på, og Google arbejder på at udvikle sikker tilbagevirkningsadfærd for at sikre, at bilen ikke aktivt skader nogen, selv i tilfældet af softwarefejl eller uventede kørselsforhold.

Googles metode til at opbygge disse sager er smart: Virksomheden har en politik om, at når bilen laver en fejl, eller et menneske tvinges til at tage kontrol, hændelsen logges, og softwaren revideres, indtil den kan passere simulerede versioner af samme scenarie. Eventuelle store ændringer i softwaren testes ud fra denne database over hændelser for at sikre, at intet er utilsigtet ødelagt.

Der er også blødere begrænsninger - LIDAR-tårnene, som robotterne i øjeblikket bruger på over $ 30.000. Den gode nyhed her er, at dette stort set skyldes, at disse LIDAR-tårne ​​er et specialemne, der kun bruges til et par applikationer. Masseproduktion vil bestemt nedbringe disse omkostninger.

Yderligere, hvis selvkørende biler er vedtaget under førerhuset-modellen (sandsynligvis leveret af Googles protege, Uber), vil det nødvendige forhold mellem biler og bilbrugere sandsynligvis være lavt: Folk, der rejser til lignende steder, kan samles sammen med central routing-software i bytter mod reducerede gebyrer, og biler kan opretholde mere eller mindre kontinuerlig brug. Dette reducerer omkostningerne pr. Bruger dramatisk, selvom bilerne i sig selv er meget dyre.

Juridiske udfordringer

Selvkørende biler lyder stort set som en købmandsliste over ting, der skræmmer regulatorer: autonome robotter med dødbringende kraft, forstyrrende ny teknologi, mekaniseret arbejdsløshed og store virksomheder, der sætter millioner af kameraer over hele verden.

Robotbiler vil sandsynligvis dræbe folk (skønt de er meget lavere end menneskelige chauffører), de vil fortrænge millioner af lastbilchauffører og hundreder af tusinder af førerister, og de vil give Google en enorm mængde personlige oplysninger om deres brugere . Der er unødvendigt at sige, at der vil være en vis modstand mod at få selvkørende biler legaliseret, især da de kræver større eftersyn af den reguleringsinfrastruktur, der allerede er i spil.

For at selvkørende biler bliver en lovlig, mainstream del af vores liv, bliver vi nødt til at opgive nogle meget gamle retlige forskrifter: herunder tanken om, at mennesket i førersædet af en bil er ansvarlig for dens handlinger.

De stater, der har udstedt en foreløbig regulering for at give mulighed for testning af autonome køretøjer (inklusive Californien og Nevada), har anvendt en række lovlige genveje for at lade forskningen finde sted.

I Californien, for eksempel, er den person, der indleder bilens rejse lovligt operatøren, selvom de faktisk ikke er i bilen på det tidspunkt. Dette er et åbenbart utilstrækkeligt svar på lang sigt, da dette betyder, at (f.eks.) Operatøren kunne blive opkrævet med DUI, selvom de ikke var nogen steder i nærheden af ​​det køretøj, som de sendte, mens han drak.

Californien håber at frigive mere permanent regulering af sådanne forbrugskøretøjer i begyndelsen af ​​2015, men Consumer Watchdog, en uafhængig fortalergruppe, lobbyer for dem for at udskyde reguleringen i atten måneder for at muliggøre en mere grundig sikkerhedstest.

Google håber at tilskynde lovgivere til at påtage sig ansvaret for bilens handlinger med producenterne af den selvkørende hardware, som de ser som den mest retfærdige måde at fordele skylden på: det virker dumt for loven at holde en menneskelig operatør ansvarlig for opførsel, som de har ingen kontrol over.

De involverede tilsynsmyndigheder indrømmer, at lovgivning for autonome køretøjer er et vanskeligt problem:

“Vi er virkelig gode til at licensere chauffører og regulere køretøjer og bilsalgsindustrien, men vi har ikke meget ekspertise i at udvikle disse typer standarder,” Soublet sagde. “Så når vi begynder at nærme os ting som det, er vi nødt til at slå af. Vi har ikke den tekniske evne til at gøre det. Vi er nødt til at komme til dette fra et lovgivningsmæssigt perspektiv af, hvad vi som afdeling er i stand til.”

De er dog enige om, at feltet er værd at gøre.

“Det er et spørgsmål, der trækker dig ind. Det er vores fremtid. Vi synes det er meget spændende at arbejde med […] Brian [Soublet] og jeg, vi kan ikke tro, at vi arbejder på dette. Det er noget, der vil ændre den måde, vi alle lever på.”

Den føderale regulering er på vej, men ankommer muligvis ikke i flere år. National Highway Traffic Safety Administration frigav en foreløbig erklæring om spørgsmålet, hvori den udtrykte en vis entusiasme for udsigten til fuldt autonome køretøjer.

“Amerika er på et historisk vendepunkt for biler. Motorkøretøjer og chaufførers forhold til dem vil sandsynligvis ændre sig markant i de næste ti til tyve år, måske mere end de har ændret sig i de sidste hundrede år.”

NHTSA forekommer imidlertid også uforberedt på at udstede enhver klar regulering i overskuelig fremtid, og planlægger for det meste at overlade disse lovgivningsmæssige spørgsmål i hænderne på de enkelte stater, hvilket øger muligheden for, at dårligt regulerede stater er 'døde zoner', som autonome biler på tværs af landevejsture skal undgås. Det er her de gode nyheder starter. Den håbefulde mor til disse maskiner er Google, som også tilfældigvis er en af ​​de største lobbyjuggerne i USA (den rangerer ottende og slår Boeing og Lockheed Martin ud). Google er godt forberedt på at lede regulering til en form, der er venlig med fremtiden for autonome køretøjer.

Vejen foran

Hvis der er en enkel besked om at fjerne situationen lige nu, er det denne: De udfordringer, der er tilbage at løse, før autonome køretøjer kan gå i mainstream, er vanskelige og betydelige. Teknologien og den juridiske infrastruktur er ikke i øjeblikket på plads, så disse køretøjer virkelig kan opfylde deres potentiale. Imidlertid er disse problemer også veldefinerede, opløselige og undersøges af nogle af de smarteste mennesker på kloden.

Der er en meget god chance for, at teknologien i det mindste er klar til at blive implementeret på testmarkeder som Californien og Nevada på Googles foreløbige 2018-dato. Der er en endnu bedre chance for, at teknologien inden for ti år vil have transformeret den måde, hvorpå næsten alle på Jorden lever deres liv.

Disse ændringer spænder fra bilkultur (slutningen af ​​bilejerskabet som en voksen ritual), den måde, folk arbejder og socialiserer, og den måde, vi designer vores byer på. Hvis disse udfordringer kan imødekommes, vil det være den mest betydningsfulde ændring i transport siden opfindelsen af ​​bilen.

Funktionsbillede: “Kærlighedsfejl“, af JD Hancock
Billeder: “Googles selvkørende bil på Computerhistorisk museum“, af Don DeBold, “Googles selvkørende bil“, af Roman Boed, “Toyota selvkørende bil“, David Berkowitz, “Velodyne High-Def LIDAR“, Steve Jurvetson