McKinsey предсказывает, что к 2030 году рынок беспилотных перевозок может достичь 500 миллиардов долларов. Технологические гиганты и стартапы вкладывают миллиарды в разработку роботакси и автономных грузовиков, обещая нам будущее, где машины ездят сами. Но когда это будущее наступит и нужны ли нам вообще беспилотники?
Разбираемся, как устроены автономные автомобили и насколько мы близки к тому, чтобы доверить им свою жизнь.
Как машина учится ездить без водителя?
В основе беспилотного автомобиля лежит сложная вычислительная система, которая должна воспринимать окружающий мир, анализировать его и принимать решения быстрее и лучше человека. Для этого используется несколько ключевых технологий:
- Сенсоры. Лидары, радары, камеры и ультразвуковые датчики – это «глаза» и «уши» беспилотника. Лидары создают трехмерную модель окружения, радары определяют скорость и расстояние до объектов, камеры распознают дорожные знаки и светофоры, а ультразвуковые датчики помогают при парковке.
- Процессор. Мощный компьютер обрабатывает огромные объемы данных, поступающих от сенсоров, и на основе алгоритмов машинного обучения принимает решения о траектории движения, скорости и маневрах.
- Программное обеспечение. Алгоритмы искусственного интеллекта – это «мозг» беспилотника. Именно они позволяют машине «понимать» дорожную обстановку, предсказывать поведение других участников движения и безопасно перемещаться в сложных условиях.
- Картография. Высокоточные карты с детальной информацией о дорожной инфраструктуре, разметке, знаках и препятствиях также помогают беспилотнику ориентироваться в пространстве.
Уровни автономности: от круиз-контроля до полного отсутствия руля
SAE International, организация, разрабатывающая стандарты для автомобильной промышленности, выделяет 6 уровней автономности машин:
- Уровень 0: Водитель полностью контролирует автомобиль.
- Уровень 1: Система автомобиля может выполнять отдельные функции, например, обеспечивать круиз-контроль или автоматическое торможение.
- Уровень 2: Автомобиль может контролировать рулевое управление и скорость, но водитель должен быть готов в любой момент взять управление на себя.
- Уровень 3: Автомобиль может сам управлять собой в определенных условиях, но водитель должен быть готов в любой момент вмешаться по запросу системы.
- Уровень 4: Автомобиль движется автономно в определенных зонах или условиях, водитель не обязан следить за дорогой.
- Уровень 5: Полная автономия, водитель не требуется.
Единого стандарта для беспилотных систем пока не существует. Каждая компания по-своему решает задачу автономного вождения, используя различные комбинации сенсоров, алгоритмов и подходов к обучению искусственного интеллекта. Сейчас в мире создано несколько десятков беспилотных проектов, некоторые из которых уже закрылись, но многие продолжают испытания.
Waymo: от карт к беспилотникам
Проект лаборатории Google X, известной своими необычными проектами, наездил на своих беспилотниках больше всех – свыше 32 миллионов километров по обычным дорогам и миллиарды в симуляторах. Такой ппыт позволил компании в 2018 году запустить Waymo One – первое в мире коммерческое такси без водителей.
Этот сервис работает в пригороде Финикса и использует минивэны Chrysler Pacifica Hybrid, оснащенные системой Waymo Driver 4 уровня автономности. Водителей в салоне нет, но на первых порах, для подстраховки, присутствовал оператор, который был готов взять управление на себя в случае непредвиденной ситуации.
Дело в том, что в 2018 году произошло ДТП с участием беспилотника Waymo, в котором пострадал человек. И хотя виновным признали водителя другой машины, этот инцидент заставил задуматься о безопасности беспилотных технологий.
Несмотря на инцидент, в 2020 году компания получила 2,25 миллиарда долларов от внешних инвесторов, а в 2021 – еще 2,5 миллиарда. Сейчас помимо такси, Waymo развивает грузоперевозки с помощью беспилотных тягачей Waymo Via в нескольких штатах США и сотрудничает с такими гигантами логистики, как UPS и FedEx.
Cruise: robotaxi без руля и педалей
Дочерняя компания General Motors разрабатывает Cruise Origin – футуристический электромобиль без руля и педалей, который предназначен для такси и каршеринга. Cruise Origin выглядит как космический аппарат и вмещает шесть пассажиров.
В отличие от Waymo, Cruise сразу делает ставку на полную автономию, без водителя-оператора. Сейчас компания активно тестирует свои беспилотники в Сан-Франциско и планирует запустить в городе robotaxi – разрешение на это уже получено.
В 2021 году компания привлекла 2,75 млрд долларов инвестиций от Microsoft, Walmart и других компаний. General Motors также активно инвестирует в Cruise и называет ее ключевым элементом своей стратегии.
