Bajki robotów. Lidary, sieci neuronowe i auta, które zlasują nam mózgi [MOTO 2030]

Łukasz Kifer
Samochody autonomiczne są mitycznym kierunkiem rozwoju motoryzacji. Koncerny motoryzacyjne oraz informatyczne dwoją i troją wysiłki, straszą i obiecują, ale nie osiągają spektakularnych efektów. Pogłoski o rychłym końcu zawodu kierowcy wydają się przesadzone. Czy firmy opowiadają nam bajki?

MOTO 2030 to copiątkowy cykl Gazeta.pl, w którym poruszamy najważniejsze tematy dotyczące przyszłości motoryzacji, transportu i technologii. Nie zabraknie tu także ciekawych historii konstruktorów oraz opisu dziejów firm, których przeszłość ma wpływ na to, jak będzie wyglądała motoryzacja przyszłości. Samochody, drogi i miasta na naszych oczach bardzo dynamicznie się zmieniają. Co piątek dziennikarze Moto.pl będą o tych zmianach pisać. Tutaj znajdują się wszystkie artykuły z cyklu MOTO 2030.

Zobacz wideo Do Studia Biznes trafił elegancki kot: Jaguar F-Pace

W takim razie posłuchajcie jeszcze jednej. Wyobraźcie sobie świat, w którym nie wolno jeździć autem. Rzeczywistość w której samochody z przedmiotów pożądania stały się narzędziami do transportu osobistego. Bardziej zaawansowanymi urządzeniami gospodarstwa domowego, odpowiednikami smartfonów w świecie mobilności. Po prostu zawożą nas na miejsce, sprawnie, bezpiecznie oraz bez zbędnych emocji.

Czy taka rzeczywistość brzmi fantasmagorycznie? Być może, ale wygląda na to, że producenci ją nam szykują. I wbrew pozorom może nadejść szybciej, niż się spodziewamy. Z postępem często tak bywa, że długo nabiera rozpędu, żeby w końcu ruszyć jak lawina. Czy ograniczenie możliwości jazdy ludziom to będzie złe rozwiązanie?

Linda Jackson, dyrektor generalna PeugeotLinda Jackson: "W chaosie czuję się dobrze"

Z raportu Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) wynika, że w wypadkach samochodowych na całym świecie co roku ginie około milion 350 tysięcy osób. Oznacza to czyjąś śmierć co 23 sekundy. W poprzedniej dekadzie na drogach zginęło dziesięć milionów ludzi z solidnym okładem, najwięcej w Chinach i Indiach. Jednym z podstawowych celów autonomicznych pojazdów jest radykalne zmniejszenie liczby ofiar. Nadal nie warto się o nią starać? 

W Polsce znamy ten ból lepiej niż w niemal każdym kraju Europy. Na Starym Kontynencie pod względem liczby ofiar w 2020 roku byliśmy na trzecim miejscu. Tak wysoka śmiertelność na polskich drogach ma wiele przyczyn, ale wygląda na to, że nam wyjątkowo przydałyby się autonomiczne samochody, bo najczęściej giniemy przez własne błędy. Człowiek z natury średnio nadaje się do czynności wymagających podejmowania błyskawicznych decyzji w skomplikowanym środowisku takim jak publiczne drogi, gdzie w każdej chwili może wydarzyć się wszystko.

W tej chwili nawet ci, którzy wierzą, że samochody autonomiczne są zbawieniem, sceptycznie traktują deklaracje producentów o rychłej dominacji tej technologii. Wyjątkami mogą być informatycy, którzy widzą, co w ostatnich latach dzieje się z komputerami, procesorami i oprogramowaniem. W telefonie komórkowym już teraz mamy moc obliczeniową z grubsza równą przeciętnym stacjonarnym komputerom. Dzięki temu wydajne procesory i pojemne kości pamięci mogą się wreszcie zmieścić również w samochodach.

