Какой станет Lada Vesta на платформе Логана: наша версия

Смогут ли беспилотники избавить мир от ДТП
Разбор

Наталья Горова

Человек — существо эмоциональное, увлекающееся и азартное. Раньше всех стартануть с перекрёстка, проскочить там, где по всем законам физики этого сделать невозможно, сесть нетрезвым за руль в уверенности, что реакции остры как никогда — такие сценарии слишком часто встречаются в повседневной жизни.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), каждые 24 секунды на дорогах мира в ДТП гибнет человек. Но что, если беспилотники с их компьютерным зрением, бесстрастным искус­ственным интеллектом и железным спокой­ствием могут это исправить? Исчезнет ли из нашего лексикона слово «ДТП» с ростом количества беспилотников на дорогах? 

Почему водитель — главная угроза для безопасности

Печальная статистика: ежегодно на дорогах мира обрывается жизнь 1,35 миллиона человек, говорится в докладе ВОЗ о состоянии безопасности дорожного движения. Ещё 20–50 млн человек получают различные травмы.

В экономическом плане ДТП — тоже не самое дешёвое удоволь­ствие. Затраты на лечение, потеря трудо­способности по инвалид­ности — всё это обходится странам минимум в 3 процента их валового внутреннего продукта (ВВП). Например, в исследовании McKinsey & Company говорится, что общая годовая стоимость дорожно-транспортных происшествий для американской экономики в 2012 году составила $212 млрд.

Ещё печальнее сознавать, что самые распространённые факторы риска ДТП объясняются до безобразия просто — человеческой халат­ностью. И в первую очередь, превышением скорости. Повышение средней скорости движения на 1% приводит к увеличению риска ДТП со смертельным исходом на 4% и риска серьёзных аварий на 3%, подсчитали в ВОЗ.

Фото: Waymo

Риски попасть в ДТП возрастают при вождении под влиянием алкоголя и психоактивных веществ, рассеянном вождении — это когда сообщение в Whatsapp становится важнее сигналов светофора, а также когда водитель пренебрегает правилами дорожного движения. Увы, сколько бы об этом ни писали и ни говорили, на дорогах по-прежнему много тех, кто считает выше своего достоинства включать поворотники. Конечно, какая-то часть ДТП происходит из-за технической неисправности автомобиля, несовершенства дорожной инфра­структуры и прочего, однако главный фактор риска — всегда человек.

Пока на дорогах есть автомобили под управлением человека, дорожные инциденты, вызванные человеческим фактором, неизбежны, считают в пресс-службе Яндекса. «По общемировой статистике, человеческий фактор является основной причиной аварий на дорогах, и наш опыт тестирования подтверждает эти выводы. Первым же инцидентом стал случай, когда водитель автомобиля сзади отвлёкся и въехал в беспилотный автомобиль, остановив­шийся перед перекрёстком на запрещающий сигнал светофора. За многие миллионы километров, которые автомобили Яндекса проехали по дорогам общего пользования, с подобными ситуациями мы сталки­вались ещё несколько раз». 

В большинстве известных на сегодняшний день аварий с участием беспилотников ответ­ственность, в той или иной степени, также лежит на человеке. Например, при расследовании резонансного ДТП, когда беспилотник Uber насмерть сбил пешехода, выяснилось, что оператор беспилотника смотрела телешоу в момент столкновения.

Фото: Uber

Беспилотники существенно снизят количество жертв в ДТП, уверен директор фонда «Городские проекты» Максим Кац: «В первую очередь потому, что для человечества категорически неприемлема сама идея о том, что человек может пострадать или умереть от "рук" машины. Пока в столкно­вениях с беспилотниками, к счастью, было мало жертв. Но когда они случаются, об этом сразу узнаёт весь мир. Например, когда в американском штате Аризона Tesla Model S попала в ДТП, это получило широкое освещение в СМИ. Притом, что в этот же день в той же Аризоне на дорогах, скорее всего, были ещё аварии, но это никого не интересовало. Поэтому у общества будут совершенно иные требования к безопасности беспилотников — намного более жёсткие. Если бы такие же требования были применены к обычным машинам, я уверен, что количество ДТП также можно было бы уменьшить».

