Her er hvordan vi kommer til en verden fylt med bilfrie biler

Kjøring er en av de oppgavene som er så kjedelig, farlig, og krever at det nesten skriker å bli håndtert av roboter. Nylig har teknologien endelig begynt å Transport av morgen: Awesome oppfinnelser som kan transformere hvordan vi pendler transporten i morgen: fantastiske oppfinnelser som kan forandre hvordan vi pendler. Den menneskelige sivilisasjon har alltid blitt formet av transport. Transporten i morgen kan ikke løse alle disse problemene, men det kan løse noen - og det er viktig å tenke på saken ... Les mer for å hente sunn fornuft. Heisbanen for selvkjørende biler er en no-brainer.

1,2 millioner mennesker dør i bilulykker hvert år, og 50 000 er ramlet. Vi kunne lagre nesten alle disse livene. Millioner av mennesker kaster bort milliarder timer pendling. Nå kan de jobbe, se Netflix, eller lese en bok. Robotbiler ville la oss bli kvitt parkeringsplasser og trafikkork.

Blinde mennesker, eldre og personer som er for unge til å kjøre vil kunne bevege seg fritt uten en menneskelig sjåfør. Besparelsene i liv, dollar og produktivitet er uberegnelige. Maskiner blir ikke full, sliten eller distrahert. De følger trafikklovene nøyaktig. Dette er ting som alle ønsker, med vidtgående implikasjoner. De sjokkerende effektene av Google Driverless Car [INFOGRAFISK] De sjokkerende effektene av Google Driverless Car [INFOGRAFISK] Fremtiden er nærmere enn du kanskje tror. Takket være Googles topphemmelige forskningsavdeling, er Google X, sjåførløse biler nå en realitet og kan treffe det vanlige i en ikke for fjern fremtid ... Les mer - hundre milliarder dollar spørsmålet er, hvor lenge skal det ta oss til kom deg dit?

En verden av driverløse biler

Google beskriver prosjektet i en nylig bloggoppdatering som dette:

“Helt siden vi startet Googles selvdrevne bilprosjekt, har vi jobbet mot målet om kjøretøy som kan ta på seg hele byrden av kjøring. Tenk deg: Du kan ta en tur midt på lunchtid uten en 20-minutters buffer for å finne parkering. Seniorer kan beholde sin frihet, selv om de ikke kan beholde bilnøklene sine. Og full og distraheret kjøring? Historie. [...] de vil ta deg der du vil gå med et trykk på en knapp. Og det er et viktig skritt mot å forbedre trafiksikkerheten og forvandle mobiliteten til millioner av mennesker.”

Autonome biler har vært noe av et hett emne de siste årene, med Google som leder avgiften. Google har drevet sin flåte av eksperimentelle roboter biler mer enn 1,1 millioner kilometer uten alvorlig hendelse, og nylig premiere en ny lavhastighets elektrisk prototype for å finjustere bykjøring - uten ratt eller bremser overhodet.

Utenfor Google, Toyota, Honda og Ford har alle sine egne selvkjørende bilprosjekter, selv om ingen av dem er nesten like avanserte som Googles. Faktisk har flere bilprodusenter avvist ideen om helt autonome biler ut av hånden som for utfordrende, i stedet fokuserer på driverassistansefunksjoner.

Google har for sin del skissert en aggressiv tidslinje til kommersialisering, i håp om å samarbeide med bilprodusentene for å frigjøre autonome kjøretøy, kjører Google-programvare og produsert av tredjeparter før slutten av tiåret. Faktisk har Google tenkt at disse kjøretøyene skal treffe markedet senest 2018. Så hva står i veien for det målet?

Teknologiske utfordringer

Googles prototype er virkelig, veldig bra - men det er ikke perfekt. Slik fungerer bilen nå:

Robots primære sanseorgan er et spinnende LIDAR-tårn på taket på bilen. LIDAR-turret maler verden rundt bilen med en infrarød laserstråle med svært høy hastighet. Ved å registrere posisjonen og intensiteten til laserlyset reflektert tilbake, kan en enkel maskinvisningsalgoritme raskt beregne et tredimensjonalt kart over objektene rundt bilen mange ganger i sekundet, slik at det kan identifisere gjenstander som biler, fotgjengere, fortau og trafikk kjegler.

