Главная
Автономность – вызовы и перспективы

Автономность – вызовы и перспективы

Автономность – вызовы и перспективы

1 Апреля 2020


Новое исследование аналитического агентства IHS Markit показало вызовы и преимущества автономности


автор

Александр Климнов, фото автора и autonews.com


Для новой технологии необычайно важно продемонстрировать потенциал развития, который автономные транспортные средства (AV) будут предлагать в течение следующих десятилетий. Прогнозируется, что рынок объемом в триллионы долларов появится в различных транспортных сегментах и самых различных сферах применения AV. Десятки миллиардов долларов уже были инвестированы высокотехнологичными компаниями, стартапами, производителями автомобилей, их поставщиками комплектующих, а также многими другими компаниями – и это еще начало.

Чтобы дать представление об этих процессах в таблице ниже суммировано потенциальное влияние технологии AV. Крайне важно понимать разницу между автономным режимом SAE уровня 4 (L4) и уровня 5 (L5). AV уровня L4 могут работать в определенных областях, которые обычно определяются географическими границами. Такие робокары 4-го уровня также могут передвигаться по заранее запрограммированным, фиксированным маршрутам, например, таким как местные автобусные маршруты, маршруты в кампусах и аналогичные им поездки по закрытым территориям (крупные предприятия, выставочные комплексы, парки развлечений и природные парки и т.д.), происходящие обычно на низких скоростях. Тогда как автономные транспортные средства пятого уровня могут работать на любых дорогах в любой точке страны.

Когда технология AV станет достаточно зрелой для массового развертывания, ее ключевыми преимуществами станут более низкий уровень аварийности и сокращение количества потерянных в автокатастрофах жизней. Программное обеспечение AV позволит избежать сонливости и отвлечения внимания водителя, особенно при растущем использовании смартфонов. Программное обеспечение AV воспринимает приближение объектов быстрее, чем человеческая реакция. Эти факторы в конечном итоге сделают автономное программное обеспечение лучшим выбором для транспортных средств будущего.

Автомобили без водителя (робокары – авт.) смогут обеспечить мобильность при меньших затратах, что значительно расширит клиентскую базу для MaaS (подключенных ТС). Сегодня водительские права имеют около одного миллиарда человек, а более трех миллиардов человек без водительских прав смогут использовать AV, причем, по доступным ценам. Так, MaaS без водителя обойдется дешевле, чем поездка на такси, каршеринговом и собственном автомобиле, в зависимости от того, сколько миль или километров проезжает человек в год. Ожидается, что количество автомобилей в расчете на домохозяйство в развитых странах (т.н. «золотого миллиарда» – авт.) сократится, поскольку MaaS и AV получат значительное развитие. Хотя преимущества данных технологий очевидны, компании, работающие в области автономности, в настоящее время стремятся решить сложные вопросы разработки программного обеспечения, вопросов регулирования, общественного мнения и стоимости разработки.

Гонка технологий
Беспилотники (AV) пока зависят от успешности разработки нескольких технологий, включая программное обеспечение, датчиков и высокопроизводительных вычислительных чипов. Программное обеспечение выступает наиболее сложным техническим компонентом из-за огромного количества потенциальных дорожных ситуаций и событий, хотя многие из них встречаются достаточно редко. Быстрое развитие программных технологий на основе искусственного интеллекта (ИИ) стало ключом к созданию безопасного ответа на непредсказуемые дорожные ситуации. Проводится обширное тестирование тысяч известных ситуаций вождения, включая самые редкие и экзотические ситуации. Так Waymo тестирует с помощью программы виртуального вождения, имитирующего AV, слабые места ПО для расширения и улучшения его возможностей. Данная программа одновременно управляет 25 000 виртуальных AV с помощью компьютерного моделирования, которое «наматывает» миллиарды миль условного пробега в год. 
Zastavka.jpg
Наиболее распространены и востребованны для AV видеокамеры, радары и лидары, которые требуются для того чтобы учитывать изменения в освещении, погоде и других аспектах, возникающих при езде. Видеокамеры и радары уже стали доступными по цене и используются для ассистеров водителей. Однако лидар в настоящее время все еще остается слишком дорогим для массового развертывания AV, так его цена составляет от $4000 до $50 000 за механическую сканирующую систему. Наиболее перспективны твердотельные лидарные системы на основе чипов нового поколения, которые в конечном итоге подешевеют до нескольких сотен долларов. Новейшие технологии чипсетов также станут решением для увеличения вычислительной мощности бортовых компьютеров.

