Едут сами

Автоконцерны разрабатывают беспилотные машины уже многие годы, но они так и не заполонили улицы городов. Тем не менее в разных странах, в том числе в России, уже идут эксперименты с роботизированным такси и автономными грузоперевозками. Кроме того, беспилотники активно используют в сельском хозяйстве, чтобы вспахивать поля и собирать урожай. «Ведомости. Инновации и технологии» разобрались, какое будущее ждет автономный транспорт.

Глаза и мозг для «беспилотника»

В середине прошлого века в компании General Motors считали, что беспилотные автомобили заполонят магистрали уже к 1960 г. Концерн представил эту концепцию на Всемирной выставке в 1939 г. На практике беспилотники не заполонили города ни через 20 лет, ни через 60. И даже сейчас ряд экспертов считают, что до действительно массового внедрения автономных авто еще 10-15 лет.

Главное затруднение, с которым столкнулись разработчики беспилотников, ‒ сложность «копирования» поведения водителя. С органами чувств нет ничего особенно сложного: например, современные камеры могут «видеть» намного дальше и четче, чем человеческий глаз. Но преимущество человека в том, что его мозг обрабатывает данные с органов чувств, создавая полную картину трехмерного, постоянно меняющегося окружающего мира. Программное обеспечение беспилотников не настолько совершенно, и этот недостаток компенсируют большим количеством различных датчиков. Помимо десятков камер, это лидар ‒ устройство, которое посылает в разные стороны лазерные импульсы, получает их отражение и формирует объемную картину окружения. Также беспилотный автомобиль снабжен несколькими радарами, использующими для создания картины окружающего ландшафта радиоволны, и в некоторых случаях дополнительным лидаром, который направлен только вперед, чтобы получить более четкую картину пространства перед капотом.

Вся эта информация от камер, сенсоров и лидаров поступает в компьютер, снабженный системой распознавания различных объектов. Также беспилотные автомобили могут в автоматическом режиме обмениваться данными о пробках и авариях с другими авто того же производителя. «Слабым местом» всей этой системы пока остаются лидары. Их цена составляет примерно половину от стоимости всего автомобиля, но устройства работают хорошо только в близких к идеальным условиях: с хорошей видимостью и низкой влажностью воздуха. Андрей Карпати, главный разработчик автопилота Tesla в последние несколько лет, выступая в 2021 г. на ежегодной конференции по компьютерному зрению и распознаванию образов, назвал лидары тупиковым направлением. По мнению специалиста, компаниям стоит сфокусироваться на совершенствовании нейросетей, анализирующих данные с камер и радаров.

Неизбежное будущее

Число экспериментов с беспилотным транспортом на дорогах общего пользования невелико, и несовершенные системы могут допускать ошибки. Например, в 2018 г. беспилотный автомобиль Uber участвовал в аварии, приведшей к смерти пешехода в Сан-Франциско. В 2022 г. Национальное управление безопасности движения на трассах США насчитало около 400 аварий с участием беспилотников. Правда, чиновники включили в статистику инциденты с участием машин Tesla, которые, хотя и снабжены автопилотом, не являются автономными. На продукцию компании Илона Маска пришлось 273 эпизода, что все равно оставляет больше сотни аварий на совести «настоящих» беспилотников.

Тем не менее эксперименты продолжаются. На август 2023 г. беспилотные автомобили ездили по улицам 18 городов в США: где-то с водителем-испытателем в машине, где-то в полностью автономном режиме. Последний вариант реализован, например, в городе Финиксе. Здесь работает полностью автономное такси компании Waymo (стартап принадлежит Google). В Сан-Франциско разрешение на эксплуатацию беспилотного такси есть у двух организаций: у стартапа Zoox и у компании Aurora (купила этот проект у Uber).

Беспилотники разъезжают «на свободе» не только в США. Например, Toyota тестирует свои автономные автомобили в японском городке The Woven City (дословно «сотканный город»). Это новый населенный пункт с 2000 жителей, построенный с нуля специально для такого рода экспериментов.