Bilen har som sekundær forstand en rekke kameraer som den bruker til å samle tilleggsinformasjon om verden rundt det (identifisere signaler fra syklister og andre biler, og lese statusen for trafikklys og skilt). Endelig har bilen en GPS, som forteller det, innen noen få meters nøyaktighet, hvor den ligger i rommet.

Ingen av disse sansene er godt nok til å styre bilen, men ved å bruke smart programvare for å smelte sammen disse datakildene, kan bilen ta intelligente kjørebeslutninger. For å gjøre oppgaven enklere har Google brukt streetview-biler med LIDAR-tårn på dem i årevis - biler som sammen med å gi deg kjære reiser i fortiden. Reise tilbake i tid med Google Street View Reise tilbake i tid med Google Street View Google Street View har vært det beste verktøyet for å reise rundt i verden på åtti sekunder. Nå, en enkel, men morsom oppdatering på Google Street View lar deg rulle tilbake tid. Les mer, har vært systematisk 3d kartlegging gater over hele verden.

Alle disse dataene har blitt omhyggelig merket for å la bilens datamaskin kjennetegne posisjonene til trafikklys, og hva hastighetsgrensene og kjørefeltene er for hver vei.

Roboten kan finjustere sin GPS-posisjon ved å sammenligne dagens LIDAR-data med gamle 3d-kart på gaten den er på for å sikre at den ikke går ut av banen (dette gjør det også mulig å navigere når GPS ikke er en alternativ, som når det kjører gjennom en tunnel eller et parkeringshus). Videre kan bilen få tilgang til metadataene for sitt lokale miljø for å fortelle det når hastigheten endres og å vite hvor du skal lete etter trafikksignaler.

Denne kombinasjonen av maskinvare og programvare kan gjøre mange bemerkelsesverdige ting: det kan se og forutsi bevegelsene til syklister og fotgjengere. Det kan identifisere konstruksjonskegler og veier som er blokkert av omveisskilt, og utlede intentjoner av trafikkoffisienter med tegn.

Den kan håndtere fireveisstopp, justere hastigheten på motorveien for å holde tritt med trafikken, og til og med justere kjøringen for å gjøre turen behagelig for sin menneskelige nyttelast. Programvaren er også oppmerksom på sine egne blinde flekker, og oppfører seg forsiktig når det kan være kryssstrafikk eller en fotgjenger gjemmer seg i dem.

Det er dessverre også noen ting som bilen ikke kan gjøre. Det største problemet er vær: Googles biler er for det meste blitt testet i California. I en større utrulling over hele verden, vil autonome biler måtte takle grasiøst med flomoverflom, tung tåke og dyp snø. Det er et problem, fordi alle de seriøst rotet med den tunge løfteren til robotens sanser: LIDAR.

Snø og stående vann sprer laserstrålen, noe som gjør det vanskelig å oppnå pålitelig data, og tåke eller kraftig regn kan dramatisk redusere avstanden som LIDAR kan se. Uten en pålitelig LIDAR er roboten bokstavelig talt død i vannet.

Å fikse værproblemet er fortsatt et åpent forskningsområde. Hvis vi er heldige, kan det være mulig å bruke klare lydfiltreringsalgoritmer for å trekke ut meningsfylte data, selv fra værmeldte LIDAR, eller skifte byrden til kameraene, slik at roboten fortsetter å manøvrere, men sannsynligvis med redusert hastighet.

Hvis ikke, kan det være nødvendig å legge til en ny serie sensorer (kanskje SONAR eller RADAR) for å gi roboten 3d mapping evner, selv i tilfelle LIDAR fiasko. Uansett fungerer Google på det.

Et dypere problem er imidlertid det som kalles lang hale. Tenk på det slik: Flertallet av kjøring som selvkjørende biler vil bli bedt om å gjøre er på motorveien. For en robot er motorvei kjøring lett. Det neste brukssaken vil trolig være lavhastighets bykjøring i godt vær, hvilke roboter er også ganske gode på.

