Sci-fi realitou: inteligentní auta bez řidiče

Karel Javůrek  |  Technika
Testovací automobil z projektu AutoNOMOS

Doba, ve které v dané chvíli žijeme, vždy využívá různé vynálezy a přístroje, které v předchozích generacích nebyly realizovatelné.

Lidé si je často ani nedokázali představit; objevovaly se nanejvýš ve vědeckofantastických příbězích. Některé se neobjevily ani do dneška, protože jsou například zbytečné, nedostatečně výkonné, drahé a tak podobně. Spousta technologií a představ se však stala, nebo pomalu stává běžnou denní realitou.

Pokud se zaměříme na automobily, zjistíme, že už dávno nejsou tvořeny pouze motory, koly a volantem. Moderní auto obsahuje celou řadu systémů, které se starají o přesné vystřelení airbagů, kontrolují prokluzování kol, snaží se odvrátit smyk nebo nahlásí závady v různých částech automobilu.

Nesmíme zapomenout na automatické převodovky, počítačem řízené hydraulické odpružení či detekci volného místa v řadě včetně možnosti automatického zaparkování.

Auto, které řídí samo

Automaticky řízené automobily a další dopravní prostředky se vyskytují téměř ve většině vědeckofantastických příběhů a samozřejmě filmech. Tato představa by se však mohla brzy dočkat i reálného nasazení.

Pokusy o počítačově řízená vozidla jsou předmětem zkoumání mnoha vědeckých projektů. Vše však začalo již před mnoha lety, kdy se začaly rozšiřovat první automobily. Ještě před druhou světovou válkou se objevily pokusy s dálkovým ovládáním aut pomocí kabelů. Krátce poté došlo i na bezdrátové příkazy do hlavní řídící jednotky, která dokázala ovládat části automobilu, určené pro samotné řízení: volant, plyn, brzda.

Senzory snímají veškeré dění okolo vozidla

V osmdesátých letech se v Japonsku, ve firmě Tsukuba Mechanical Engineering, objevily první pokusy o zcela automatické řízení. Vzhledem k tehdejšímu výkonu počítačů, potažmo samotných procesorů, se však jednalo o velmi malé rychlosti kolem 30 km/h. Trať i použitá kamera byly relativně jednoduché, na cestě byly vyznačeny velké, snadno rozpoznatelné bílé značky pro bezproblémové a rychlé rozeznání tvaru a silnice, které dokázal počítač zpracovat a snadno reagovat.

Do těchto testů se pustily i další automobilky, například i Mercedes-Benz, které se podařilo dosáhnout rychlosti kolem 100 km/h na běžné a dobře vyznačené silnici, avšak bez jakéhokoli provozu. Do projektů s automaticky řízenými prostředky se zapojila i DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), která v rámci projektu ALV (Autonomous Land Vehicle) s pomocí laserů a kamerových systémů dokázala překonat vzdálenost 600 metrů s rychlostí kolem 3 km/h. Poprvé se jednalo o složitý terén se spoustou překážek.

Rozpoznávání semaforů je samozřejmostí

S příchodem vyššího výkonu čipů a kvalitnějších senzorů bylo postupně překonáno několik rekordů. Jaká je ale situace nyní?

Oči musí být všude

Možná si myslíte, že pro kvalitní automatické řízení představuje jednu z nejdůležitějších komponent GPS navigace. Není tomu tak. Na satelitní navigaci se nelze stoprocentně spolehnout, a to už vůbec ve smyslu přesnosti, aktuálnosti map nebo funkčnosti v tunelech a podobně odstíněných místech. GPS se tak stává především doplňkovým systémem. Hlavní součástí automatického řízení je totiž řada senzorů po celém obvodu vozidla, včetně střechy.

Střešní kamerový systém rotuje vysokou rychlostí

Řidič je schopen sledovat především dění před vozem a skrze zadní a postranní zrcátka pak v občasných intervalech i situaci kolem sebe. Počítačový systém je dokonalejší.

Ve spodní části přední masky vozidla, vzadu i po stranách se obvykle nacházejí lasery, které měří přesnou vzdálenost od okolních objektů. Na vyvýšeném místě za předním sklem je řada kamer sledující předměty před vozidlem. Další kamerový systém najdeme na střeše. Rychlost snímkování okolí se pohybuje v řádu milisekund, vstupní data jsou tak na několikanásobně lepší úrovni, než jaké může jakkoli zkušený a trénovaný řidič získat při běžném řízení.