Проблемы будущего
И все же несколько факторов вполне могут задержать массовое внедрение беспилотников. Во-первых, потенциальным барьером выступает медленное развитие законодательства. Нормативные вопросы пока отличаются большим разбросом по регионам, так большинство тестов AV проводится в тех нескольких штатах США, где действуют дружественные для таких ТС правила. Например, штат Калифорния предоставил разрешения на AV-тестирование более чем 65 компаниям, причем почти половина из них базируются в Европе и Азии. Более половины из них – стартапы, вообще не относящиеся к автомобильной промышленности. 

Во-вторых, у беспилотников существует множество пока еще неопределенных составляющих, которые вполне могут стать проблемами в будущем. Например, низкий уровень общественного доверия и фатальные сбои при тестах беспилотников, которые значительно задержат и удорожат развертывание AV. Некоторые сбои могут быть вызваны тем, что компании выпускают недоведенное программное обеспечение AV до того, как оно станет достаточно «умным» для использования на дорогах общего пользования. Это превращается в реальную проблему, поскольку возможности текущего тестирования в Калифорнии варьируются более чем в 10 раз между лидерами и аутсайдерами. Ожидается, что массовое использование разрабатываемых более простых вариантов автопилотов 4-го уровня автономности, описанное ниже, поможет поднять общественное доверие к AV. 

В-третьих, могут задержать развертывание AV вопросы кибербезопасности (хакерские атаки – авт.), которые повлияют на работу AV или будут приводить к сбою или даже перехвату управления робокарами. Кибербезопасность выступает одной из самых сложных и важных проблем в любой отрасли, включая автомобильную. Естественно, что кибербезопасность еще более важна и обязательна для любого беспилотника, и добавление защитных решений для всех подключенных автомобилей уже требует значительных инвестиций. Отсюда установление единых и жестких правил безопасности, методов и стандартов для разработки и создания автономных систем управления ТС также будет обязательным. Предполагается, что достаточно многие модели AV (4-го уровня – авт.) будут выпущены уже в 2020 году.

Ускоряющие факторы
Несколько факторов могут, напротив, ускорить развертывание AV. Революции в области программных технологий, вероятно, окажут влияние, особенно благодаря огромным инвестициям в программное обеспечение ИИ. Наиболее вероятным прорывом считаются технологии нейронных сетей, поскольку они пока еще остаются незрелыми, несмотря на значительные инвестиции за последнее десятилетие. Другими факторами, ускоряющими внедрение беспилотников, могут быть чиповые или сенсорные технологии, ну или неожиданные инновации. Интригующую динамику демонстрирует так называемый «сетевой эффект», который проявляется у любого онлайн сервиса, преимущества которого пропорциональны размеру его пользовательской базы. Например, это Интернет и социальные сети. Программные платформы также обеспечивают масштабные сетевые эффекты, например, Microsoft Windows, Apple iOS и Android. 

Сетевой эффект для программного обеспечения AV ожидается и в другом приложении – цель состоит в том, чтобы беспилотник мог справляться с любой дорожной ситуацией, ну или с как можно большим количеством их вариантов. Чем больше AV будет развернуто и чем больший суммарный пробег они наездят, тем больше дорожных ситуаций будет выявлено и рассмотрено. Эти новые знания будут непрерывно обновляться (в онлайн режиме – авт.), а обновления программного обеспечения будут загружаться буквально в каждый автомобиль в парке (собственно это уже осуществляется с некоторыми оговорками на электромобилях Tesla, которым начинают подражать еще несколько мировых брендов – авт.). В результате большие и свежие парки беспилотников достаточно быстро получат преимущество по своим возможностям обновления программного обеспечения по сравнению с более старыми и меньшими парками AV. Такие компании как, например, Waymo вполне могут вырваться на этом направлении вперед и раньше остальных конкурентов достигнуть приемлемой безопасности беспилотников (а это, в свою очередь, может привезти к тому что именно ее пакетное решение сможет стать отраслевым стандартом – и цена этого будет по истине глобальной, измеряемой сотнями миллиардов – авт.).