Dessverre, selv om disse representerer sannsynligvis 90% av alle kjøreforholdene som bilene vil møte, er de ikke de eneste to mulighetene. Hva med parader? Hva med ambulanser? Rock lysbilder? Bilulykker? Flate dekk? Jaywalking hunder? Veiarbeid? Tornadoer? Komme trukket av politiet?

Poenget er at når du går ned i listen over tilfeller bilen må håndtere, sortert etter sannsynlighet, finner du at det er et nesten uendelig antall av dem, hver med et lite stykke sannsynlighetstaben. Du kan ikke vanskelig kode oppførsel for enhver mulighet.

Du må godta at til slutt vil roboten din møte noe du ikke hadde tenkt på, og vil oppføre seg feil. Det kan til og med få folk drept. Det beste du kan gjøre, er å forsøke å dekke nok saker godt nok til at roboten er enda sikrere å bruke enn en menneskespekket bil.

For øyeblikket er Google-bilen ikke ganske langt nok ned den listen ennå, men den begynner å komme nær, og Google jobber med å utvikle sikker tilbakebetrekkingsadferd for å sikre at bilen ikke aktivt vil skade noen, selv i tilfelle av programvarefeil eller uventede kjøreforhold.

Googles metode for å bygge opp disse sakene er smart: Selskapet har en policy om at når bilen gjør en feil, eller et menneske er tvunget til å ta kontroll, er hendelsen logget, og programvaren er revidert til den kan passere simulerte versjoner av samme scenario. Eventuelle store endringer i programvaren testes mot denne databasen av hendelser for å sikre at ingenting har blitt utilsiktet ødelagt.

Det finnes også mykere begrensninger - LIDAR-tårnene som brukes av roboter, klokker for tiden på over $ 30.000. Den gode nyheten her er at dette hovedsakelig skyldes at disse LIDAR-tårnene er en spesialitet som bare brukes til noen få applikasjoner. Masseproduksjon vil sikkert føre til at disse kostnadene blir nede.

Videre, hvis selvkjørende biler blir vedtatt under førerhuset modellen (sannsynligvis levert av Googles protegør, Uber), vil det nødvendige forholdet mellom biler til bilbrukere sannsynligvis være lavt: folk som går til lignende steder, kan kobles sammen av sentralisert ruteprogramvare i bytte for reduserte avgifter, og biler kan opprettholde mer eller mindre kontinuerlig bruk. Dette reduserer kostnadene per bruker dramatisk, selv om bilene selv er svært dyre.

Juridiske utfordringer

Selvkjørende biler høres ganske mye ut som en dagligvarebutikkliste over ting som skremmer regulatorer: autonome roboter med dødelig kraft, forstyrrende ny teknologi, mekanisert arbeidsledighet og store selskaper som setter millioner av kameraer over hele verden.

Robotbiler vil trolig drepe folk (selv om de er mye lavere enn menneskelige drivere), vil de fortrenge millioner av lastebilførere og hundretusener av drosjesjåførere, og de vil gi Google en enorm mengde personopplysninger om sine brukere . Unødvendig å si, det kommer til å være noe motstand mot å få selvkjørende biler legalisert, særlig siden de krever store revisjoner til regulatorisk infrastruktur allerede i spill.

For at bilkjøretøy skal bli en lovlig, viktig del av våre liv, må vi gi opp noen gamle gamle lovbestemmelser: inkludert ideen om at mennesket i bilens førersete er ansvarlig for dens handlinger.

Stater som har utstedt forordninger for å tillate testing av autonome kjøretøyer (inkludert California og Nevada) har ansatt en rekke juridiske snarveier for å tillate at forskningen finner sted.

I California, for eksempel, er personen som starter bilens reise lovlig operatøren, selv om de ikke egentlig er i bilen på det tidspunktet. Dette er et åpenbart utilstrekkelig langsiktig svar, da dette betyr at (for eksempel) operatøren kunne bli belastet DUI, selv om de ikke var nært kjøretøyet de sendte mens de drukket.

