Så här kommer vi till en värld fylld med förare utan bil

Körning är en av de uppgifter som är så tråkiga, farliga och krävde att det nästan skriker för att hanteras av robotar. Nyligen har tekniken äntligen börjat att transporten av imorgon: fantastiska uppfinningar som kan omvandla hur vi pendlar transporten av imorgon: fantastiska uppfinningar som kan omvandla hur vi pendlar Den mänskliga civilisationen har alltid formats av transport. Transporten av imorgon kan inte lösa alla dessa problem, men det kan lösa lite - och det är viktigt att tänka på saken ... Läs mer för att komma ihåg sunt förnuft. Hissbanan för självkörande bilar är en no-brainer.

1,2 miljoner människor dör varje år i bilolyckor och 50 000 är nedsatta. Vi kunde rädda nästan alla dessa liv. Miljoner människor spenderar miljarder timmar pendling. Nu kan de arbeta, titta på Netflix, eller läsa en bok. Robotbilar skulle låta oss bli av med parkeringsplatser och trafikstockningar.

Blinda människor, äldre och personer som är för unga att köra skulle kunna flytta fritt utan en mänsklig förare. Besparingarna i liv, dollar och produktivitet är osäkra. Maskinerna blir inte fulla, trötta eller distraherade. De följer trafiklagar exakt. Det här är saker som alla vill ha, med omfattande konsekvenser De chockerande effekterna av Googles drivlösa bil [INFOGRAFISK] De chockerande effekterna av Googles drivlösa bil [INFOGRAFISK] Framtiden är närmare än du kanske tror. Tack vare Googles högsta hemliga forskningsavdelning, är Google X, förare utan bil nu en verklighet och kan bli vanligare i den inte alltför avlägsna framtiden ... Läs mer - hundra miljarder dollar frågan är hur länge kommer det att ta oss till ta dig dit?

En värld av förare utan bil

Google beskriver projektet i en ny blogguppdatering så här:

“Ända sedan vi startade Google självkörande bilprojekt, har vi arbetat mot målet för fordon som kan axla hela körbördan. Tänk dig: Du kan ta en resa downtown vid lunchtid utan en 20-minuters buffert för att hitta parkering. Seniorer kan behålla sin frihet även om de inte kan behålla sina bilnycklar. Och berusad och distraherad körning? Historia. [...] de tar dig där du vill gå med en knapptryckning. Och det är ett viktigt steg mot att förbättra trafiksäkerheten och förvandla rörligheten till miljontals människor.”

Autonoma bilar har varit något av ett hett ämne de senaste åren, med Google som ledde avgiften. Google har drivit sin flotta experimentella robotar bilar mer än 1,1 miljoner kilometer utan allvarliga händelser, och nyligen föreslog en ny låg hastighet elektrisk prototyp för att finjustera staden körning - utan ratt eller bromsar överhuvudtaget.

Utanför Google, Toyota, Honda och Ford har alla egna självkörande bilprojekt, men ingen av dem är nästan lika avancerade som Googles. Faktum är att flera biltillverkare har avfärdat tanken på helt autonoma bilar ur hand som alltför utmanande, med fokus istället på drivrutinshjälpfunktioner.

Google har för sin del skisserat en aggressiv tidslinje till kommersialisering, i hopp om att samarbeta med biltillverkare för att släppa autonoma fordon, köra Google-programvara och tillverkas av tredje part före slutet av årtiondet. I själva verket avser Google att dessa fordon slår till marknaden senast 2018. Så vad står i vägen för det målet?

Tekniska utmaningar

Googles prototyp är verkligen, riktigt bra - men det är inte perfekt. Så här fungerar bilen nu:

Robots primära sansorgan är ett spinnande LIDAR-torn på bilens tak. LIDAR-tornet målar världen runt bilen med en infraröd laserstråle med mycket hög hastighet. Genom att registrera läget och intensiteten hos laserljuset som reflekteras tillbaka kan en enkel maskinvisningsalgoritm snabbt beräkna en tredimensionell karta över föremålen runt bilen många gånger i sekund, så att den kan identifiera föremål som bilar, fotgängare, trottoarer och trafik koner.

