Бесчеловечный руль

Создание автономных и смешанных транспортных систем представляет собой запутанный клубок инженерных, юридических и этических проблем. Технологический конкурс РВК Up Great «Зимний город» дал возможность продемонстрировать свои подходы к их решению 27 группам разработчиков из России
Бесчеловечный руль
Эксперт «Зимнего города», заместитель руководителя Центра компетенций МАДИ по интеллектуальным транспортным системам Андрей Воробьев
МАДИ

Конкурс проводится в рамках Национальной технологической инициативы, его задача — поиск прорывных решений в сфере беспилотного транспорта. Участники должны будут разработать и оборудовать интеллектуальными системами управления беспилотный автомобиль, пригодный для эксплуатации в экстремальных погодных условиях, при плохой видимости, отсутствии дорожной разметки и наличии дорожного трафика, а затем испытать его на специально оборудованном полигоне.

Заявки на участие в конкурсе подали технологические компании в сфере робототехники и машинного зрения Avrora Robotics, Smart Vision Tomsk, VisioTech, «Нилар», Robodem, NN-Vision, а также научно-исследовательские подразделения и инжиниринговые центры крупных корпораций. Около половины команд представляют объединения разработчиков ведущих российских вузов, среди которых Нижегородский государственный технический университет, Ковровская государственная технологическая академия, Ульяновский государственный технический университет. Среди соискателей и группа разработчиков Московского автомобильно-дорожного института (МАДИ).

«Наш институт — один из партнеров этого конкурса, мы о нем знали заранее, — рассказал «Стимулу» эксперт «Зимнего города», заместитель руководителя Центра компетенций МАДИ по интеллектуальным транспортным системам Андрей Воробьев. — Наш беспилотный автомобиль разработан на базе серийно выпускаемого автомобиля Ford Focus II с бензиновым двигателем и автоматической коробкой передач. Мы установили актуаторы тормозного привода, ускорения, рулевого привода. И поверх стоит система автономного управления».

Стоит отметить, что команда МАДИ изначально разрабатывала свой автомобиль для экстремальных погодных условий, включая арктическую зону. Учитывались и особенности российских водителей.

magnifier.png Команда МАДИ изначально разрабатывала свой автомобиль для экстремальных погодных условий, включая арктическую зону. Учитывались и особенности российских водителей

«Мы считаем, что поведение беспилотника надо приближать к поведению реального человека. Человек девяносто процентов информации получает зрительным образом, и мы тоже стараемся основной упор делать на стереозрение. И подкреплять это радарами, видеокамерами, лидарами».

По словам Андрея Воробьева, каждый сенсор имеет свои положительные и отрицательные стороны. К примеру, сейчас все активно используют лидары, но у них тоже есть свои недостатки, которые проявляются в неблагоприятных погодных условиях. В дождь они дают засветку, в снег — тоже. Активные лазерные излучатели отражаются от снежинок, отсвечивают. Характерная для России грязевая пыль, взвесь микрочастиц, дает очень сильную засветку как радаров, так и лидаров.

«Теперь поговорим о внутренней сенсорике. Это определение психоэмоционального состояния всех участников дорожного движения внутри автомобиля — и водителя, и пассажиров, — рассказывает Андрей Воробьев. — Ведь автомобили без органов управления — это далекое будущее. Ближайшая перспектива — частично беспилотные автомобили, которые выполняют определенный сценарий, а потом им нужно передать управление обратно водителю. И вот время передачи управляющего воздействия очень сильно зависит от состояния водителя, спит он или бодрствует, следит ли за дорожной обстановкой, какой это тип водителя, как он быстро реагирует. Система должна обладать этим интерфейсом человек—машина, чтобы уметь распознавать, сколько времени нужно для передачи управления, чтобы не было ошибок первого, второго рода: система подумала, что уже передала, а водитель подумал, что еще нет. Это потенциально аварийная ситуация».