California håper å frigjøre mer permanent regulering for slike forbrukerbiler i begynnelsen av 2015, men Consumer Watchdog, en uavhengig advokatgruppe, lobbyiserer for dem å forsinke reguleringen i atten måneder for å tillate mer grundig sikkerhetstesting.

Google håper å oppfordre lovgivere til å ta ansvar for bilens handlinger med produsentene av selvkjørende maskinvare, som de ser som den rettferdigste måten å distribuere skylden på: Det virker dumt for loven å holde en menneskelig operatør ansvarlig for atferd de har ingen kontroll over.

De involverte lovgivere innrømmer at lovgiving for autonome kjøretøy er et vanskelig problem:

“Vi er veldig gode på lisensdrivere og regulerende kjøretøy og bilsektoren, men vi har ikke mye kompetanse i å utvikle disse standardene,” Soublet sa. “Så når vi begynner å nærme seg slike ting, må vi gå tilbake. Vi har ikke den tekniske evnen til å gjøre det. Vi må komme på dette fra et regulatorisk perspektiv av hva vi som avdeling kan.”

De er imidlertid enige om at feltet er verdt innsatsen.

“Det er et problem som trekker deg inn. Det er vår fremtid. Vi synes det er veldig spennende å jobbe med [...] Brian [Soublet] og jeg, vi kan ikke tro at vi jobber med dette. Det er noe som vil forandre måten vi alle lever på.”

Føderal regulering er på vei, men kan ikke komme i flere år. National Highway Traffic Safety Administration utgav en foreløpig uttalelse om problemet, der det uttrykte litt entusiasme for utsiktene til fullt autonome kjøretøyer.

“Amerika er på et historisk vendepunkt for bilkjøring. Motorkjøretøyer og sjåførers forhold til dem vil sannsynligvis endres betydelig de neste ti til tjue år, kanskje mer enn de har endret seg de siste hundre årene.”

Imidlertid virker NHTSA også uforberedt på å utstede en klar regulering i overskuelig fremtid, og planlegger det meste å forlate disse regulatoriske problemene i hendene på de enkelte stater, noe som øker muligheten for dårlig regulerte stater å være "døde soner" som autonome biler på kryss- landsventurer må unngås. Det er her de gode nyhetene starter. Den håpfulle moren til disse maskinene er Google, som også skjer for å være en av de største lobbyjuggernautene i USA (den rangerer åttende og slår ut Boeing og Lockheed Martin). Google er godt forberedt på å lede reguleringen til en form som er vennlig for fremtiden for autonome kjøretøyer.

Veien fremover

Hvis det er en enkel melding om å ta bort situasjonen akkurat nå, er det dette: utfordringene som er igjen for å løse før autonome kjøretøyer kan gå, er vanskelige og betydelige. Teknologien og juridisk infrastruktur er for tiden ikke på plass for at disse kjøretøyene virkelig skal oppfylle sitt potensial. Disse problemene er imidlertid også veldefinerte, oppløselige og undersøkt av noen av de smarteste menneskene på planeten.

Det er en veldig god sjanse for at teknologien i det minste vil være klar til å bli distribuert i testmarkeder som California og Nevada ved Googles foreløpige 2018-dato. Det er en enda bedre sjanse for at teknologien med ti år siden vil ha radikalt forvandlet måten at nesten alle på jorden lever sine liv.

Disse endringene vil variere fra bilkultur (slutten av eierskapet som en voksenpassasje), måten folk jobber og sosialiserer, og hvordan vi designer våre byer. Hvis disse utfordringene kan oppfylles, vil det være den viktigste endringen i transport siden oppfinnelsen av bilen.

Funksjonsbilde: “The Love Bug“, av JD Hancock
Bilder: “Google selvkørende bil på Computer History Museum“, av Don DeBold, “Google selvbilkjøring“, av Roman Boed, “Toyota selvkjørende bil“, David Berkowitz, “Velodyne High Def Def LIDAR“, Steve Jurvetson

Utforsk mer om: Automotive Technology, Google.