Современные беспилотные автомобили

Если раньше разработка беспилотных автомобилей была уделом немногих экспериментаторов, то за последнее десятилетие этим перспективным направлением занялось множество компаний. И это не только традиционные производители автомобилей. Активно заняться конструированием беспилотников решили компании, имеющие опыт в области искусственного интеллекта, известные разработчики поисковых систем, такие, как Гугл, Яндекс и Байду. На сегодняшний день компаний, решивших осваивать данное направление, можно насчитать уже более 30.

Лишь некоторые из производителей беспилотных авто

Но прежде, чем рассказать о последних успехах в разработке беспилотных автомобилей, надо подробнее остановиться на том, а какой же автомобиль считать таковым? И здесь не всё так просто. Компьютер в управлении транспортным средством может брать на себя больше или меньше функций, справляться с вождением в одних условиях и не справляться в других, так что просто разделить автомобили на обычные и беспилотные не получится.

Уровни автономности беспилотных автомобилей

Сегодня является общепринятой классификация беспилотных машин по уровню автономности, которая была разработана обществом автомобильных инженеров (англ. SAE). В этой классификации 6 уровней.

Уровень 0 вовсе не предполагает никакой автономности. Т. е. в машине могут быть какие-то системы, помогающие водителю, например, ABS, но сами они автомобилем не управляют.
Уровень 1 предполагает, что компьютер может управлять какой-либо одной функцией автомобиля. Например, регулировать скорость. К таким системам относится имеющийся сейчас у многих серийных автомобилей адаптивный круиз-контроль. Автомобиль с адаптивным круиз-контролем может автоматически поддерживать не только заданную скорость, но и дистанцию по отношению к едущим впереди машинам. Чтобы сохранить дистанцию, он может затормозить или вовсе остановить автомобиль. Работает адаптивный круиз-контроль благодаря радарам, установленным обычно в переднем бампере. Разумеется, это очень удобная функция, но она всего лишь помогает водителю, по-прежнему требуя его постоянного участия в управлении автомобилем.
Уровень 2 предполагает, что компьютер берёт на себя несколько функций. Он может управлять автомобилем при определённых условиях, однако требует постоянного внимания водителя, который должен быть готов взять на себя управление в любой момент. Системы 2го уровня предполагают частичную автономность, но не являются полноценным автопилотом. Они уже есть в некоторых современных серийных автомобилях, таких, как Тесла или Кадиллак от General Motors. Причём эти системы следят не только за дорогой, но и за водителем, если он убрал руки с руля и не смотрит вперёд, они издают предупреждающий сигнал, а потом отключаются.
Уровень 3 - "условный" автопилот. Он способен управлять автомобилем в стандартных дорожных ситуациях, но если компьютер не может принять решение, он подаёт сигнал, и водитель, опять же, должен быстро взять управление на себя. В отличие от уровня 2, водитель не должен пристально следить за дорогой всё время, но должен быть готов быстро среагировать в случае необходимости. Предполагается, что серийные автомобили с таким уровнем автономности появятся в ближайшем будущем.
Уровень 4 - хороший автопилот с высоким уровнем автономности. Он способен по большей части вести машину самостоятельно, избегая столновений, пропуская пешеходов, соблюдая правила дорожного движения и т. п. Однако автопилот сможет справиться не с любой ситуацией и контроль со стороны водителя на всякий случай всё же необходим. На этом уровне сейчас находятся последние экспериментальные разработки.
Уровень 5 - беспилотный автомобиль способен ездить полностью автономно, не хуже человека-водителя. Контроль не нужен, пассажиру потребуется лишь задать точку назначения. Но до этого уровня системы искусственного интеллекта ещё не дошли, и когда он будет достигнут, пока не совсем понятно.

Кстати, как показали реальные испытания беспилотных машин, промежуточные уровни автопилота могут быть опасны по причинам, связанным с психологией водителей. Как выяснила, например, корпорация Гугл, несмотря на инструкцию быть готовыми к взятию на себя управления автомобилем, многие добровольцы, принимавшие участие в тестировании беспилотников, отнеслись к ней крайне безответственно. Чрезмерно полагаясь на автопилот, они даже на высокой скорости утыкались в смартфон, наводили макияж и даже засыпали.