Чем беспилотники лучше людей за рулём

С точки зрения предотвращения ДТП, у беспилотников много неоспоримых преимуществ перед человеком, считают разработчики. «В отличие от водителя, беспилотный автомобиль не может переключить внимание на что-то другое или отвлечься, — говорят в Яндексе. — У него не существует слепых зон или направ­ленного фокуса внимания. Например, человек может сосредоточиться на боковом зеркале и не заметить, что происходит прямо перед капотом, а беспилотный автомобиль устроен так, чтобы одно­временно видеть и анализировать всё происходящее вокруг».

Никита Калиновский, генеральный директор компании INTEC, которая входит в альянс Smart Vision Tomsk и занимается разработкой беспилотных систем для воздушного, морского и наземного транспорта, уверен: скорость реакции электронной системы гораздо выше, чем у человека. Она может за доли секунды понять, что что-то пошло не так, принять максимально верное в конкретной ситуации решение и привести это решение в действие. У человека такие способ­ности вырабаты­ваются лишь с многолетним опытом.

И всё же, даже с лучшими технологиями и самым сложным программным обеспече­нием, законы физики по-прежнему работают, предостерегает Бернхард Вардин, пресс-секретарь по автономному вождению и искус­ственному интеллекту в подраз­делении продуктовых и технологических коммуникаций Mercedes-Benz. «Если метеорит упадет прямо перед беспилотным автомобилем, как это произошло в 2013 году под Челябинском, датчики автомобиля, скорее всего, не смогут предотвратить аварию. Тем не менее, наша цель — стремиться к нулю несчастных случаев. И мы верим, что сможем минимизировать количество дорожно-транспортных происшествий с нашими улучшениями».


К тому же беспилотники тоже умеют учиться. По словам Вардина, беспилотные системы постоянно совер­шенствуются. Датчики становятся всё более функциональ­ными. Камеры наращивают разрешение, радар лучше контрастирует, а вычисли­тельная мощность Intelligent Drive Controller — «мозга» автомобиля — стремительно улучшается. Алгоритмы и другое программное обеспечение тоже прогрессируют, позволяя использовать всё больше и больше новых функций. А искус­ственный интеллект совер­шенствуется в распознавании объектов.

Беспилотные автомобили Яндекса сейчас действуют безопасно даже в такой сложной и хаотичной среде, как загруженный перекрёсток в центре Москвы в час пик. Но пока в таких условиях они могут действовать не так уверенно, как человек, признали в компании.

«Наша задача сейчас – научить систему работать так же эффективно, как опытный водитель. И мы её постепенно решаем: уже сейчас наши автомобили могут ездить без водителя в условиях небольшого города. Через 3–4 года мы рассчитываем добиться такой же эффективности технологии в значительно более сложных средах — например, в центре мегаполиса», – рассказали в «Яндексе».

Руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств Cognitive Pilot Юрий Минкин считает, что умение беспилотников правильно реагировать на внештатные ситуации — это вопрос совер­шенство­вания алгоритмов и количества тестов. «Необходимо научить автомобиль учитывать максимальное количество ситуаций на дорогах. Чем более высок уровень автономности системы, тем больший масштаб тестиро­вания и обучения ей нужен».

За счёт чего беспилотники избегают аварий

Двигаться автономно беспилотникам помогают два ключевых элемента. Во-первых, устройства, которые собирают данные извне и сканируют окружающую обстановку (лидары, радары, камеры, различные датчики) — «органы чувств» беспилотника. Во-вторых, «мозг» автомобиля: программное обеспечение, которое обрабатывает эти данные и управляет всеми системами автомобиля. 