Варианты использования беспилотников
Развертывание беспилотников будет осуществляться постепенно в зависимости от того, когда программное обеспечение AV достигнет требуемой зрелости для соответствия общим требованиям безопасности при их эксплуатации. Это означает, что первыми будут развернуты сценарии использования AV при низкой сложности организации движения и низкой скорости передвижения. 

Пассажирские перевозки по фиксированным маршрутам – один из самых простых вариантов использования AV. Фиксированные маршруты с низкими и умеренными требованиями к скорости уже прошли через сотни тестов и кое где уже развернуты для опытной эксплуатации на дорогах общего пользования. Такие приложения внедряются для закрытых площадок, например, таких как аэропорты и аэродромы, кампусы университетов и аналогичные им по транспортным требованиям территории. 
Nuro.gif
Еще один ранний вариант использования AV – робовэны (от самых миниатюрных «тротуарных», размером с детский автомобильчик, до полноразмерных вэнов на базы обычных автомобилей) для доставки товаров т.н. «последней мили». Они могут взять на себя доставку еды и продуктов, а также увеличить объемы электронной торговли (актуальность именно такого применения беспилотников стала особенно очевидной на фоне нынешней эпидемии коронавируса – авт.). Текущие поставки «последней мили» пока что осуществляются через управляемые человеком транспортные средства, включая велосипеды. С применением AV доставка «последней мили» станет гораздо безопаснее, дешевле, быстрее и точнее. Наибольшие успехи были достигнуты именно тротуарными AV, которые отлично себя показали в многочисленных тестах по доставке еды из ресторанов и кафе, а также продуктов из магазинов, а также их применению в закрытых помещениях. 
SAM_5789.gif
Автономные грузовики используются для перевозки грузов от одних грузовых терминалов к другим (например, из портов на центральные склады логистических компаний или в крупные торговые центры – авт.), которые стали простыми случаями использования AV. Маршруты автоперевозок от терминалов до складов в основном проходят по автомагистралям (с бессветофорным пересечением с другими транспортными и пешеходными потоками на разных уровнях – авт.), так что ими уже вполне могут управлять современные технологии программного обеспечения AV. Первые и последние мили автоперевозок между хабами осуществляются водителями грузовиков или посредством дистанционного управления из центральной диспетчерской. Нехватка водителей грузовиков в большинстве развитых стран, особенно дальнобойщиков, делает данный сегмент AV вполне конкурентоспособным (при наличии доступных серийных решений, конечно – авт.). 
Zastavka.jpg
Наибольшее внимание и инвестиции среди сегментов AV привлекли автономные роботраки 4-го уровня и роботакси 5-го уровня. Они намного сложнее, чем AV с фиксированным маршрутом, коммерческие AV для «последней мили» и автономные магистральные грузовики. Так, роботакси работают в средах с большей сложностью дорожного движения (трафика), в том числе в местах с большим количеством пешеходов, что создает дополнительные трудности при разработке и тестировании программного обеспечения AV. Эти осложнения для автономности означают, что роботакси будут развертываться лишь в самых приспособленных для них городах, да и в них первоначально охватывая только их часть, и расширяясь лишь с приобретением опыта. 

Пассажирские AV 4-го уровня будут автономными транспортными средствами для индивидуального использования в населенных пунктах. Легковые частные беспилотники 4-го уровня гораздо сложнее разрабатывать и тестировать. Развертывание таких AV, вероятно, будет следовать схеме «город-город» для роботакси, но их применение в крупных городах будет ограничиваться конкретными зонами вокруг перехватывающих парковок возле узловых станций метро. Для использования в другом регионе программное обеспечение потребует беспроводных обновлений. Так как более 95% людей ездят только по своему городу, такой подход станет приемлемым для значительной части владельцев транспортных средств. Таким образом развертывание частных беспилотников отстанет от роботакси более чем на пять лет. 

Частные беспилотники 5-го уровня автономности, т.е. беспилотные шаттлы, суперкары и дальнобойные автопоезда, вообще, без рулевого управления, смогут ездить в любую точку любой страны (естественно при наличии дорог – авт.). Это решение максимально сложно как в разработке, так и при тестировании программного обеспечения. Перспективы внедрения AV 5-го уровня (L5) пока не ясны, и есть сомнения, что они, вообще появятся на дорогах в обозримой перспективе. Для их внедрения потребуются новые технологии и инновации, а также значительный прогресс в разработке ИИ как ключевой технологии для будущего успеха полной автономности.

Резюме
Технологии автономности пока еще только развиваются, но они будут нести самые серьезные технологические, финансовые и организационные последствия для автомобильной и многих других отраслей, заставляя их осуществлять кардинальную, а значит весьма дорогостоящую перестройку. Таковая перестройка будет усугубляться одновременным внедрением аккумуляторных электромобилей (BEV) вместо традиционных автомобилей с ДВС и расширением применения бизнес-моделей MaaS (подключенных ТС). Эти три безальтернативные уже технологии радикально изменят (уже меняют – авт.) автомобильную, транспортную и многие другие отрасли. График их внедрения пока что весьма приблизительный, но вопрос стоит уже не о том, настанут эти перемены или нет, а в том, когда и настолько быстро они произойдут.

P.S. Внедрение данной триады в России пока что концентрируется преимущественно вокруг бизнес-технологий MaaS с подключением и мехатроникой, на которые просто вынуждены переходить, например, международные автоперевозчики, которые иначе просто не получат доступа на дороги Европы. Внедрение электромобилей пока не получило однозначной поддержки правительства РФ, которое то вводит, то отменяет таможенные льготы на ввоз импортных BEV (последнее предложение Минторга – компенсировать 25% стоимости электромобиля при его покупке в кредит). Ну, а разработка беспилотников, хотя и признана в России стратегической целью, пока что осложняется вышеприведенными причинами, усугубленными неважным состоянием дорожной сети страны, а также суровым климатом, осложняющими не только внедрение, но даже и тестирование AV на отечественных дорогах.
hum-488.jpg


  • Комментарии
Загрузка комментариев...

Подписаться

Подписаться бесплатно.


ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru
Тойота инвестирует $0,4 миллиарда в китайский стартап беспилотников

Тойота инвестирует $0,4 миллиарда в китайский стартап беспилотников

Toyota Motor вложила $400 млн в китайский стартап беспилотников Pony.ai

26.02.2020

Следующее десятилетие автономных транспортных средств: кто, что, где, когда и почему?

Следующее десятилетие автономных транспортных средств: кто, что, где, когда и почему?

Нынешнее десятилетие станет таким же непредсказуемыми для робокаров как и предыдущее

21.02.2020

Беспилотный грузовик КАМАЗ обрел имя «Челнок»

Беспилотный грузовик КАМАЗ обрел имя «Челнок»

Прототип безкабинного роботрака назван КАМАЗ-3373 «Челнок»

19.02.2020

КАМАЗ оформил патент на «Грузовой электрический безкабинный автомобиль

КАМАЗ оформил патент на «Грузовой электрический безкабинный автомобиль

Будущий беспилотный грузовик КАМАЗ похож на прицеп без тягача

13.02.2020

Дженерал Моторс представила беспилотный шаттл Cruise Origin

Дженерал Моторс представила беспилотный шаттл Cruise Origin

Американским семьям предлагают сэкономить на автомобиле за счет беспилотного шаттла

24.01.2020

Sony показала в Лас-Вегасе  «суперконцепт» полубеспилотника Vision-S

Sony показала в Лас-Вегасе «суперконцепт» полубеспилотника Vision-S

Sony представила на выставке гаджетов CES-2020 детально проработанный концепт электромобиля с автопилотом

09.01.2020

Возврат к списку