Современные разработки беспилотных автомобилей

Сегодня беспилотные автомобили уже находятся на стадии попыток их внедрения в реальную жизнь. Разработки в этом направлении ведут многие компании во многих странах, и вопрос уже не в том, появятся ли беспилотники на дорогах, а том, когда это произойдёт. Большинство специалистов полагают, что массовое их использование начнётся где-то в период с 2025 по 2030 г. Правда не факт, что чрезмерный оптимизм оправдан. Несколько лет назад ведущие разработчики уже выражали уверенность, что беспилотные авто заполонят улицы к 2020 г., но этого пока не произошло. Кроме того, в разработке беспилотных систем ещё есть трудности, которые пока не преодолены.

Как устроен и управляет своим движением сегодня типичный беспилотный автомобиль?

Во-первых, автомобиль должен быть оснащён многочисленными датчиками, позволяющими получать информацию об окружающих объектах. К таковым относятся в первую очередь камеры, а также радары и лидары (устройства, сканирующие местность при помощи лазерного луча). В определении своего местоположения машине помогает система спутниковой навигации. Вся эта информация поступает в компьютер, который при помощи систем искусственного интеллекта принимает решения об управлении. Но это ещё не всё. К сожалению, современные беспилотные автомобили пока не способны поддерживать даже 4й уровень автономности без заранее подготовленных трёхмерных карт местности. А это значит, что они пока не способны нормально передвигаться по незнакомому произвольному маршруту.

Ещё одна существенная проблема современных автопилотов - погодные условия. Если в ясную солнечную погоду автопилот ведёт машину вполне уверенно, то стоит начаться дождю или, тем более, снегопаду, он начинает путаться и совершать ошибки. Например, в декабре 2019 г. на Дмитровском полигоне в Московской области были проведены соревнования беспилотных автомобилей. Были специально созданы условия зимнего города - знаки и разметку частично засыпали снегом. Длина дистанции составляла 50 км. И увы, беспилотники не справились. Некоторые вообще сошли с дистанции, а победитель, хоть и доехал до финиша, но несколько раз нарушил ПДД и с учётом штрафных минут превысил отведённое время.

Тем не менее, несколько лет назад беспилотные автомобили уже появились на улицах городов. Первые поездки на роботизированных такси на регулярной основе запустила в США компания Waymo (дочернее подразделение корпорации Гугл). Сервис был запущен ещё в 2017 г., правда, всего в одном штате (Аризона), а чтобы воспользоваться им, нужно записаться заранее. Кстати, включилась в разработку беспилотных автомобилей компания Гугл ещё в 2009 г., а к моменту запуска сервиса её экспериментальные машины наездили уже несколько миллионов километров. На сегодняшний день у Waymo большие планы, тем более, что компании удалось привлечь уже более 3 млрд. долларов инвестиций.

Беспилотное такси Waymo

Видео - поездка на роботизированном такси Waymo (водителя нет):

Активно разработкой беспилотных автомобилей занимаются и в России. Изменения в законодательстве уже позволяют им ездить по улицам городов (правда, при условии предварительного прохождения сертификации). Проектов уже достаточно много, например, вот такой беспилотный микроавтобус, разработанный НАМИ:

Или беспилотный КАМАЗ:

Но наиболее активно разработкой беспилотных автомобилей в России занимается сегодня компания Яндекс. В 2018 г. в Иннополисе (недалеко от Казани) Яндекс запустил роботизированное такси. Кроме того, компания активно занимается тестированием своих беспилотников на полигонах, а также на улицах Москвы и других городов.

Беспилотное такси Яндекса

Видео - ведущий НТВ тестирует беспилотный автомобиль Яндекса и рассказывает о впечатлениях:

В общем, если подвести итоги, беспилотные автомобили сегодня уже реальность и они вполне способны самостоятельно передвигаться по улицам городов, но полноценно заменить водителя-человека в любых ситуациях и на любом маршруте искусственный интеллект всё ещё не может.