Bilen har som sekundär förnuft ett antal kameror som den använder för att samla ytterligare information om världen runt (identifiera signaler från cyklister och andra bilar och läsa status för trafikljus och skyltar). Slutligen har bilen en GPS, som berättar det, inom några meter noggrannhet, där den ligger i rymden.

Ingen av dessa sinnen är tillräckligt bra för att styra bilen, men genom att använda smart mjukvara för att säkra dessa datakällor, kan bilen göra intelligenta körbeslut. För att göra uppgiften enklare har Google använt streetview-bilar med LIDAR-torn på dem i flera år - bilar som tillsammans med att ge dig konstiga resor till det förflutna. Rese tillbaka i tid med Google Street View, resa tillbaka i tid med Google Street View Google Street View har varit det bästa verktyget för att resa runt om i världen på åttio sekunder. Nu kan en enkel men rolig uppdatering på Google Street View låta dig rulla tillbaka tiden. Läs mer, har varit systematiskt 3d kartlägga gator över hela världen.

Alla dessa data har tagits noggrant taggade för att låta bilens dator känna av trafikljusens positioner och vad hastighetsbegränsningar och körfältbeteckningar är för varje väg.

Roboten kan finjustera sin GPS-position genom att jämföra sin nuvarande LIDAR-data till gamla 3d-kartor på gatan den är på för att säkerställa att den inte går ut ur dess körfält (det gör det också möjligt att navigera när GPS inte är en alternativ, som när det körs genom en tunnel eller ett parkeringshus). Dessutom kan bilen få tillgång till metadata för sin lokala miljö för att berätta när hastigheten ändras och att veta var man ska leta efter trafiksignaler.

Denna kombination av hårdvara och mjukvara kan göra många märkliga saker: det kan se och förutsäga cyklister och fotgängares rörelser. Det kan identifiera konstruktionsbottnar och vägar som blockeras av omväxlingsskyltar, och avleda trafikpolitiska avsikter med skyltar.

Den kan hantera fyrvägsstopp, anpassa hastigheten på motorvägen för att hålla koll på trafiken och till och med justera körningen för att göra körningen bekväm för sin personliga nyttolast. Programvaran är också medveten om sina egna blinda fläckar och beter sig försiktigt när det kan vara tvärtrafik eller en fotgängare gömmer sig i dem.

Det finns tyvärr också några saker som bilen inte kan göra. Det största problemet är väder: Googles bilar har mest testats i Kalifornien. I en större utrullning över hela världen kommer autonoma bilar att klara sig elegant med översvämningar, tung dimma och djup snö. Vilket är ett problem, för att alla dessa seriöst röra med den tunga liften av roboten sinnen: LIDAR.

Snö och stående vatten sprider laserstrålen, vilket gör det svårt att på ett tillförlitligt sätt samla in data, och dimma eller kraftigt regn kan dramatiskt minska avståndet som LIDAR kan se. Utan en pålitlig LIDAR är roboten bokstavligen död i vattnet.

Att fixa väderproblemet är fortfarande ett öppet forskningsområde. Om vi ​​har tur kan det vara möjligt att använda smarta brusfiltreringsalgoritmer för att extrahera meningsfulla data, även från väderförklarade LIDAR, eller byta lasten till kamerorna, så att roboten fortsätter att manövrera, men förmodligen med en lägre hastighet.

Om inte kan det vara nödvändigt att lägga till en ny serie sensorer (kanske SONAR eller RADAR) för att ge roboten 3D-mappningsegenskaper även vid LIDAR-fel. Hur som helst arbetar Google på det.

Ett djupare problem är dock det som kallas lång svans. Tänk på det så här: huvuddelen av körningen att självkörande bilar kommer att bli ombedd att göra är på motorvägen. För en robot är motorvägskörning lätt. Nästa användningsfall skulle förmodligen vara låghastighets stadskörning i gott väder, vilka robotar är också ganska bra på.

Tyvärr, trots att dessa representerar förmodligen 90% av alla körsituationer som bilarna någonsin kommer att möta, är de inte de enda två möjligheterna. Vad sägs om parader? Vad sägs om ambulanser? Rock slides? Bilolyckor? Punkterade däck? Jaywalking hundar? Vägarbete? Tromber? Kommer dras över av polisen?

Poängen är att när du går ner i listan över fall som bilen ska hantera, sorterad efter sannolikhet, finner du att det finns ett nästan oändligt antal av dem, var och en med en liten bit av sannolikhetspannan. Du kan inte svårt koda beteende för alla möjligheter.

Du måste acceptera att så småningom kommer din robotbil att stöta på något du inte planerade för och kommer att uppträda felaktigt. Det kan till och med få människor dödade. Det bästa du kan göra är att försöka täcka noggranna fall tillräckligt bra att roboten fortfarande är säkrare att använda än en mänsklig styrd bil.

Just nu är Google-bilen inte riktigt tillräckligt långt i listan, men det börjar bli nära, och Google arbetar med att utveckla ett säkert fallback-beteende för att säkerställa att bilen inte kommer att skada någon, även om det är fallet av programfel eller oförutsedda körförhållanden.

Googles metod att bygga upp dessa fall är smart: Företaget har en policy att när bilen gör ett fel eller om en människa är tvungen att ta kontroll, är händelsen loggad och programvaran revideras tills den kan överföra simulerade versioner av samma scenario. Eventuella storskaliga ändringar av programvaran testas mot denna databas av incidenter för att säkerställa att ingenting har blivit oavsiktligt bruten.

Det finns också mjukare begränsningar - LIDAR-tornen som används av robotarna klockas för närvarande till över 30 000 dollar. Den goda nyheten här är att det här beror till stor del på att dessa LIDAR-torn är en specialitet som endast används för några applikationer. Massproduktion kommer säkert att sätta ner dessa kostnader.

Dessutom, om självkörande bilar antas under hyttmodellen (sannolikt tillhandahållen av Googles proteger, Uber), är det nödvändiga förhållandet mellan bilar och bilanvändare sannolikt lågt: människor som går till liknande platser kan bilpooleras tillsammans med centraliserad routingsoftware i byta mot reducerade avgifter, och bilar kan upprätthålla mer eller mindre kontinuerlig användning. Detta minskar kostnaden per användare dramatiskt, även om bilarna själva är mycket dyra.

Juridiska utmaningar

Självkörande bilar låter ungefär som en livsmedelsbutik av saker som skrämmer regulatorer: autonoma robotar med dödlig kraft, störande ny teknik, mekaniserad arbetslöshet och stora företag som sätter miljontals kameror över hela världen.

Robotbilar kommer förmodligen att döda människor (men i en takt som är mycket lägre än mänskliga förare), de kommer att förskjuta miljontals lastbilsförare och hundratusentals taxichaufförer, och de kommer att ge Google en enorm mängd personuppgifter om sina användare . Det är självklart att det kommer att vara något motstånd mot att självkörande bilar legaliseras, särskilt eftersom de kräver stora översyner till den regulatoriska infrastrukturen som redan är i spel.

För att självköra bilar ska bli en juridisk, viktig del av våra liv måste vi ge upp några mycket gamla juridiska föreskrifter: inklusive tanken att människan i förarsätet för en bil är ansvarig för dess handlingar.

De stater som har utfärdat förordningar för att tillåta provning av autonoma fordon (inklusive Kalifornien och Nevada) har använt en rad olika juridiska genvägar för att möjliggöra att forskningen äger rum.

I Kalifornien, till exempel, den person som initierar bilens resa är lagligen operatören, även om de inte är faktiskt i bilen vid den tiden. Detta är ett uppenbart otillräckligt långsiktigt svar, eftersom det betyder att (till exempel) operatören kunde belastas med DUI, även om de inte var i närheten av fordonet som de skickade när de dricka.