Piotr Pawlak, prezes Ford PolskaPiotr Pawlak, Ford Polska. "Elektromobilność w Polsce może bardzo przyspieszyć. To kwestia dwóch decyzji" [MOTO 2030]

Do tego dochodzi również rozwój sieci komórkowej piątej generacji, która wkrótce może pozwolić na sprawną komunikację i przesył dużej ilości danych, niezbędnych do wspomagania pracy samobieżnych robotów, jakimi powoli stają się nowoczesne auta. Elementy układanki powoli zaczynają do siebie pasować. Mimo to całe działy gigantów motoryzacyjnych oraz cyfrowych raczej prowadzą kosztowne eksperymenty niż wcielają swoje pomysły w życie.

Współczesne samochody wykonują pewne czynności samodzielnie, ale wymagają bliskich ideałowi warunków do jazdy, a ich umiejętności w porównaniu z człowiekiem za kierownicą wypadają blado i często są powodem do śmiechu. To się może zmienić, bo w ostatnich miesiącach coś ruszyło w temacie samodzielnej jazdy.

Wielu producentów otrząsnęło się z kryzysu na rynku i zaczyna przedstawiać swoje wizje przyszłości oraz prezentować postępy dotyczące autonomicznej jazdy. Można z nich wyciągnąć dwa wnioski: samochodowe firmy wciąż nad nią pracują i mają diametralnie różne podejście do tej sprawy.

Autonomiczna taksówka Ford Fusion w Miami-DadeAutonomiczna taksówka Ford Fusion w Miami-Dade fot. Ford/Ryan Merrill Photography

Jak działa autonomiczny samochód przyszłości? Mierzy, liczy, decyduje

Przede wszystkim trzeba przyjąć do wiadomości, że autonomiczny samochód jest de facto robotem na kołach i to dość zaawansowanym. Dotyczy to nawet samochodów o drugim poziomie autonomii w pięciostopniowej klasyfikacji stowarzyszenia inżynierów SAE. Takie auta są od pewnego czasu na rynku i pod kontrolą kierowcy mogą zautomatyzować pewne czynności, na przykład jazdę autostradą.

Podążają pasem ruchu, hamują i przyspieszają. Przez cały czas obowiązek jazdy i odpowiedzialność spoczywa na kierowcy. Samochód mu tylko trochę pomaga. Powiedzmy to otwarcie: w tej chwili nie ma żadnego samochodu autonomicznego w sprzedaży oraz zakątka świata, w którym taka jazda byłaby dozwolona. Mimo wszystko trudno znaleźć bardziej skomplikowane roboty niż nasze auta.

To nie są maszyny w fabryce, które wykonują w kółko proste, powtarzalne czynności w niezmieniających się warunkach. Współczesne auta są wyposażone w armię czujników - ultradźwiękowych, wizyjnych, radarowych oraz lidarowych - które tworzą coraz precyzyjny obraz otoczenia i reagują na zmiany w czasie rzeczywistym. Podejmują pierwsze decyzje samodzielnie. Skręcają, przyspieszają i hamują za nas. Coraz częściej robią to awaryjnie, niejednokrotnie ratując życie. A to dopiero początek.

Powyższy opis z grubsza pasuje do wizji tego, jak ma funkcjonować autonomiczny pojazd zdaniem samochodowych koncernów. Z tego, co zdradzają motoryzacyjni giganci najbardziej zaawansowani w ich rozwoju, a więc głównie koncerny amerykańskie (General Motors, Ford) oraz europejskie (przede wszystkim Daimler, BMW i Volvo), schemat wygląda podobnie: poprawiać precyzję czujników, zbierać jak najwięcej danych i mierzyć w otoczeniu wszystko co się da, a potem szybko liczyć trajektorię ruchu i bezkolizyjnie zmierzać do celu. Coraz lepsze przyrządy pomiarowe pozwalają na tworzenie precyzyjnej mapy rzeczywistości.

Elektryczny samochód użytkowy GM Brightdrop EV600Elektryczny plan Bidena. Prezydent chce uratować amerykańską motoryzację i światowy klimat. Wyda na to dwa biliony dolarów [MOTO 2030]

Większość koncernów samochodowych jest zgodna co do tego, że rosnąca dokładność jest niezbędna do osiągnięcia postępu i sukcesu. Dlatego wiele z nich współpracuje albo wręcz kupuje firmy, które rozwijają lidary, laserowe odpowiedniki radaru. Radar to urządzenie, które za pomocą odbitych fal elektromagnetycznych wykrywa obiekty w przestrzeni, określa ich kierunek, odległość i rozmiary, a w przypadku radarów dopplerowskich również i prędkość.