РУЛЬ ФОРД.png
Беспилотный автомобиль разработан на базе серийно выпускаемого автомобиля Ford Focus II с бензиновым двигателем и автоматической коробкой передач
МАДИ

Следующая важная составляющая — это связь между автомобилями, vehicle-to-vehicle, V2V. Речь идет о бортовом взаимодействии с другими транспортными средствами, это нужно для решения тактических задач управления. Для того чтобы автомобили могли между собой сами договариваться.

В качестве примера Андрей Воробьев привел выезд на оживленную автомагистраль с второстепенной дороги: «Беспилотник может потратить слишком много времени, чтобы найти разрыв потока при плотном движении. Машины идут друг за другом, никто его не пропускает. Понятно, что такой автомобиль уже теряет коммерческую привлекательность, никакой водитель не готов тратить слишком много времени на встраивание в поток. А реальные водители эту задачу решают невербальным способом: помигал, побибикал, подмигнул — тебя и пропустили. Начинаешь встраиваться, создавая аварийную ситуацию, но человек понимает, что авария-то вряд ли произойдет — ему уступят. А беспилотник так не может. Он не может создавать аварийные ситуации, он должен ездить безаварийно, это заложено. И в таких случаях помогают как раз такие кооперативные системы. Три автомобиля между собой обменялись информацией — один чуть ускорился, второй притормозил».

Еще одна важнейшая задача инженеров связана с цифровой инфраструктурой, с так называемой цифровой моделью дороги.

magnifier.png Активные лазерные излучатели отражаются от снежинок, отсвечивают. Характерная для России грязевая пыль дает очень сильную засветку как радаров, так и лидаров

«Например, в концепции кооперативных систем есть представление о том, что каждое транспортное средство должно раз в секунду, а при совершении маневра десять раз в секунду передавать свою текущую позицию, скорость движения и положение руля, чтобы любой, кому это надо, мог спрогнозировать ее траекторию, сопоставить со своей и создавать эти прогнозные модели движения», — говорит Андрей Воробьев.

По его словам, если каждый ищет оптимум для себя, то это не оптимально для всей системы. А оптимум для системы не равен оптимуму для отдельного транспортного средства. И поэтому должен быть единый арбитр, подобный существующему сейчас Центру организации дорожного движения (ЦОДД) в Москве, который с помощью текущей интеллектуальной транспортной системы управляет транспортными потоками в городе. Такой же подход должен быть и при организации будущей транспортной системы, которая рассматривается не как чисто беспилотная, а как еще более сложная смешанная система, где есть и беспилотники, и транспортные средства под управлением водителя.

РУЛЬ УСКОВА.png
Директор группы компаний Cognitive Technologies Ольга Ускова
Эксперт

По словам директора группы компаний Cognitive Technologies Ольги Усковой, переход к беспилотным транспортным средствам откроет перед человечеством массу возможностей. В первую очередь это безопасность. Использование беспилотных автомобилей, по данным экспертов, позволит сократить аварийность на порядки. Если сегодня на дорогах мира гибнет более 1,2 млн человек, то предполагается, что эта цифра сократится до нескольких десятков человек. Исчезнут нарушения, связанные с употреблением алкоголя, эмоциональностью и поведенческим фактором. Сегодня аналитики видят в числе основных причин ДТП в США, Франции, Канаде и Германии употребление алкоголя за рулем (35%), отвлечение от управления из-за чрезмерной общительности (20%) и нарушение скоростного режима (12–15%).

magnifier.png Интеллектуальные системы помощи водителю должны гарантировать точность детекции объектов дорожной сцены на 99,999999%. Потеря одной или двух девяток после запятой — это десятки и сотни тысяч жизней по всему миру

Основная проблема, стоящая перед разработчиками, — создание систем, обеспечивающих стопроцентную безопасность дорожного движения или максимально близкую к этой цифре, считает Ольга Ускова. Создаваемые интеллектуальные системы помощи водителю должны гарантировать точность детекции объектов дорожной сцены не просто на 98 или 99%, а на 99,999999%. Потеря одной или двух девяток после запятой — это десятки и сотни тысяч жизней по всему миру.