Přehled senzorů u automobilu z projektu AutoNOMOS

Rozpoznávání obrazu je dnes už také velmi pokročilé, především díky Googlu a také vysokému paralelnímu výkonu dnešních počítačů. Zpracovat obraz a porovnat jeho části s databází je sice výpočetně náročné, ale s dnešními vícejádrovými procesory a čipy to lze velmi snadno paralelizovat.

Budeme jezdit s Google Car?

Google nedávno oznámil, že se angažuje v oblasti automaticky řízených vozidel. Je již mnohem dále, než jen v laboratoři nebo na testovacích úsecích. Google se svými automatickými auty najezdil přes sto čtyřicet tisíc mil po rušných silnicích v San Francisku bez jakékoli nehody.

Google však není jedinou společností, které se v tomto segmentu vyvíjejí. Například projekt AutoNOMOS zkoumá počítačem řízené automobily již téměř čtyři roky, a za tuto dobu získal výzkumný tým několik ocenění z různých soutěží.

Před několika týdny se vývojáři svezli i na popularitě iPadu, když představili koncept (či spíše vizi) autonomního taxi. Objednáte si ho pomocí aplikace a nejbližší volné taxi pro vás samo přijede a odveze vás do cílového místa.
 

Budeme si jednou objednávat počítačem řízené taxi?

Zkušenosti, lidé a peníze

Jako u ostatních složitých systémů, ve kterých v současnosti ještě stále vítězí náš mozek díky svému rozpoznávání obličejů, objektů, hlasu a podobně, však nemají malé týmy moc velkou šanci. Na použitelné automatické řízení na silnicích plné měnících se překážek a situací nestačí žádný „geniální“ algoritmus nebo program. Pro rozpoznávání je důležitá nejen obrovská databáze se všemi parametry, hodnotami a statistikami, ale také zkušenosti nabité postupným zkoušením a vylepšováním.

Google tento způsob předvádí už u mnoha projektů – nabízí vyhledávání, překlady, rozpoznávání hlasu, fotografií a další služby. Na tento výzkum je vybaven jak personálně, tak i finančně.
 

Počítačem řízené auto od Googlu najezdilo již přes 140 tisíc mil

Algoritmy, které se učí, jsou tak sice stěžejním základem, ale jak už zjistil i Microsoft u svého vyhledávače Bing, neméně důležitou složkou je i dostatečně velká databáze zkušeností a co největší statistika získaných údajů. Nelze proto předpokládat, že se jakákoli automobilka usmyslí, začne vyvíjet stejné automatické řízení vozidel a bude konkurovat již zaběhnutým, či dokonce funkčním projektům.

IT firmy místo automobilek

Stane se Google hlavním hráčem na trhu v oblasti automaticky řízených vozidel? Lze si jen těžko představit, že by takový systém dokázala do použitelného řešení dostat společnost, která nemá velké zkušenosti se softwarem a nejnovějšími technologiemi.

Stěžejní složkou je tak samozřejmě zmíněný software, proto z možných budoucích vývojářů takřka automaticky vypadávají výrobci automobilů a podobné společnosti. Bude mít Google konkurenci a je vůbec konkurence žádaná?

Další velkou softwarovou společností je i Microsoft, který však u většiny lidí nebude tou pravou značkou pro „bezpečné“ řízení, především kvůli mnoha aférám z jejího operačního systému. Marketing ale občas dokáže divy.

Začneme s chytrými navigacemi

Automatické systémy, které dokážou řídit za nás, budou muset mít několikanásobné jištění a redundanci takřka všech součástí, aby se co nejvíce snížila jakákoli šance špatného vyhodnocení, poškození, chyby či chvilkové nefunkčnosti.

Nabízí se však i další technologie, které budou zlepšovat naši jízdu. Mezi ně lze jistě zařadit i službu Waze, kterou už dnes může využívat každý na svém mobilu. Tento systém funguje na propojené aktualizaci dění na silnicích, čímž umožňuje nejen neustále zlepšovat mapový podklad, ale také vyhodnotit lepší trasu vzhledem k aktuálním podmínkám (zácpy, uzávěrky) či denní době.

Foto: AutoNOMOS

Nejčtenější