Autonomiczny samochód Waymo (Google)Autonomiczny samochód Waymo (Google) fot. Waymo

Klasyczne samochody autonomiczne są niewolnikami infrastruktury

Lidar jest potrzebny, żeby opisać komputerom ich kształty. Dzięki nim trójwymiarowe otoczenie samochodu staje się bardzo wyraźne. Pojazd zna też ich prędkość i wie, w jakim kierunku zmierzają. Obliczenia potężnych procesorów są bardzo szybkim, ale stosunkowo prostym przetwarzaniem tych danych. Taka strategia ma dwie podstawowe wady: wysoką cenę systemów autonomicznych (nowoczesne wyposażenie sporo kosztuje) oraz zależność aktualnie panujących warunków do jazdy.

Dlatego samochody o rosnącej autonomii ciągle mają wiele słabych stron. Wystarczy, że na drodze zabraknie pasów ruchu, na podstawie których kamery określają granice drogi albo że zacznie padać deszcz. Wtedy lidar głupieje, a bez niezbędnych danych samochód nie jest w stanie kontynuować jazdy. Wtedy kontrolę musi przejmować kierowca.

Pierwsza opona z indeksem HL (High Load) do samochodów elektrycznychDariusz Wójcik: "W 2030 roku w Polsce może być 1,6 mln samochodów elektrycznych" [MOTO 2030]

Wprawdzie te urządzenia są coraz lepsze, ale do ideału ciągle dużo brakuje. W czasie konferencji niedawno zorganizowanej przez koncern Volkswagena, przedstawiciel startupu z Pittsburga Argo, który opracowuje lidary do motoryzacji na potrzeby Volkswagena i Forda, zapewniał, że są coraz lepsze i już przestają traktować cienie na ulicy jak rzeczywiste obiekty. Ale taki sprzęt jest wciąż w fazie eksperymentalnej i kosztuje bardzo dużo.

A co, jeśli udałoby się zaprojektować samochód autonomiczny w zupełnie inny sposób, tak żeby działał jak człowiek? Ktoś oczywiście wpadł na taki pomysł, a tym kimś jest rzecz jasna Elon Musk. Multimiliarder z RPA lubi łamać konwenanse, być kontrowersyjny i zazwyczaj wychodzi mu to na zdrowie. Całkiem niedawno ogłosił, że ekskluzywne grono dwóch tysięcy beta-testerów Tesli wkrótce otrzyma nową eksperymentalną wersję oprogramowania Autopilot FSD (Full Self-Driving).

Jego nazwa jest myląca, bo wbrew niej układ jeszcze nie czyni z Tesli samochodu autonomicznego. Nawet gdyby mógł to zrobić, konsekwencje błędów popełnionych przez elektryczne samochody poniosą kierowcy, a nie producent. Kilku z nich się o tym ostatnio boleśnie przekonało, a niektórzy nie dożyli momentu, w którym można się tego dowiedzieć. Niedawno w Teksasie zginęły dwie osoby przekonane, że Tesla zawiezie ich na miejsce.

Tesla Model STesla Model S fot. Tesla

Elon Musk nieźle to sobie wymyślił. Eksperymentuje na całej Ziemi

Pełne możliwości Autopilota FSD nadal są w fazie testów, ale Elon Musk nie ogranicza ich do zamkniętych torów. Oprócz wykwalifikowanych techników, zaprzągł do testowania wybranych właścicieli Tesli, którzy na własną odpowiedzialność i ochotniczo sprawdzają nowe rozwiązania. Dzięki temu czują się wyjątkowo, a jeśli wierzyć szefowi Tesli, kolejne zadanie zlasuje im mózgi.

Jeszcze w maju 2020 r. w komputerach Autopilota ma zostać zainstalowane oprogramowanie FSD Beta 9.0, które przestanie korzystać z informacji dostarczanych przez radar Tesli (samochody amerykańskiej marki nie mają lidarów). Autopilot ma działać opierając się wyłącznie na obrazie z kamer. Szaleństwo? Zdaniem Muska jest w nim metoda.