Сегодня создать решения, отвечающие таким требованиям, невозможно. Эксперты отводят на это не менее семи-восьми лет. Разработчикам программной части предстоит собрать информацию для обучения детекторов, базирующихся в том числе на нейронных сетях, протестировать свои алгоритмы на миллионах и даже десятках миллионов километров дорог для отработки в реальных дорожных ситуациях.

Между тем после летнего затишья мировые автогиганты и тяжеловесы IT-индустрии вновь вступили в схватку за контроль над рынком автономных автомобилей.

Основная проблема, препятствующая массовому распространению беспилотных технологий, — законодательство. Дальше других в этом вопросе продвинулись США, где на уровне отдельных штатов приняты законодательные акты, позволяющие автомобилям с режимом автопилота выезжать на дороги общего пользования. С небольшим отставанием от американцев движутся европейцы и ведущие азиатские страны, включая Японию и Китай, также допускающие передвижение транспортных средств с интеллектуальными системами помощи водителю на отдельных территориях. Однако европейцам еще предстоит внести поправки в действующие документы, такие как Венская конвенция о дорожном движении — именно она гласит, что в каждом автомобиле должен быть водитель, который обязан управлять транспортным средством.

По словам Ольги Усковой, в сфере российского законодательства не решено ни одной задачи и никакой системной работы не ведется. Не существует сколько-нибудь четко оформленных групп, которые занимались бы этими вопросами. Есть отдельные декларативные заявления и небольшие инициативные коллективы, которые пытаются такие вопросы ставить. Если положение не исправить, Россия будет вынуждена принять международное законодательство и платить за чужую сертификацию и за чужую стандартизацию.

Кроме законодательных предстоит решить и этические проблемы, которые ставит перед человечеством беспилотный автомобиль.



«В Германии при министерстве транспорта и минэкономразвития уже два года работает этическая комиссия по беспилотному транспорту, куда входят различные специалисты, приглашены даже представители духовенства, — рассказывает Андрей Воробьев. — К примеру, рассматривается такая ситуация: в машине едет пожилой человек, а на дорогу выбегает ребенок, и у машины есть выбор — либо съехать с дороги с потенциальной возможностью убить водителя, либо сбить ребенка. Этическая комиссия пришла к выводу, что такие вопросы вообще нельзя отдавать на рассмотрение робота. Робот не должен решать, кого убить, а кого оставить в живых».

Каждая жизнь бесценна, и моральный выбор для искусственного интеллекта невозможен. Это очень обширная тема, которую нужно исследовать, в том числе в юридическом аспекте. Это миллионы часов модельных и натурных испытаний, множество сценариев. Необходимо будет выработать единые требования к поведению беспилотников, при этом, как и в случае с Венской конвенцией, предоставив каждой стране возможность учесть свою национальную специфику.

magnifier.png В Германии при министерстве транспорта и минэкономразвития уже два года работает этическая комиссия по беспилотному транспорту, куда входят различные специалисты, приглашены даже представители духовенства

Экспертиза заявок на участие в конкурсе завершится до 15 октября, по ее итогам определится список команд, допущенных к квалификационным испытаниям. Квалификационные заезды автомобилей пройдут в начале декабря. Командам предстоит испытать свои беспилотники на полигоне в условиях плохой видимости и продемонстрировать функции объезда препятствий, преодоления перекрестков, обгона, движения в пробках, парковки и др. По итогам квалификации в финал выйдут десять команд, показавших лучший результат.

«Итоги сбора заявок на конкурс Up Great “Зимний город” показали актуальность задачи, высокий интерес профессионального сообщества к новому для России формату инженерных состязаний, а также наличие технологических заделов в данной области», — отметил генеральный директор РВК Александр Повалко.

Финальные испытания беспилотников и определение победителя запланированы на начало 2019 года. Команды-финалисты должны будут преодолеть дистанцию длиной 50 км быстрее чем за три часа. Призовой фонд конкурса составляет 175 млн рублей.

Организаторами серии конкурсов Up Great выступают РВК, фонд «Сколково» и АСИ. Технологическим партнером Up Great «Зимний город» выступает «Яндекс».

Еще по теме