«Работа системы автономного управления автомобилем — это очень сложный и комплексный процесс. В нём нельзя выделить какие-либо самостоятельные функции, способ­ствующие предотвращению ДТП, — рассказы­вают в пресс-службе Яндекса. — По суммарному пробегу автомобилей в автономном режиме Яндекс входит в тройку мировых лидеров: по состоянию на конец 2020 года беспилотные автомобили Яндекса проехали больше 8 миллионов автономных километров. Система в целом устроена таким образом, чтобы обеспечить максимальную безопасность. На беспилотные автомобили устанавли­ваются три вида сенсоров: радары, лидары и камеры. Они обеспечивают видимость на несколько сотен метров и обзор на 360 градусов. Использование сенсоров трёх разных типов позволяет получать надёжные данные о том, что происходит вокруг автомобиля. Эти данные обрабатывают алгоритмы. Они определяют, где находится автомобиль, что происходит вокруг, как будет развиваться ситуация в ближайшем будущем и как с учётом этого планировать дальнейшие действия. При этом любое действие строго соответ­ствует правилам дорожного движения».

Компании, которые занимаются беспилотными автомобилями, разрабатывают собственные алгоритмы и определяют свою уникальную комбинацию сенсоров. Например, в компании Cognitive Pilot приняли решение отказаться от лидаров, а использовать только камеры и радары.

«Лидар даёт много информации, но это дорогостоящий прибор, он подходит скорее для экспериментов, чем для массового производства, — техника будет просто неконкуренто­способна на рынке. К тому же он не отвечает требованиям автоиндустрии по надёжности, может легко выйти из строя, деградирует при неблагоприятных погодных условиях, — говорит Юрий Минкин из Cognitive Pilot. — Качество информации, поступающих от радаров и сенсоров, не уступает лидарам, но они дешевле и намного более стабильны в работе. Эти сенсоры работают в разных диапазонах: камера в оптическом диапазоне, радар в радио­диапазоне. Они друг друга дополняют и, когда один модуль работает плохо, второй приходит на подмогу. И это покрывает почти все условия на дорогах». Похожей идеологии придержи­вается и американская компания Tesla, которая делает ставку на камеры и искусственный интеллект.

«Наш подход: чем больше источников данных, тем лучше и точнее мы сможем определить, что происходит вокруг автомобиля, – заявил глава INTEC Никита Калиновский. – У каждой системы есть свои физические ограничения, и только посмотрев на один и тот же объект вне аппарата разными способами, мы сможем точнее определить его размер, расстояние до него, координаты и так далее. Поэтому мы используем системы технического зрения на разных физических средах — это радарные системы, лидарные системы, системы технического зрения на стерео­камерах, на базе обработки изображений видеопотока. Да, система в итоге получается довольно дорогой, но я уверен, что по мере развития этих технологий стоимость их производства будет постепенно падать».

В чём помогает общение машин

Преимущества беспилотников перед человеком при предотвращении ДТП не ограничи­ваются только техническими приспособ­лениями. «Следующий уровень обеспечения безопасности — это уровень М2М, или "интернета вещей", — говорит Никита Калиновский. — Под M2M понимают общение устройств друг с другом по интернету: отсюда произошло название machine-2-machine, то есть "от машины к машине". В этом случае автомобили обеспечены, с одной стороны, системами машинного зрения, а с другой — оснащены средствами связи для общения между собой. И тогда мы можем не только увидеть, что происходит рядом с автомобилем, но и заранее узнать, что впереди. К примеру, затор или авария. Это возможность предсказывать на 2–3 машины вперёд, какая обстановка на дороге, какие препятствия. Сейчас подобные системы для "общения" автомобилей между собой разрабатывают практически все крупнейшие производители». 

Но и это ещё не все. Беспилотники можно сделать безопаснее, если в пределах определённой территории создать единый центр по контролю за трафиком и управления движением, говорят в компании INTEC. В таком случае автомобили смогут обмениваться данными не только между собой, но и с центром управления движения, который даёт рекомендации – где-то понизить скорость, где-то повысить, где-то — изменить маршрут.

«И это никакое не светлое будущее, это реальное настоящее, — убежден Калиновский. — Если мы говорим о контроле управления трафиком, можно посмотреть, как это реализовано в Москве, где регулируют транспортные потоки. Или на сервисы наподобие «Яндекс.Пробок», в которых мы видим загруженность дорог в реальном времени. Остается просто добавлять в эти системы новые алгоритмы, чтобы эффективнее управлять транспортными потоками».