Szef Tesli chce, żeby auta zaczęły działać jak człowiek. Mniej mierzyć, a częściej estymować, rzadziej liczyć, ale dogłębnie analizować. Kluczem do tego ma być oprogramowanie napisane na zasadzie zaawansowanych sieci neuronowych i zaopatrzone w funkcję głębokiego uczenia się maszynowego.

Takie maszyny myślą w sposób zbliżony do ludzkiego. Badają otoczenie i na podstawie mało dokładnych informacji oceniają rozkład ryzyka, czyli prawdopodobieństwo wydarzenia się różnych sytuacji. Zdolność człowieka do takiej analizy rośnie wraz ze zbieranym doświadczeniem. Dlatego starsi kierowcy według statystyk są znacznie bezpieczniejsi.

Nanostruktury w akumulatorach litowo-jonowychMotoryzacyjni giganci uczą się chemii. Pompują miliardy w stały elektrolit. Każdy chce być pierwszy [MOTO 2030]

Wprawdzie mają coraz gorszy refleks, a mechaniczne umiejętności przestają się poprawiać po wielu latach i milionach przejechanych kilometrów, ale przeżyli niezliczoną ilość sytuacji, które przyprawiły ich o ciarki na plecach. Wyciągają z nich wnioski i dzięki temu jeżdżą bezpieczniej.

Autopilot FSD również ma skorzystać z ludzkiego doświadczenia. Dokładnie chodzi o miliardy sytuacji drogowych zarejestrowanych przez około milion samochodów Tesli jeżdżących w tej chwili po drogach. Wszystkie przekazują takie dane do centrali, a na ich podstawie potężna sieć neuronowa się uczy i jest coraz mądrzejsza. Z każdy rokiem i sprzedanym samochodem danych będzie coraz więcej.

To jedyny taki eksperyment informatyczny prowadzony na żywym organizmie. Polem testowym Elona Muska jest cały świat. Co z tego wyniknie? Nie wiadomo, ale trzeba docenić fantazję krezusa. Bez niego czytalibyśmy o podobnym sytuacjach tylko w książkach science-fiction, vide słynna "Gra Endera" Orsona Scotta Carda.

Autonomiczny pojazd MOIA/VolkswagenAutonomiczny pojazd MOIA/Volkswagen fot. MOIA

Autonomia ma przyszłość w aglomeracjach i na autostradach.

Diametralnie różne podejścia różnych producentów wynikają po części z odmiennego korzystania z samochodów w Europie i Ameryce. Na Starym Kontynencie gęstość zaludnienia jest wyższa, większość ludzi żyje w aglomeracjach, które są zlokalizowane blisko siebie. W Ameryce odległości, które trzeba pokonać samochodem wciąż liczy się w godzinach i dalekie podróże są codziennością.

Dlatego takie firmy jak Ford i Volkswagen i GM myślą o wykorzystaniu pojazdów autonomicznych do sprzedaży nowych usług: transportu ludzi w mieście (tzw. ride-hailing i ride-sharing) oraz dostaw towarów na ograniczonym dystansie (czyli last mile delivery). W Volkswagenie takimi rozwiązaniami zajmuje się spółka koncernu MOIA. Na razie za kierownicami vanów jeżdżących po ulicach Hanoweru i Hamburga siedzą ludzie, ale podobno to tylko etap przejściowy. W 2025 roku tę funkcję przejmą elektryczne autonomicznie busiki ID.BUZZ.

Oferowane przez MOIA usługi ride-sharing (stosuje się też określenie ride-pooling) to coś pomiędzy Uberem, a transportem publicznym. Ford wspólnie z Argo AI dla odmiany testuje w USA przewóz ludzi typu ride-hailing (wzywanie indywidualnego transportu) w Pittsburghu, Palo Alto, Miami, Waszyngtonie i Detroit. Za kierownicami modeli Ford Fusion (amerykański bliźniak Mondeo) siedzą na wszelki zapas kierowcy, ale auta próbują jeździć samodzielnie.

