Vehiculul nu va vedea lumina zilei înainte de 2030, în principal din cauza infrastructurii de date
și a capacității de procesare a acestora în timp real. Tesla are, în momentul de față, cel mai avansat sistem de condus autonom. Iar majoritatea constructorilor și mai multe firme independente, ca Uber sau Google, testează fel de fel de prototipuri. Cum deocamdată însă nici legea nu permite, niciun automobil nu are capacitatea de a lua decizii etice, de viață și de moarte.
Mai mult, și incidentele în care au fost implicate automobile cu sisteme autonome de test, precum cel al mașinii autonome Uber din SUA care nu a putut evita un biciclist apărut din neant în urma unei erori de software, arată că mai sunt mulți pași de parcurs.
Într-un interviu pentru Newsweek România, Dr. Dirk Wisselmann, șeful departamentului care se ocupă cu dezvoltarea condusului autonom în cadrul BMW, a spus, cu subiect și predicat, că, până în jurul anului 2030, mașinile complet autonome vor circula cel mult în zone urbane delimitate, unde va putea fi implementată infrastructura necesară.
Dr. Dirk Wisselmann, șeful departamentului care se ocupă cu dezvoltarea condusului autonom în cadrul BMW
Compania BMW se implică în dezvoltarea tehnologiilor necesare de mai bine de 12 ani, în 2006 un BMW Seria 3 parcurgând deja, de unul singur, circuitul de la Hockenheim. Deocamdată, cel mai interesant este „Nivelul 4“, a spus Wisselmann, adică cel al mașinilor autonome care, de exemplu, pot funcționa fără șofer într-o zonă urbană și cu șofer extraurban.
Nivelul 2 - sisteme de asistare a conducătorului
Automobilele produse în prezent sunt la „Nivelul 2“ de autonomie, sistemele de asistare a conducătorului cu control longitudinal şi lateral (acceleraţie, frână şi direcţie) ajutând șoferul să-şi concentreze în permanenţă atenţia la trafic, dar și să se relaxeze. În orice moment, șoferul este responsabil de mișcările mașinii, dotări precum detectarea hands-on (mânile pe volan) fiind concepute să asigure îndeplinirea acestei responsabilităţi.
Automobilele produse în prezent sunt la „Nivelul 2“ de autonomie
Nivelul 3 – condusul foarte automatizat
În viitorul nu foarte îndepărtat, automobilele vor fi capabile să funcţioneze complet automatizat şi, prin urmare, să preia controlul volanului în traficul desfășurat pe autostrăzi, unde nu vin mașini din sens opus. În acest timp, șoferul va putea efectua alte activităţi („eyes off“), dar în situaţii complexe va trebui să fie capabil să preia volanul într-un interval de timp rezonabil (câteva secunde), imediat după ce sistemul va solicita acest lucru.
Nivelul 4 - condusul complet automatizat
La „Nivelul 4“, conducătorul va trebui să preia volanul numai în situaţii extrem de complexe, sau atunci când se aşteaptă condiţii meteo extreme. Deşi șoferul va trebui să aibă încă permis valabil şi să fie apt fizic să conducă, condusul în modul „mind off“ este teoretic posibil, ceea ce ar permite celui de la volan, de exemplu, să doarmă în timpul călătoriei. Principalele diferenţe dintre nivelurile 3 şi 4 sunt reprezentate de intervalul de timp în care conducătorul trebuie să preia controlul şi capacitatea de a negocia traficul urban într-un mod complet automatizat.
La „Nivelul 3“, conducătorul trebuie să-şi asume controlul tot într-un timp rezonabil (câteva secunde). Dacă nu reuşeşte, automobilul se va plasa singur într-o situaţie de risc redus, de exemplu, prin frânarea până la o oprire controlată pe banda de urgenţă. La „Nivelul 4“ va exista mult mai mult timp pentru preluarea controlului în timpul condusului autonom.
Nivelul 5 - condusul 100% autonom
Principala diferenţă dintre nivelurile 4 şi 5 este că, deşi șoferul poate prelua misiunea condusului şi la „Nivelul 5“ dacă doreşte acest lucru, el nu va fi obligat să o facă. Spre deosebire de nivelurile 3 şi 4, nici permisul de conducere, nici capacitatea fizică de condus nu vor mai fi necesare pentru condusul autonom, eliminându-se necesitatea volanului şi a pedalelor. Automobilul va prelua toate funcţiile de condus. Acest lucru este extrem de complex, motiv pentru care cerinţele privind soluţiile tehnice sunt extrem de ridicate. Pentru început, se anticipează că automobilele care se conduc singure vor funcţiona la viteze relativ reduse în traficul urban, viteza urmând să crească odată cu evoluția tehnologică.
Primele automobile autonome vor apărea, alături de cele foarte automatizate, în perioada 2020-2030. Automobilul 100% autonom care să poată merge singur 400 de kilometri, indiferent dacă plouă, ninge sau este soare, atât urban, cât și extra-urban, nu va fi viabil însă, înainte de 2030, conform estimărilor actuale, a precizat Wisselmann.
Tehnologia necesară pentru pașii următori
„Nivelul 3“ - condusul foarte automatizat - aduce cu el o serie de cerinţe tehnice şi este posibil doar prin interacţiunea perfectă a fiecărei componente. În acest scop, senzorii individuali furnizează date care, ulterior, sunt combinate pentru a produce un model 360° al mediului din jurul automobilului. Pe baza acestuia, software-ul sistemului de condus autonom calculează manevrele necesare.
Scanerele cu laser (LIDAR) măsoară cu precizie distanţele până la alte obiecte din jurul mașinii şi determină dimensiunea şi viteza acestora. În acest fel, automobilul generează o imagine a zonei ce poate fi traversată şi care este liberă de obstacole.
Camerele video instalate în spatele parbrizului determină poziţia celorlalţi participanţi la trafic şi fac diferența între un automobil, un camion, o motocicletă sau un pieton. Camera detectează şi marcajele şi semnele rutiere, furnizând sistemului informaţii exacte despre poziţia automobilului pe banda proprie. Senzorii de radar direcționaţi atât înainte cât şi înapoi cartografiază poziţiile celorlalţi utilizatori ai drumului. Ei detectează direcţia pe care obiectele se apropie şi calculează continuu distanța faţă de ele, precum şi viteza lor. Senzorii cu ultrasunete detectează alte vehicule, precum și obstacolele din vecinătatea imediată a automobilului.
În acest scop, există senzori pe fiecare parte a maşinii, precum şi în faţă şi în spate.
GPS (Global Positioning System) este utilizat împreună cu informaţiile de la senzorii de bord pentru a localiza poziţia automobilului pe o hartă de înaltă precizie. Aceasta include informaţii despre numărul de benzi de circulație şi drumurile de acces sau de ieşire, de exemplu, precum şi „repere“ care au fost măsurate exact. În acest fel, poziţia automobilului poate fi identificată pe banda exactă. Şi, prin factorizarea datelor de la cameră pe oglinda retrovizoare, automobilul poate determina cât de aproape sunt marcajele benzii sau marginea drumului.
Inteligența artificială trebuie să reziste la defecte
În prezent, șoferul este este responsabil în orice moment, chiar dacă i se permite să ia mâinile de pe volan timp de câteva secunde. Sistemele funcţionează deja foarte bine, dar, deocamdată, nu pot înlocui inteligenţa umană în anumite situaţii. Iar șoferul trebuie să fie conştient de acest lucru, a subliniat Wisselmann.
Pasul următor, „Nivelul 3“, implică nu numai dezvoltarea continuă a sistemelor de senzori existente, ci şi o înţelegere complet nouă a siguranţei, un backend stabil, bazat pe cloud, şi informații foarte dinamice din hărţi HD. Este un salt tehnologic mare şi extrem de provocator.
Dacă un automobil îşi asumă temporar responsabilitatea controlului, atunci sunt necesare sisteme funcţionale cu redundanţă la defecte, astfel încât o defecţiune să nu ducă la întreruperea întregului sistem. Frânele, direcţia şi sistemul electric care le alimentează necesită o protecţie dublă pentru a se asigura că automobilul poate fi condus în continuare în cazul unei defecţiuni.
Într-o situaţie critică, automobilele vor fi concepute să frâneze imediat la maximum. Dacă automobilul va detecta că manevra de frânare iniţială nu este suficientă, acesta va scana o potenţială manevră de evitare şi, dacă este cazul, va schimba banda pentru a trece pe o bandă liberă. Dacă nu va exista spaţiu de condus adecvat
pentru efectuarea unei manevre de evitare, direcţia de deplasare va fi menţinută, concomitent cu o frânare la capacitate maximă, astfel încât orice coliziune să aibă loc la cea mai mică viteză posibilă.
Big data
Condusul autonom nu ar deveni realitate dacă s-ar folosi abordări bazate exclusiv pe reguli. Totodată, realizarea viziunii condusului autonom necesită sisteme de învăţare automată, a mai explicat Wisselmann. O gamă variată de date din lumea reală trebuie colectată de către senzorii de la bordul automobilului pentru a facilita un ciclu de dezvoltare bazat pe date.
Acest lucru are ca rezultat cantităţi uriașe de date, care trebuie apoi prelucrate şi puse la dispoziţie de sistemul de inteligenţă artificială. Iar formarea reţelelor neuronale şi dezvoltarea ulterioară a algoritmilor necesită întotdeauna acces rapid la date, astfel încât facilitatea este echipată cu o cantitate corespunzătoare de putere de calcul.
Rezultatul este o inteligenţă artificială cu o capacitate tot mai mare de a dezvolta modele de realitate. Un alt sistem de inteligenţă artificială este necesar în automobil pentru a interpreta inteligent situaţiile cu care se confruntă vehiculul, pe baza modelelor. Fără acest sistem, automobilul nu va putea obţine o strategie de condus cu gradul de încredere necesar.