Что конкретно делают автопроизводители на разных уровнях «беспилотности»

Чтобы понять, какие именно автономные системы внедряют создатели автомобилей, нужно заговорить с производителями на одном языке. То есть понять критерии уровней автоматизации автомобилей, которую разработала профессиональная ассоциация автомобильных инженеров SAE International. Вот эти уровни:

  • Уровень 0. В автомобиле нет автоматизации или же присут­ствуют некоторые системы-помощники: ABS или круиз-контроль. Вся ответ­ственность за движение автомобиля полностью лежит на водителе. Это большинство автомобилей, которые сейчас ездят по дорогам.
  • Уровень 1. «hands on» / «руки на руле». Установлены отдельные элементы автоматизации, например, адаптивный круиз-контроль. 
  • Уровень 2. «hands off» / «без рук». Элементов автоматизации становится больше, присутствуют ассистенты, которые берут на себя задачу руления, торможения или ускорения, но при определенных условиях — например, на шоссе. При этом водитель в любой момент должен быть готов включиться в процесс и скорректи­ровать действия. На этом уровне автомобили ещё не являются беспилотными — все время следить за дорогой не обязательно, но зависнуть  в соцсетях надолго всё же не получится. 
  • Уровень 3.  «eyes off» / «можно отвернуться». Ещё больше ассистентов, но водитель всё равно должен быть начеку. Зато теперь у него есть больше времени, чтобы взять управление на себя — в отличие от уровня 2, где нужно реагировать быстро. Здесь водителю отводится роль скорее «резервной системы» на случай экстренных ситуаций, чем главного «рулевого». 
  • Уровень 4. «mind off» / «можно не следить за дорогой». Автопилот в том смысле, в каком мы его себе представляем. Машина практически все в состоянии делать сама. Здесь можно уже и ленту новостей полистать на водительском месте, и даже подремать. Но руль все ещё есть и в некоторых ситуациях он может понадобиться.
  • Уровень 5. «steering wheel optional» / «полная автоматизация». Тут даже не нужны атрибуты водительского места — руль, педали и прочее. Правда, по мнению SAE International, полностью готовых технологий такого уровня не существует и появятся они не скоро.

Инновационные разработки автопроизводителей в настоящее время в основном сосредоточены на уровнях 3 и 4. Они предлагают все больше и больше новинок, которые могут сделать вождение автомобилей более автономным. «Например, в новом Mercedes-Benz S‑классе есть Drive Pilot. Это первая система уровня 3, в которой водитель сможет смотреть телевизор или писать и читать электронные письма во время поездки, — рассказал Журналу Авто.ру Бернхард Вардин из Mercedes-Benz. — S‑класс также готов к установке автоматической парковочной системы уровня 4 с Intelligent Park Pilot. Это будут первые функции автоматизации, в которых автомобиль само­стоятельно справляется с задачей вождения. Объём этих функций будет постепенно увеличиваться в течение следующих пяти-десяти лет, предлагая водителю больше комфорта и помогая значительно снизить количество аварий».

В начале 2017 года китайская компания Great Wall Motor (GWM) запустила платформу i‑Pilot, разработанную совместно с США и Индией. На основе i‑Pilot компания представляет большое количество автопилотных решений. В некоторых моделях есть, к примеру, системы содействия водителю при вождении на авто­магистралях (HWA – Highway Driving Assistance), предназ­наченные для того, чтобы предоставить водителю больше свободы за рулем.

«HWA включает в себя систему предупреждения о возможном столкновении при движении вперед (FCW), систему автоматиче­ского торможения (AEB) с функцией распознавания пешеходов, систему предупреждения о выходе из полосы движения с функцией возврата в полосу (LDW и LKA) и другие функции безопасности. В России эти системы представлены, например, в инновационных кроссоверах Haval F7 и F7х на некоторых рынках», – рассказали в пресс-службе компании.

Кроме того, GWM ведёт разработки технологий автопилота уровня L4 и L4+ на платформе i‑Pilot. Эти уровни включают беспилотные транспортные решения в городе, среди которых доставка и каршеринг, удалённое управление автомобилем и вызов автомобиля, а также новые решения в области «подключенных автомобилей» и MaaS (Mobility as a Service) услуг.

Сколько жизней способны спасти беспилотники

Американский Страховой институт дорожной безопасности (IIHS) изучил более 5000 случаев ДТП, чтобы выяснить, можно ли было бы избежать этих аварий, если бы на месте обычных машин были беспилотники. Эксперты института разделили все факторы риска, связанные с водителями, на несколько категорий. Вот что у них получилось:

  • ошибки «зондирования и восприятия». Под ними понимают отвлечение внимания водителя, плохую видимость и неспособность вовремя распознать опасности;
  • ошибки «прогнозирования», то есть неверную оценку водителем пробелов в движении, скорости другого автомобиля или действий других водителей;
  • ошибки «планирования и принятия решений». Здесь имеется в виду слишком быстрое или слишком медленное движение для конкретных дорожных условий, агрессивная езда и несоблюдение дистанции;
  • ошибки «выполнения», при которых водители совершают резкие или неадекватные манёвры;
  • «недееспособность», куда входят проблемы со здоровьем, усталость, употребление алкоголя и наркотиков.

Но даже если устранить эти факторы, то количество аварий с беспилотниками снизится всего на треть, свидетельствуют данные исследования Страхового института дорожной безопасности США. Даже если полностью беспилотные автомобили в конечном итоге будут определять опасность лучше, чем люди, одно лишь это не предотвратит большинство аварий, делают вывод авторы научной работы из IIHS. Из публикации следует, что беспилотные транспортные средства необходимо «научить» не только соблюдать правила дорожного движения, но и адаптироваться к дорожным условиям, а также внедрять стратегии вождения, учитывающие неопределённость в отношении действий других участников дорожного движения.

Фото: Cruise LLC

Эксперты Транспортного научно-исследовательского института (Мичиганский университет) в исследовании, посвящённом совместному использованию дорог беспилотниками и обычными машинами, сделали важный вывод: в переходный период, когда на дорогах будут находиться и беспилотники, и обычные автомобили, безопасность может даже ухудшиться. По крайней мере, для обычных автомобилей. 

Вместе с тем, как отмечают в Яндексе, заметное число беспилотных автомобилей на дорогах может повлиять на культуру вождения в целом. Стиль вождения людей во многом определяется конкретной средой. Если в городе принято водить агрессивно, водители с большей вероятностью будут склонны к нарушениям.

Влияние среды особенно наглядно, когда после многих лет вождения в крупном мегаполисе оказываешься в городе, где не принято нарушать скорость или резко пере­страиваться. Очень быстро спокойный стиль вождения в новом месте становится привычным, и житель мегаполиса подстраивается под него, говорят в Яндексе. Роботы-водители, соблюдающие правила, могут помочь сформировать такую среду. А значит, чем больше на дороге будет беспилотных автомобилей, тем выше вероятность, что и люди будут соблюдать правила.

Юрий Минкин считает, что уже назрела необходимость в выработке единых правил для автопроизводителей с точки зрения допуска беспилотников на рынок: «Сейчас это отдано полностью на откуп автопроизводителей, но это неправильно. У всех разный уровень развития технологии, разный подход к безопасности, разный уровень ответственности перед потребителями, в конце концов. Есть те, кто просто пиарят свою систему, заявляют, что она беспилотная, хотя сама технология ещё может быть довольно "сырой". Маркетинг может сослужить плохую службу в том, что касается жизней людей».

Распространение беспилотных автомобилей будет постепенным итерационным процессом, считают в Яндексе. В компании убеждены: долгое время автомобили без водителей будут делить дороги с машинами под управлением человека. И даже незначительный процент беспилотных автомобилей сможет сделать дороги безопаснее.


Станут ли дороги безопаснее с распространением беспилотников?

Почитать ещё