Беспилотное путешествие из Петербурга в Москву

Автономный транспорт есть и на российских трассах. Так, в июне 2022 г. «Сберавтотех» провел открытое тестирование собственных беспилотников во время Петербургского международного экономического форума. Автомобили курсировали на территории Крестовского острова. В июне 2023 г. состоялся запуск беспилотных грузовиков КамАЗ по маршруту Санкт-Петербург – Москва – Санкт-Петербург. Также в июне «Яндекс» в тестовом режиме представил сервис заказа роботакси. В этих машинах всегда находился водитель-испытатель. А в августе 2023 г. «Яндекс» выпустил на дороги столицы беспилотные автомобили уже без шоферов внутри. Испытания проводили возле станции метро «Ясенево»: на улицах Ясногорской и Айвазовского, Соловьином проезде, улице Рокотова и Литовском бульваре.

В нашей стране есть собственные наработки в области беспилотных технологий. Например, специалисты Cognitive Pilot обучают специализированные нейронные сети, использующие технологию объединения низкоуровневых данных (low level data fusion). Такие сети аккумулируют «сырые» данные с видеокамер, радаров и других датчиков и только после этого отправляют их на обработку нейронной сетью глубокого обучения, рассказала основатель Cognitive Technologies Ольга Ускова. По ее словам, ранее информация с каждого «органа чувств» автомобиля обрабатывалась отдельно, что приводило к ошибкам.

Другой важный технический тренд ‒ возможный отказ от использования лидаров, которые остаются дорогими (около $30 000) и малоэффективными в условиях высокой влажности. С 2018 г. развивалась технология радаров на базе методики SAR (Synthetic-Aperture Radar, или радиолокационное синтезирование апертуры, использует движение антенны радара для обеспечения более высокого пространственного разрешения, чем обычные стационарные радары со сканирующим лучом). Она позволяет с помощью радара и бортового компьютера автомобиля строить трехмерную карту окружающей обстановки, рассуждает Ускова.

Развитие технологий ‒ один из факторов, способствующих взрывному росту рынка решений для автономного транспорта как в России, так и в мире, считает эксперт. Кроме того, спрос на беспилотники растет на фоне дефицита рабочей силы. Плюс уже произошел определенный перелом в общественном сознании: люди стали намного лучше относиться к идее использования беспилотных транспортных средств, утверждает Ускова.

Впрочем, по ее мнению, широкого распространения автономных пассажирских автомобилей едва ли стоит ждать раньше 2035 г. По словам Усковой, главная проблема в сырости юридической базы для таких проектов. Например, одна из основных проблем ‒ невозможность установить виновного в случае аварии, так как в гражданском и уголовном кодексе и правилах дорожного движения нет понятия «искусственный интеллект».

Помощник по хозяйству

Помимо перевозок, в России автономные машины востребованы и в сельском хозяйстве. Например, группа «Русагро» развивает свой проект беспилотных комбайнов. Программное обеспечение изучает форму, размер и рельеф поля и предлагает оптимальный маршрут, по которому должна двигаться сельхозтехника.

 «Русагро» пока не использует нейросети. Для оптимизации маршрутов комбайнов и другой техники хватает простых алгоритмов. Но в дальнейшем, по мере развития решения, предполагается «привлечь к работе» ИИ.  «Планируется установка системы контроля препятствий на базе нейронных сетей и лидаров. В срок к 2026 г. один механизатор при помощи мобильного приложения сможет управлять отрядом из пяти единиц техники, располагаясь у границы поля. Находиться в кабине ему уже не потребуется. Это позволит еще увеличить эффективность работы сотрудника», ‒ рассказал руководитель проектов «Русагро Тех» Александр Горпинюк.

Компания планирует оснастить системами беспилотной навигации более тысячи единиц самоходной техники. Автопилот для одной машины стоит порядка 500 000 руб. без учета дополнительных расходов на поправки точного позиционирования, сим-карты и разработку системы формирования оптимального трека.

Кроме того, в «Русагро» уже установили на десяти единицах оборудования систему подруливания. В 2024 г. компания планирует оснастить ею до половины самоходной сельхозтехники.