General Motors ma swoją firmę Cruise, w którą niedawno zainwestował 2 miliardy dolarów również Microsoft. Autonomiczna jazda to ciekawy segment w motoryzacji, bo przenikają się w nim różne branże. Oprócz koncernów motoryzacyjnych pojawiają się tam firmy informatyczne (np. Waymo należące do Google), zajmujące się elektroniką użytkową (Apple i Huawei) oraz z branży e-commerce oraz innych usług: Amazon - Zoox, Uber - Advanced Technologies Group.

Anthony LevandowskiGeniusz i złodziej. Anthony Levandowski - człowiek, przez którego przestaniemy prowadzić samochody?

Wprawdzie Uber właśnie sprzedał swoją część ATG startupowi Aurora Innovation, ale to po części efekt procesu przegranego z Waymo i afery, którą wywołał Anthony Levandowski wykradając cenne dane z Google, a częściowo z powodu tragicznego wypadku, który wydarzył się w 2018 r. Pod kołami autonomicznej taksówki zginęła 49-letnia Elaine Herzberg, mimo że kierowca w aucie miał dodatkowo czuwać nad jej bezpieczeństwem. To pierwsza potwierdzona ofiara autonomicznej motoryzacji i kolejna... błędu ludzkiego. Aurora wciąż ma obsługiwać auta Uber, kiedy to stanie się możliwe. Wszyscy próbują zarobić na naszym lenistwie i ułomnościach.

Koncerny samochodowe, informatyczne i inne chcą, żeby ludzie ograniczyli korzystanie z własnych aut na rzecz autonomicznych rozwiązań również z przyczyn związanych z bezpieczeństwem oraz ekologią. Natomiast Elon Musk szuka rozwiązania, które pozwoli ludziom odpocząć w swoich samochodach w czasie podróży.

Amazon ZooxAmazon Zoox fot. Amazon

Spektrum samodzielnych aut jest szerokie. Zmieszczą się w nim różne rozwiązania

Obie drogi mają sens. Wadą samochodów autonomicznych opracowanych według klasycznej recepty jest duża zależność od infrastruktury i warunków jazdy. Konieczność dostosowania sieci dróg na całym świecie do wymogów robotów zajmie dziesiątki lat i będzie kosztować biliony. To bardzo odsunie w czasie popularność jeżdżących robotów albo ograniczy ją do wybranych fragmentów miast.

Audi e-tron GTDźwięki ciszy. Po co sztuczne brzmienie silnika w elektrycznym samochodzie? [MOTO 2030]

Rozwiązanie Elona Muska jest niesztampowe. Gdyby samochody zaczęły myśleć jak ludzie, potrafiłyby jeździć w takich samych warunkach. Tylko lepiej, bo komputery rzadko się mylą. A nawet z natury omylny człowiek radzi sobie nieźle na podstawie szczątkowych informacji, jakie dostarcza mu wzrok i inne zmysły. Z dużej odległości nawet nie potrafimy widzieć w trzech wymiarach, a jednak mózg na podstawie niewielu danych czyni cuda.

Podobno Autopilot FSD w aktualnej wersji widzi w 2,5 wymiarach, a po aktualizacji będzie obserwował rzeczywistość w czterech. To znaczy że do trójwymiarowej przestrzeni dołączy informację o wektorach obiektów, czyli kierunkach ruchu, które będzie znał nawet bez analizy zmian położenia. Największym problemem wizji Elona Muska jest to, że nie wiadomo, czy uda mu się ją wprowadzić w życie.

To wielka zagadka, dlatego proponuję czytelnikom eksperyment. Wróćcie do tego tekstu w 2030 roku i sprawdźcie ile z tych proroctw się sprawdziło oraz przypomnijcie sobie, co o teraz o nich myślicie. Tylko zróbcie to szczerze. Aha, i pamiętajcie, że jeśli sieci neuronowe Muska rzeczywiście zaczną działać jak ludzie, będzie można je wykorzystać nie tylko w samochodach.

Era androidów może być bliska. Znając gatunek ludzki, nie wiadomo co z tego wyniknie, niezależnie od szlachetnych intencji ich twórców. A wtedy Elon Musk będzie przyglądał się nam z zadumą ze swej kolonii na Czerwonej Planecie. Z bezpiecznej odległości co najmniej 55 milionów kilometrów.

Autonomiczny Volkswagen ID.BUZZAutonomiczny Volkswagen ID.BUZZ fot. VW

Więcej o: