Эффектно выглядящий грузовик едет по немецкому автобану. Водитель убирает руки с руля, разворачивает кресло и тянется к планшету. Кажется, его вообще не интересует происходящее на дороге. Машина не протестует. Она самостоятельно двигается в потоке, меняет полосы, обгоняя другие машины или пропуская оперативный транспорт, и интеллигентно возвращает управление человеку, отсчитывая секунды до передачи "руля" на экране мультимедийной системы. Это не фантастика, это Mercedes-Benz Future Truck 2025, представленный в прошлом году. Автомобиль — платформа, с помощью которой немецкая компания показывает свое видение будущего мира грузовых перевозок.

А вот другой автомобиль, уже легковой. Водитель нажатием на кнопку на экране смартфона "подзывает" его к себе и садится за руль в кресло, которое услужливо разворачивается при открытии двери. Мы сказали "за руль"? Скорее, за его рудимент — машина явно не конструировалась для тех, кто испытывает удовольствие от вождения. Авто подкатывает к пешеходному переходу и не просто пропускает человека, но говорит ему, что тот может пройти — на дороге безопасно. Мы переносимся во времени и пространстве и вот уже та же машина мчит по извилистому загородному шоссе. Водителя у нее нет вовсе, а сидящий на заднем сиденье человек управляет ею опосредованно, меняя характер поведения на дороге со спокойного на более динамический так, как сегодня мы меняем настройки шасси или трансмиссии. Этот прототип, также компании Mercedes-Benz, называется F 015 и был представлен в январе этого года на выставке потребительской электроники в Лас-Вегасе. Внешне это не автомобиль, а настоящее произведение искусства. И уж, конечно, это и близко не серийная машина, а лишь концепт-кар. Хотя на выставку этот автомобиль все же приехал своим ходом.

Mercedes-Benz не одинока — практически все крупнейшие автопроизводители работают над созданием беспилотных автомобилей, полностью или частично способных ездить без участия человека (просто именно Mercedes показывает свои наработки эффектнее других). Работают над этим и крупные технологические компании — Google и, как стало известно буквально несколько дней назад, Apple, — а также различные университеты.

Например, исследователи из Стэндфордского университета, "доработав напильником" Audi TTS, сумели создать модуль автономного управления автомобилем, способный обогнать профессионального гонщика на треке. В частности, робот "привез" человеку 0,4 секунды с круга на Thunderhill Raceway Park в Северной Калифорнии, США. Это не просто "игры сумасшедших ученых" — исследователи полагают, что улучшая гоночные способности автономных автомобилей, они отрабатывают алгоритмы, которые помогут "роботам" и на обычных дорогах, но в экстремальных ситуациях.

Строго говоря, автономные автомобили изначально были именно что "играми сумасшедших ученых", финансировали которые через военные бюджеты американское, британское и немецкое правительства. Работы на эту тему начались еще в 1920-х годах, но лишь в середине прошлого века и именно в лабораториях университетов были достигнуты первые серьезные результаты. Например, этот (на фото ниже) модифицированный Citroen DS19 был создан в 1960 году в недрах британской Лаборатории по исследованию транспорта (Transport Research Laboratory), основанной британским правительством в 1930-х годах. В 1980-х серьезные исследования начались в американском Университете Карнеги — Меллон и немецком Университете Бундесвера в Мюнхене (при поддержке Mercedes-Benz). Позже к исследованиям подключился Стэндфордский университет в США. Свою роль также сыграло Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA), организовывавшее конкурсы на создание автономных машин с миллионным призовым фондом.

Foto: wikimedia.org

Военных машины-роботы интересуют постольку, поскольку они дают ощутимый выигрыш на поле боя, позволяя не подвергать опасности людей. Однако, как DARPA в свое время подарила миру интернет, так и сейчас деньги военных, похоже, позволили ощутимо приблизить наступление светлого автономного автомобильного будущего. Например, за проектом Google по созданию "беспилотных" автомобилей стоят выходцы из Стэндфордского университета, выигравшие в 2005 году DARPA Grand Challenge (и получившие $2 млн. за это), а также человек, который, работая в DARPA, эти конкурсы, собственно, и организовывал. А участие Mercedes-Benz в проектах совместно с Университетом Бундесвера позволило компании накопить более чем 30-летний опыт работы по этой теме.

