Роботы рулят. Как наземный транспорт обзаводится интеллектом
Технологиям искусственного интеллекта человек склонен доверять всё новые сферы жизни, получая взамен удобство и высокую скорость выполнения рутинных процессов. Наземный транспорт — не исключение: всё ближе тот момент, когда полностью беспилотные автомобили станут привычным явлением на улицах городов, оснащенных системами автоматического регулирования трафика. Для этого в общую картину должны сложиться несколько факторов: нормативно-правовых, технологических, инфраструктурных и даже психологических. "Беспилотники" могут появиться в мегаполисах уже в течение 3-4 лет.
Что представляет собой искусственный интеллект и что делает оснащенный датчиками и камерами автомобиль «умным»? В узком понимании (Narrow AI) искусственный интеллект — это совокупность алгоритмов, которые способны выполнять определенную задачу наравне с человеком или лучше. В автопроме это, прежде всего, технологии машинного обучения и компьютерного зрения — аппаратно-программные комплексы, применяемые для управления транспортными средствами, распознавания объектов дорожной сцены и принятия соответствующих решений.
Стоит различать подключенные и беспилотные транспортные средства. Первые (connected vehicle) обмениваются информацией с другими транспортными средствами и устройствами, сетями и сервисами дорожной инфраструктуры. Вторые могут быть полностью автономными. Очевидно, что само по себе оснащение автомобиля устройствами, передающими сигналы во внешнюю среду, еще не означает наличия в нем интеллектуальных функций, и до независимости ему еще далеко. «Искусственный интеллект начинается с момента, когда система с помощью радара или камеры начинает понимать, что перед ней другой автомобиль или человек, что он куда-то двигается, и она начинает предугадывать траекторию движения объекта. Искусственный интеллект — это умение понимать и прогнозировать», — говорит Александр Шкилев, вице-президент по развитию бизнеса Cognitive Technologies.
Технологии: роботы на дороге
Эксперты в области беспилотного транспорта отмечают, что в России, несмотря на относительно небольшое число отечественных патентов, существуют конкурентоспособные наработки по многим направлениям, в том числе автомобилестроения, искусственного зрения, спутниковой навигации. Самый известный пример — система беспилотного управления, которая разрабатывается компанией «Яндекс» с 2017 года. Она обеспечивает транспортным средствам полностью автономное перемещение по дорогам общего пользования с соблюдением правил дорожного движения, объездом препятствий и планированием маршрута с учетом действий других участников движения.
Практический опыт «Яндекса» постоянно расширяется. Около двух лет их беспилотные автомобили работают в качестве робо-такси в Иннополисе, перевозя жителей в пределах города. Компания проводит тестирование беспилотников в Москве, Израиле и США, и дело здесь не только в важности международного партнерства: необходимо испытать надежность оборудования в различных климатических условиях.
«Уровень развития технологии уже сейчас позволяет запустить полноценный коммерческий сервис роботакси в небольших городах и осуществлять поездки без инженера-испытателя в салоне. Ограничивающим фактором в этом случае служит регулирование: пока в России в салоне автомобиля обязательно должен находиться человек, контролирующий процесс. По мере дальнейшего развития технологии беспилотные автомобили смогут передвигаться в полностью автономном режиме в районах городов с более интенсивным трафиком, поэтапно приближаясь к решению самой сложной задачи — работе в полностью автономном режиме в час пик в крупных мегаполисах», — отмечают в «Яндексе».
Компания Cognitive Technogies начинала разрабатывать систему автономного управления наземного транспорта в начале 2010-х годов. Сейчас интерес компании, помимо беспилотных автомобилей, лежит в направлениях АПК, промышленности и рельсового транспорта. Популярность приобретают системы управления карьерной техникой, сервисными роботами–погрузчиками на складах и, конечно, сельскохозяйственной техникой. Например, с 2019 года компания запустила в коммерческую эксплуатацию систему автопилота для комбайнов – и дорабатывает аналогичную систему для тракторов. «Наша глобальная задача – создать такую систему, которую можно было бы перемещать с одного вида техники на другую по мере необходимости: трактор, комбайн, сеялка, самоходный опрыскиватель и т. д. Сам процесс уборки пока совершает человек, а система обеспечивает автономное движение. Автопилот не устает, не отвлекается и может постоянно соблюдать необходимый зазор между убранной и убираемой частями поля», — поясняет Александр Шкилев.
То же самое и с рельсовым транспортом: системы экстренного торможения, контроля скорости, детектирования объектов дорожной сцены помогают машинисту эффективно справляться со своими задачами.
«Разработки в области систем управления беспилотным транспортов ведут десятки стартапов на базе крупных R&D центров и ВУЗов, — отмечает Наталья Дыбко, заместитель генерального директора Инновационного центра Ай-Теко. — Например, на первые соревнования беспилотников Up Great «Зимний город», который проводили РВК, Фонд «Сколково» и АСИ в прошлом году, заявки подали 33 команды. В финальной гонке участвовало пять беспилотников, два из которых были оборудованы на базе фургона «ГАЗель NEXT». Победитель определен не был, так как идеально трассу не смог пройти ни один автомобиль. И это хороший результат, еще 10 лет назад такие соревнования было сложно представить».
По словам Натальи Дыбко, судя по скорости развития систем управления автономным транспортом, будущее, когда беспилотные автомобили смогут выйти на городские дороги, ближе, чем кажется. Пока же технологиями активно занимаются промышленные предприятия, готовые использовать беспилотный транспорт внутри своего периметра.
Элементы беспилотников идут в «серию»
Одними из первых в стране — с 2008 года — тему беспилотников стали разрабатывать в ГАЗе. На предприятии создан специальный полигон для тестирования беспилотников, имитирующий городскую среду: дорожные знаки, переходы, повороты, парковки, круговое движение, светофоры. Управляющая система автомобиля учится здесь распознавать образы и реагировать на условия внешней среды.