Kalifornien hoppas släppa mer permanent reglering för sådana konsumentfordon i början av 2015, men Consumer Watchdog, en oberoende förespråksgrupp, lobbar för att de ska fördröja förordningen i arton månader för att möjliggöra en noggrannare säkerhetstestning.

Google hoppas uppmuntra lagstiftare att lägga ansvar för bilens handlingar med tillverkarna av den självkörande hårdvaran, som de ser som det skäliga sättet att distribuera skulden: det verkar dumt för lagen att hålla en mänsklig operatör ansvarig för beteende som de har ingen kontroll över.

De berörda myndigheterna medger att lagstiftning för autonoma fordon är ett svårt problem:

“Vi är riktigt bra på licensförare och reglerar fordon och bilförsäljningsindustrin, men vi har inte mycket kunskap om att utveckla dessa typer av standarder,” Soublet sa. “Så när vi börjar närma oss saker så måste vi backa av. Vi har inte den tekniska förmågan att göra det. Vi måste komma på detta från ett regleringsperspektiv av vad vi som en avdelning kan.”

De är dock överens om att fältet är värt ansträngningen.

“Det är ett problem som drar dig in. Det är vår framtid. Vi tycker att det är väldigt spännande att arbeta med [...] Brian [Soublet] och jag, vi kan inte tro att vi arbetar med detta. Det är något som kommer att förändra det sätt som vi alla lever.”

Federal reglering är på väg, men får inte komma fram till flera år. National Highway Traffic Safety Administration släppte ett preliminärt uttalande om frågan, där det uttryckte lite entusiasm för utsikterna till helt autonoma fordon.

“Amerika ligger vid en historisk vändpunkt för bilresor. Motorfordon och förarens relationer med dem kommer sannolikt att förändras betydligt under de kommande tio till tjugo åren, kanske mer än de har förändrats under de senaste hundra åren.”

Men NHTSA verkar också oförberedd att utfärda någon tydlig reglering under överskådlig framtid och planerar mest att lämna dessa regleringsfrågor i enskilda staters händer, vilket ger upphov till risken för att dåligt reglerade stater är "dödszoner" att autonoma bilar på cross- landsvägar måste undvika. Det är här de goda nyheterna börjar. Den hoppasfulla mamman till dessa maskiner är Google, som också råkar vara en av de största lobbyjuggernauterna i USA (den rankas åttonde och slår ut Boeing och Lockheed Martin). Google är väl förberedd att styra reglering till en form som är vänlig för framtiden för autonoma fordon.

Vägen framför

Om det finns ett enkelt meddelande att ta bort situationen just nu är det här: Utmaningarna kvar att lösa innan autonoma fordon kan gå vanliga är svåra och stora. Teknik och juridisk infrastruktur är för närvarande inte på plats för att dessa fordon verkligen ska kunna uppfylla sina möjligheter. Men dessa problem är också väldefinierade, lösliga och undersöks av några av de smartaste människorna på planeten.

Det finns en mycket bra chans att tekniken, åtminstone, kommer att vara redo att distribueras på testmarknader som Kalifornien och Nevada genom Googles preliminära 2018-datum. Det finns en ännu bättre chans att tekniken, om tio år från nu, har radikalt förvandlat den vägen som nästan alla på jorden lever sina liv.

Dessa förändringar kommer att sträcka sig från bilkulturen (slutet på automobiles ägande som en vuxen passage), hur människor arbetar och socialiserar, och hur vi utformar våra städer. Om dessa utmaningar kan uppfyllas kommer det att vara den viktigaste förändringen i transporten sedan bilens uppfinning.

Funktionsbild: “The Love Bug“, av JD Hancock
Bilder: “Google självkörbil på Computer History Museum“, av Don DeBold, “Google självkörningsbil“, av Roman Boed, “Toyota självkörande bil“, David Berkowitz, “Velodyne High Def Def LIDAR“, Steve Jurvetson

Utforska mer om: Automotive Technology, Google.