Как в природе не бывает только черного и белого, так и автономные машины не бывают, да и не будут только автономными или только не автономными. Если верить классификации Национального управления безопасностью движения на трассах США, существует пять уровней автоматизации транспортных средств. Согласно ему, большинство современных водителей уже водит машины, которые можно считать автономными, а полностью неавтономные машины практически исчезли с наших дорог:

  • Уровень 0: водитель полностью контролирует автомобиль все время.
  • Уровень 1: некоторые системы контроля автомобиля автоматизированы, например, работает электронный контроль устойчивости (ESC) или автоматические системы торможения, такие как ABS.
  • Уровень 2: как минимум, две электронные системы работают в унисон, например, адаптивный круиз-контроль вместе с системой контроля нахождения на полосе.
  • Уровень 3: автомобиль может ездить без водителя, однако водитель имеет полный контроль над всеми системами автомобиля. Автомобиль автоматически определяет условия, в которых водителю необходимо передать управление, и делает это предсказуемым и комфортным для человека образом.
  • Уровень 4: автомобиль выполняет все критически необходимые для движения функции все время. Автомобиль не предполагает и не ожидает, что человек будет им управлять. Автомобиль может двигаться полностью автономно и даже без людей внутри.

Согласно этой классификации, прототип Audi A7 на видео относится к третьему уровню:

Сейчас большинство производителей, когда дело доходит до предметного разговора об автономных автомобилях ближайшего будущего, склоняются именно к третьему уровню по этой классификации: машины, которые могут выполнять определенные функции или ездить по определенным участкам дорог автономно, но при этом не лишающие человека контроля полностью. Последний, четвертый уровень, пока все же считается утопией, в основном потому, что ряд проблем, стоящих перед создателями автономных машин, сегодня считается неразрешимым даже теоретически.

Вот список основных препятствий:

  • психологически многие люди не готовы или просто не горят желанием передавать контроль над автомобилем "электронному болванчику";
  • потенциальная уязвимость к программным ошибкам в машинах, которые могут обходиться очень дорого;
  • компьютер автомобиля может быть взломан, связь между машиной и неким центром управления может быть нарушена;
  • юридическая неготовность большинства стран мира позволить таким машинам двигаться по дорогам;
  • вероятная потеря навыков управления машинами у людей и неспособность действовать в критической ситуации;
  • очевидная потеря рабочих мест, связанных с управлением автомобилями;
  • проблемы с вторжением в частную жизнь;
  • конкуренция за частоты, "засоренность" эфира машинами;
  • потенциальное использование автономных машин в качестве "бомб на колесах" террористами;
  • неспособность робота принять решение в ситуации, когда надо выбирать между плохим, ужасным и кошмарным — проблема вагонетки;
  • неспособность (или "сниженная способность") ездить в плохих погодных условиях;
  • необходимость создания огромных массивов супер-точных географических карт и необходимость их постоянного скрупулезного обновления;
  • необходимость переделки и создание дорожной инфраструктуры, более пригодной и удобной роботам, нежели людям.

Психологический аспект нам представляется довольно серьезным — для многих людей управление автомобилем является удовольствием, а не работой, от которой надо избавиться. Например, этот ролик должен быть сущей пыткой для фанатов BMW. "Тошниться" в потоке с грузовиками, глядя, как тебя обгоняют все, кому не лень, и не иметь возможности что-либо сделать?!

Шутки шутками, но обратимся к технике — в ролике выше вскользь показано, что у автономного автомобиля есть масса датчиков, которые помогают ему "видеть". На самом деле в основе всех без исключения современных автономных систем лежит лидар, позволяющий составлять трехмерную картинку окружающей действительности с помощью лазерных лучей и светодиодов. В более простых системах используются и радары, позволяющие оценивать расстояние до помех. Для контроля разметки применяются камеры, однако эта информация не считается особо надежной, так как и сама разметка — величина не то, чтобы очень постоянная (особенно у нас и, как ни странно, в США). Так, для отслеживания движения в своей полосе она сойдет, а вот для того, чтобы автономно ориентироваться в чужом для системы городе — нет. Главный же ориентир для современных автономных машин — очень точные, специально для них созданные карты. Сопоставляя окружение, "считанное" датчиками, и карту, автомобиль "строит" виртуальную картинку и ориентируется по ней.