По словам руководителя направления инновационных проектов Объединенного инженерного центра «Группы ГАЗ» Михаила Иванова, технологически беспилотные автомобили ГАЗ готовы к эксплуатации на закрытых территориях и уже проводятся тестовые испытания на площадках ряда компаний. «Один из своих беспилотников мы выпустили на реальный внутризаводской маршрут. Автомобиль ездит между Объединенным инженерным центром, в котором сосредоточены все конструкторские и инженерные разработки компании, и главным конвейером, где непосредственно рождаются автомобили. «Среда обитания» на заводе очень жесткая из-за большого количества бетона, железа, электромагнитных излучений, движение транспорта внутри предприятия тоже достаточно интенсивное, поэтому это отличная площадка для испытания новых технологий», — рассказал Михаил Иванов.
По его словам, решения, созданные в процессе развития беспилотных технологий, используются для внедрения функций ADAS (системы помощи водителю) на действующий модельный ряд автомобилей и автобусов «Группы ГАЗ». Серийные автомобили с новыми функциями начнут выпускаться уже в этом году.
Однако пока в компании не считают целесообразным массовый допуск беспилотных автомобилей на дороги общего пользования. «Перед тем как разрешить автомобилю принимать решения, связанные с безопасностью, в обычном городском режиме, необходимо решить несколько проблем, — говорит Михаил Иванов. — Первая — это подготовка нормативной базы, в том числе создание методики испытаний и валидации систем искусственного интеллекта, а также определение контролирующего органа. Вторая проблема — это подготовка соответствующей инфраструктуры на тех участках, где будет разрешено движение беспилотников. И, возможно, самая сложная проблема — это формирование в обществе ответственного отношения к БПТС. Попытка спровоцировать, «подрезать», как-либо ещё поставить беспилотник в нештатную ситуацию может привести к аварии», — резюмирует Михаил Иванов.
Регулирование: всё только начинается
Если технологически Россия готова к внедрению беспилотников, то нормативно-правовые барьеры, недостаток законодательной базы становится сдерживающим фактором для развития отрасли. Тем не менее, прогресс в этом направлении есть.
Так, в марте 2020 года Президент России утвердил перечень поручений по итогам встречи с ведущими российскими инвесторами, состоявшейся 11 марта 2020 года. Одно из них – «разработать комплекс мероприятий по тестированию и поэтапному вводу в эксплуатацию на дорогах общего пользования высокоавтоматизированных транспортных средств без присутствия инженера-испытателя в салоне транспортного средства, предусмотрев их опытную коммерческую эксплуатацию...»
«Необходимость разработки регулирования для автономного транспорта отмечают на самом высоком уровне. В поручениях выделено главное — для опережающего развития технологии требуется опережающее законодательство. Это позволит сохранить конкурентоспособность российской технологии на мировом рынке, где есть и другие серьезные игроки, такие как США и Китай. Возможность эксплуатации без инженера-испытателя в салоне является критически важной для совершенствования технологии. Яндекс вместе с другими компаниями уже отправил свое предложение комплекса мер профильным министерствам. Оно включает как работу над федеральным законом, так и внесение изменений в действующее Постановление Правительства №1415, которое сейчас регулирует тестовую эксплуатацию автономного транспорта в России», — прокомментировали в Яндексе.
В апреле принят федеральный закон, подразумевающий введение в Москве с 1 июля 2020 года особого правового режима для разработчиков в области ИИ, в том числе беспилотного транспорта. Участники рынка предполагают, что в рамках создания тестовых зон («песочниц») беспилотным транспортным средствам будет предоставлена возможность адаптации в естественной среде, а не только на закрытых полигонах.
Сейчас обсуждается законопроект, предусматривающий изъятие из действующих законов норм, препятствующих использованию ряда технологий. В том числе и запрет эксплуатировать автомобиль без водителя на дорогах общего пользования.
Когда или где?
Некоторые эксперты считают сдерживающим фактором развития автономных машин плохую транспортную инфраструктуру, проблемы с содержанием дорог, низкую распространенность новых стандартов беспроводной связи.
Однако в Яндексе готовы поспорить: компания создает беспилотные автомобили, способные ездить в тех же условиях, что и человек. "Для их работы не требуется наличие специальной инфраструктуры, постоянное интернет-соединение или сигнал GPS, — рассказали в компании. — Наш суммарный пробег в автономном режиме составляет уже почти 6 млн км, которые были пройдены по самым обыкновенным дорогам. Конечно, совершенствование инфраструктуры сделает дороги более комфортными — и для обычных водителей, и для роботов. Но это не является определяющим фактором для дальнейшего развития нашей технологии, мы полагаемся на имеющиеся условия".
В докладе директора Центра исследований транспортных проблем мегаполисов Константина Трофименко, прозвучавшем в 2019 году на конференции «Транспортное планирование и моделирование», фигурировали такие цифры: рубеж полной автоматизации беспилотного уличного транспорта в России – 2023 год, выделенные «умные» полосы для индивидуальных беспилотников и отдельные магистральные полосы появятся на рубеже 2025 года, «беспилотный» контур в рамках ИТС – 2030 год, полностью беспилотное движение – 2035 год.
В Яндексе считают, что правильнее задавать вопрос не "когда", а "где". Беспилотные автомобили компании уже могут использоваться в качестве такси в городах с не очень интенсивным трафиком. "При текущих темпах развития технологии полностью автономные поездки в центрах крупных мегаполисов в час-пик смогут осуществляться через 3-4 года", — уверены в Яндексе.