Cruise, как и Waymo, не избежал скандалов. В апреле 2022 года полиция Сан-Франциско остановила беспилотный автомобиль Cruise, который ехал ночью без включенных фар. Инцидент вызвал много шума в СМИ и еще раз обострил вопросы о готовности беспилотников к работе на дорогах общего пользования.
Tesla: автопилот с большими амбициями
Главный популяризатор электрокаров начал разработку систем автономного вождения еще в 2014 году, и с тех пор продолжает задавать тренды в использовании автопилотов в серийных автомобилях. Система Tesla Autopilot, которая сейчас находится на 2.5 уровне автономности, уже несколько лет предлагает всем пилотам Tesla функции помощи водителя: адаптивный круиз-контроль, удержание в полосе движения и автоматическую смену полосы. Autopilot популярен у владельцев Tesla и остается своего рода стандартом качества беспилотных технологий, несмотря на обилие европейских и азиатских аналогов.
Но поскольку Илон Маск не любит полумер, Tesla уже сейчас позволяет обеспечить полную автономию электрокаров с помощью системы Full Self-Driving (FSD), которая пока находится на стадии бета-тестирования. FSD вызывает большой интерес, но и критику со стороны экспертов, которые указывают на то, что система основана на компьютерном зрении и не использует лидары, которые считаются более надежными для автономного вождения.
Несмотря на инновации, с Autopilot и FSD уже связано несколько ДТП со смертельным исходом. В 2016 году водитель Tesla погиб, используя Autopilot, а в 2019 году произошло еще одно смертельное ДТП с участием FSD..
Несмотря на критику, Tesla продолжает разрабатывать FSD и продавать ее владельцам своих автомобилей. Стоимость FSD составляет 15 тысяч долларов, и многие владельцы Tesla готовы платить эту сумму за возможность отказаться от управления своим автомобилем.
Argo AI: амбициозный проект, который не взлетел
Кроме удачных разработок есть и аутсайдеры. В 2017 году два автомобильных гиганта, Ford и Volkswagen, решили объединить усилия и создали совместное предприятие Argo AI, которое разрабатывало системы автономного вождения 4 уровня для использования в различных условиях и разных типах машин.
Испытания проходили в нескольких городах США, включая Майами, Детройт и Вашингтон. Для тестирования технологий использовали Ford Fusion Hybrid и Volkswagen ID. Buzz. Argo AI даже подписало соглашение о сотрудничество с компаниями Lyft и Walmart для создания сервиса доставки товаров и перевозки пассажиров. Но в 2022 году Ford и Volkswagen неожиданно закрыли проект.
Оказалось, что создать полностью автономную машину гораздо сложнее и дороже, чем компании оценивали изначально. Концерны решили сосредоточиться на создании более простых системах помощи водителю и автономного вождения.
Zoox: беспилотник с Amazon-амбициями
В 2020 году Amazon купил стартап Zoox, который разрабатывает полностью автономные электромобили для сервисов такси. У Zoox свой, уникальный подход к дизайну. Машина имеет симметричную форму и может двигаться в любом направлении.
Никаких органов управления в машине нет — вы садитесь в пустой автомобиль, который сам вас куда-то везет.
Сейчас Zoox продолжает испытания своих беспилотников в Сан-Франциско и Лас-Вегасе. Компания планирует запустить коммерческий сервис robotaxi в ближайшие годы.
Amazon заявил, что видит большой потенциал в Zoox для доставки товаров и пассажирских перевозок. А в 2023 году Zoox получил разрешение на перевозку пассажиров на дорогах общего пользования в Калифорнии.
Aurora: ставка на универсальность
Стартап, основанный выходцами из Google, Tesla и Uber, разрабатывает Aurora Driver – универсальную платформу автономного вождения, которая может быть интегрирована в различные типы транспортных средств, включая легковые автомобили и грузовики.
Компания сотрудничает с такими автопроизводителями, как Toyota, Hyundai и Volvo. Aurora проводит испытания своих беспилотных грузовиков и легковых автомобилей в нескольких штатах США, включая Калифорнию, Техас и Пенсильванию. В планах компании запустить коммерческие сервисы грузовых и пассажирских перевозок без водителей.
Mobileye: от помощи водителю к автономии
Mobileye, компания, приобретенная Intel в 2017 году, известна как ведущий поставщик систем помощи водителю, включая системы автоматического экстренного торможения и удержания в полосе движения. Но Mobileye также разрабатывает системы автономного вождения 4 уровня и планирует запустить сервис robotaxi в Иерусалиме и Мюнхене.
Компания использует собственные чипы EyeQ для обработки данных с камер и других сенсоров. Mobileye сотрудничает с многими автопроизводителями и планирует поставлять свои системы автономного вождения для массового производства автомобилей.
А что у нас?
Yandex: беспилотники на дорогах России
Yandex развивает беспилотные технологии с 2015 года. Сейчас, помимо почтовых доставщиков, у компании активно развивается проект Yandex.Auto — система автономного вождения 4 уровня, которая может использоваться в различных типах транспортных средств.
Yandex тестирует свои беспилотные автомобили в Москве, Инн-Арборе (США) и Тель-Авиве (Израиль). Компания также запустила сервис беспилотного такси в Сколково и Казани и планирует расширять географию своего сервиса, а в будущем предлагать беспилотные автомобили для частного использования.
StarLine: от охранных систем к беспилотникам
Российский разработчик систем сигнализации для автомобилей, также разрабатывает технологии для беспилотного транспорта, но фокусируется на создании систем помощи водителю и автономного вождения 2 и 3 уровней, когда водитель все же присутствует за рулем.
Уже сейчас StarLine предлагает набор решений для автопроизводителей, которые позволяют интегрировать функции автономного вождения в серийные автомобили и превратить любую Lada в Tesla.
Компания также разрабатывает собственную платформу для полностью беспилотных автомобилей и планирует представить первые образцы автономных автомобилей в ближайшие годы.
Cognitive Technologies: беспилотники для сельского хозяйства и грузоперевозок
Российская компания, специализирующаяся на разработке систем искусственного интеллекта, активно работает в области беспилотного транспорта. Компания разрабатывает программное обеспечение для автономного вождения грузовиков и сельскохозяйственной техники.
Cognitive Technologies уже провела успешные испытания беспилотных комбайнов и планирует запустить их в серийное производство. Компания также сотрудничает с КАМАЗом для разработки беспилотных грузовиков.
КамАЗ: беспилотные грузовики из Набережных Челнов
Крупнейший российский производитель грузовых автомобилей активно занимается разработкой беспилотных технологий. Компания создала прототип беспилотного грузовика «КАМАЗ-54901 Continent», который оснащен системой автономного вождения 4 уровня.
КАМАЗ проводит испытания своих беспилотных грузовиков на закрытых площадках и планирует начать тестирование на дорогах общего пользования в ближайшее время. Компания видит большой потенциал в использовании беспилотных грузовиков для повышения эффективности логистики и снижения затрат на перевозки.
НАМИ: беспилотный общественный транспорт
Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт разрабатывает технологии беспилотного вождения для различных типов транспортных средств, включая легковые автомобили, грузовики и автобусы, но концентрирует усилия на общественном транспорте.
Прототип беспилотного автомобиля Shuttle, который представил НАМИ, оснащен системой автономного вождения 4 уровня и может перевозить до 12 пассажиров. В ближайшее время Shuttle должен появиться на дорогах общего пользования.
МАДИ: беспилотники от студентов
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет создал целую лабораторию беспилотных транспортных систем, где студенты и преподаватели работают над созданием новых алгоритмов и систем автономного вождения.
Уже сейчас в лаборатории создали прототип беспилотного автомобиля «МАДИ-1», который оснащен системой автономного вождения 3 уровня. Однако на этом студенты и ученые останавливаться не планируют и рассчитывают внести свой вклад в развитие беспилотного транспорта.
Перспективы и вызовы: безопасность, законы и этика
Разработка полностью автономных автомобилей – это сложная задача, которая требует решения множества проблем:
- Безопасность. Беспилотные автомобили должны быть абсолютно безопасны для пассажиров и других участников движения. Любая ошибка в алгоритмах или сбои в работе системы могут привести к серьезным последствиям.
- Законодательство. Необходимы новые законы и правила, регулирующие использование беспилотных автомобилей.
- Этика. Разработчикам предстоит решить сложные этические дилеммы, связанные с принятием решений автомобилем в критических ситуациях.
- Инфраструктура. Для массового внедрения беспилотных автомобилей может потребоваться модернизация дорожной инфраструктуры, например, установка специальных датчиков и систем связи.
Заключение
Эра беспилотных автомобилей уже наступила. Хотя до полной автономии еще далеко, технологии развиваются стремительно, и уже в ближайшие годы мы увидим беспилотники на наших дорогах. Что появится раньше — такси без водителя или автобус без водительского кресла, пока непонятно, но то, что водители уходят в прошлое, это факт, и обратной дороги, похоже нет. Осталось надеяться, что годы испытаний и миллиарды долларов инвестиций в эти технологий не прошли даром, и беспилотные машины и автобусы будут не менее безопасными, чем автомобили с водителями. А лучше, конечно, более. И тогда о ДТП и жертвах на дорогах можно будет забыть, как о пережитках прошлого.