К сожалению, лидар и камеры уязвимы перед туманом, сильным дождем и снегом. Например, автономный автомобиль Google, на сегодняшний день считающийся самым "продвинутым" из тех, кто замахивается на четвертый уровень автоматизации (полный "автомат"), не способен ездить в условиях сильного дождя и любого, даже не самого сильного, снега. Вторая болевая точка этих машин — зависимость от наличия связи, так как часть вычислений производится не автомобильным компьютером (все еще недостаточно мощный), а серверами в дата-центрах Google. Нет связи — машина никуда не едет или едет, но медленно.

Foto: Кадр из видео

Читатель может указать на то, что мы больше концентрируемся на недостатках или проблемах автономных автомобилей и не говорим об их достоинствах. Это оттого, что они кажутся нам очевидными. И оттого, что лучше, чем Себастьян Трун, сотрудник Google и профессор компьютерных наук в Стэнфордском университете, мы все равно не скажем. Если вам бонусы "самоходок" не очевидны, посмотрите его выступление на TED (там можно включить русские субтитры), это всего четыре минуты. Но если совсем коротко: меньше пробок, меньше смертей на дорогах, меньше потраченного бензина, более рационально использующиеся дороги. Наконец, время, которое вы сегодня используете на дорогу (особенно стояние в пробках) можно будет потратить на что-то более интересное или полезное.

Последний важный вопрос — правовой. Раз уже существуют прототипы машин-роботов, значит, их где-то тестируют? Тестируют прежде всего на закрытых полигонах, но не только — на дороги общего пользования такие машины тоже выходят. В США автономные машины разрешены в Неваде, Флориде, Калифорнии и Мичигане. В Европе — в Великобритании, а также на некоторых дорогах во Франции и Германии. Однако в Европе разрешено только тестирование таких машин и строго под присмотром человека.

Если заглянуть в будущее, то мы увидим, что беспилотные автомобили очень медленно и аккуратно войдут в нашу жизнь и будут предлагать (и брать на себя) все больше и больше:

  • 2015 год: Tesla представит систему Autopilot, состоящую из технологии автоматической смены полосы, адаптивного круиз-контроля, распознавания дорожных знаков.
  • 2015-2017 годы: Toyota начнет оснащать машины системой Automated Highway Driving Assist, которая умеет примерно то же, что и Tesla Autopilot.
  • 2016 год: серийные машины Audi научатся сами поворачивать, ускорятся и замедлятся на низких скоростях (в пробках).
  • 2016 год: автомобили Mercedes получат функцию автоматического следования в потоке на автострадах под названием Autobahn Pilot.
  • 2016 год: Mobileye представит аналогичную Mercedes систему, которую смогут использовать другие производители.
  • 2016-2017 годы: аналогичная функция появится в машинах GM.
  • 2017 год: министерство транспорта США создаст первый стандарт для "общения" между собой беспилотных автомобилей. GM уже заявила о том, что ее машины сразу же будут его поддерживать.
  • 2018 год: Mobileye доводит до ума систему, которая позволит машинам автономно двигаться на узких загородных дорогах и улицах городов.
  • 2018 год: Nissan устанавливает на свои машины систему, позволяющую автоматически маневрировать на автострадах.
  • 2020 год: GM, Mercedes-Benz, Audi, Nissan, BMW, Renault, Tesla и Google выпускают на дороги машины, которые ездят сами хотя бы на отдельных участках дорожной сети.
  • 2020 год: ABI Research предсказывает, что автономные машины становятся реальностью, ежегодно на дороги выходит порядка 10 млн. новых таких машин.
  • 2024 год: Jaguar выпускает полностью автономный автомобиль.
  • 2024 год: Google решает все существующие проблемы с автономными автомобилями.
  • 2025 год: Daimler и Ford начинают выпуск массовых (дешевых) автономных автомобилей.
  • 2035 год: IHS Automotive сообщает, что большая часть автомобилей на дорогах планеты управляется без участия человека. По данным Navigant Research — 75% новых машин является беспилотными.

Захватило дух? Есть и другие мнения. Например, Раж Ражкумар, руководитель группы исследований возможностей автономного вождения в Университете Карнеги — Меллон, полагает, что искусственный интеллект, необходимый для создания абсолютно автономных автомобилей, "в ближайшее время" создан не будет. Так что эти сцены рискуют так и остаться лишь научной фантастикой: