Fot. Denso, Goodyear, Nexteer, Nissan, Schaeffler, Valeo

Postęp sprawia, że pojazdy stają się coraz "mądrzejsze", czyli w lot odczytują intencje kierowcy, a nawet same podejmują trafne decyzje w różnych sytuacjach drogowych. Czy jednak potrafią poradzić sobie w warunkach nieprzewidzianych? Indywidualne, a także zespołowe doświadczenia wiodących światowych firm informatycznych i motoryzacyjnych przekonują, iż jest to już całkiem prawdopodobne.

Nissan na światowych targach elektroniki

Opracowany przez tę znaną firmę samochodową system "płynnej autonomicznej mobilności" (ang. Seamless Autonomous Mobility – SAM) przedstawiony został w praktyce na tegorocznych targach CES.

Pokazy odbyły się z wykorzystaniem bezpośredniego połączenia z centrum badawczym NASA Ames. Udowodniły one, iż system SAM umożliwi bezpieczne i płynne poruszanie się milionów samochodów autonomicznych. Może też pomagać innym pojazdom w poruszaniu się po ulicach miast w takich nieprzewidzianych sytuacjach, jak wypadki, roboty drogowe i inne niespodziewane przeszkody.

Działanie systemu

Wyobraźmy sobie, że pojazd autonomiczny musi zastosować się do sygnałów policjanta kierującego ruchem w pobliżu miejsca, gdzie właśnie doszło do wypadku drogowego – niejednokrotnie wbrew oznakowaniu poziomemu czy sygnalizacji świetlnej. Pojazd autonomiczny nie może i nie powinien wówczas samodzielnie oceniać, jak ma się dalej poruszać.

Na podstawie danych z czujników (lidara, kamer, radarów) pojazd wie, gdzie znajdują się przeszkody i jakie są wskazania sygnalizacji świetlnej, a nawet może zinterpretować niektóre gesty kierującego ruchem – ale do oceny i zrozumienia zamiarów innych kierowców i pieszych wciąż potrzebny jest człowiek, który musi zdecydować o dalszym toku działania.

Dzięki SAM pojazd autonomiczny rozumie, kiedy nie powinien podejmować samodzielnej próby rozwiązania problemu. Zatrzymuje się wtedy bezpiecznie i wysyła żądanie pomocy do centrum dowodzenia. Żądanie to jest kierowane do pierwszego dostępnego menedżera mobilności – osoby, która na podstawie obrazu i danych z czujników (przesyłanych siecią bezprzewodową) dokonuje oceny sytuacji, a następnie podejmuje właściwą decyzję i wytycza bezpieczną drogę wokół przeszkody. Menedżer mobilności wytycza wirtualny pas ruchu dla autonomicznego pojazdu. Kiedy policjant da sygnał do przejazdu, kontroler z centrum dowodzenia zezwala na dalszą autonomiczną jazdę wyznaczoną trasą. Po opuszczeniu krytycznego obszaru pojazd znów porusza się w trybie w pełni autonomicznym, a menedżer mobilności może odpowiedzieć na wezwania od innych autonomicznych uczestników ruchu, którzy również komunikują się z systemem SAM. System uczy się i udostępnia nowe informacje pochodzące od menedżera mobilności. Ustalone rozwiązanie jest przesyłane do innych pojazdów.

W miarę zdobywania doświadczenia przez system i doskonalenia technologii autonomicznej pojazdy będą wymagały coraz mniej pomocy, a każdy menedżer mobilności będzie mógł jednocześnie zajmować się problemami zgłaszanymi przez większą liczbę pojazdów.

O liczbie niezbędnych menedżerów decyduje kilka czynników, takich jak: natężenie ruchu i zakres zadań realizowanych przez pojazd.

Na sprawdzonej podstawie

Punktem wyjścia dla opracowania platformy SAM Nissana była technologia Verve (środowisko wizualne do zdalnej wirtualnej eksploracji), którą NASA wykorzystywała do wizualizacji i nadzorowania ruchu bezzałogowych łazików. W robotach tych zastosowano technologię autonomiczną, aby mogły one omijać przeszkody i obliczać bezpieczną trasę przemieszczania się w nieprzewidywalnym i niepewnym otoczeniu. W sytuacji, kiedy podjęcie autonomicznej decyzji jest zbyt trudne, operatorzy NASA wytyczają właściwą trasę i wysyłają ją do łazika jako obowiązującą.

Koncepcja SAM obejmuje nie tylko samochody marki Nissan, lecz wszystkie pojazdy uczestniczące w ruchu drogowym. Naszym celem jest zmiana infrastruktury transportowej – mówi Maarten Sierhuis, były pracownik naukowy NASA, a obecnie dyrektor Centrum Badawczego Nissana w Dolinie Krzemowej, gdyż chcemy zmniejszyć liczbę wypadków śmiertelnych i rozładować zagęszczenie ruchu. Zbudowanie takiego systemu transportowego możliwe i potrzebne jest już teraz.

SAM umożliwia społeczeństwu czerpanie rzeczywistych korzyści związanych z upowszechnieniem się pojazdów autonomicznych. Każdego dnia samochody autonomiczne będą napotykały tysiące sytuacji, których nie powinny samodzielnie rozstrzygać. Bez systemu SAM te pojazdy zatrzymywałyby się bezradnie, powodując korki uliczne, wywołując irytację innych uczestników ruchu i nie będąc w stanie dotrzeć do celu. SAM pozwala na płynną integrację samochodów autonomicznych z istniejącą infrastrukturą transportową i społeczeństwem. Z potencjału SAM będą korzystały także przedsiębiorstwa – w tym firmy kurierskie i przewozowe oraz korporacje taksówkowe – które zechcą wyposażyć się w użytkowe pojazdy autonomiczne.

Sztuczna inteligencja Denso i Toshiby

Obie te firmy podjęły wzajemną współpracę, której celem jest rozwijanie sztucznej inteligencji stosowanej w pojazdach. Jej efektem jest m.in. technologia AI, nazywana głębokimi sieciami neuronowymi (DNN – Deep Neural Networks). Znajdzie ona zastosowanie w systemach rozpoznawania obrazu dla potrzeb jazdy autonomicznej.

Rozwój jazdy autonomicznej oznacza, że komputery samochodowe muszą być w stanie bezpiecznie zinterpretować różne sytuacje drogowe, przeszkody i oznakowanie za pomocą rozpoznawania obrazu. Sieci DNN rozwijane przez Denso i Toshibę, wzorowane na działaniu ludzkiego mózgu, powinny poprawić sposób działania tej funkcji.

Technologia DNN

W ostatnich latach głębokie sieci neuronowe są wciąż ulepszane i będą stosowane w komputerach pojazdów w celu zapewnienia dodatkowego wsparcia dla jazdy autonomicznej. Tradycyjne rozpoznawanie obrazów wykorzystuje zaprogramowane wzory i mechaniczne ich uczenie się, a dzięki DNN komputer może uczyć się właściwości obiektów samodzielnie, a przez to z większą dokładnością i wiarygodnością.

Więcej informacji o podobnych projektach Denso można znaleźć na stronie www.denso.com.

Nexteer Automotive w pojazdach autonomicznych

Podczas tegorocznych targów motoryzacyjnych w Detroit, produkujący elektryczne układy kierownicze koncern Nexteer Automotive zaprezentował technologie przydatne w tworzeniu autonomicznych modeli pojazdów.

Technologia Steering on Demand

Pozwala ona na płynne przejście od tradycyjnego, manualnego prowadzenia do trybu autonomicznego w samochodach spełniających wymogi organizacji SAE, określającej poziom automatyzacji prowadzenia pojazdu SAE poziomu trzeciego, czwartego oraz piątego. Jedną z najistotniejszych cech systemu jest wybór opcji poszczególnych trybów jazdy: sport, comfort oraz manual override.

Quiet Wheel Steering

Ten system z kolei uaktywnia ruchy koła kierownicy w sytuacji, gdy samochód przechodzi z trybu automatycznego do manualnego, co stanowi jedno z kluczowych wyzwań przy projektowaniu autonomicznych pojazdów.

W przypadku systemu Nexteer koło kierownicy w trybie autonomicznego prowadzenia pozostaje nieruchome, dzięki czemu potencjalne zagrożenia związane z gwałtownie obracającą się kierownicą przy zmianie kierunku jazdy są wyeliminowane, co zapewnia pełne bezpieczeństwo kierowcy i pasażerów. System Quiet Wheel Steering daje także możliwość schowania kolumny kierownicy w desce rozdzielczej podczas trybu automatycznego, powiększając zarazem przestrzeń dla kierowcy w kabinie.

Nowe podejście projektowe

Tradycyjne metody projektowania były dotychczas stosunkowo proste, gdyż przebiegały linearnie i sekwencyjnie. Proces rozwoju od pomysłu do produktu trwał zwykle kilka lat, podczas gdy zastosowana w Nexteer nowa, paralelna metoda szybkiego projektowania z jednoczesną fazą testów przebiega znacznie szybciej. Na skutek tego firma otrzymała własną koncepcję pracy, pozwalającą na szybkie projektowanie, z jednoczesnym tworzeniem prototypów produktów.

To pozwala nam w dużo szybszym tempie zmieniać ideę w rzeczywisty produkt – mówi Frank Lubischer, główny inżynier i wiceprezes Nexteer Automotive.

Steer-by-wire

Obydwa wspomniane systemy – Nexteer Steering on Demand System oraz Nexteer Quiet Whee Steering – wykorzystują tzw. technologię steer-by-wire, gdyż pozwala ona na stosowanie mniejszej ilości mechanicznych połączeń pomiędzy poszczególnymi częściami samochodu (w tym przypadku układu kierowniczego). Inżynierowie Nexteer mogą sprofilować charakterystykę systemu zgodnie z bardzo konkretnymi wymaganiami producenta, pod kątem danego modelu, a nawet rynku, na którym jest sprzedawany.

Schaeffler toruje drogę cyfryzacji

W nadchodzących latach firma Schaeffler planuje prace nad rozwiązaniami cyfrowymi dla "mobilności jutra". W tym celu zamierza zatrudnić nawet 600 specjalistów z całego świata.

Cała strategia opiera się na rozwoju produktów inteligentnych. Na targach CES 2017 firma Schaeffler pokazała, w jaki sposób wizje zautomatyzowanego prowadzenia pojazdów, elektryfikacji i tworzenia sieci mogą być przekształcone w rzeczywistość.

Internet rzeczy

Samochody osobowe stanowią część Internetu rzeczy (IoT), w którym urządzenia wymieniają się ze sobą danymi w celu dostarczenia ludziom lepszych rozwiązań. Taki rozwój stanowi ogromną szansę dla firmy Schaeffler – tłumaczy Gerhard Baum, dyrektor ds. cyfryzacji. – Nasze komponenty i systemy niezbędne są dokładnie tam, gdzie występuje działanie naprężeń, sił i momentów: w układzie napędowym i podwoziu.

Jeśli te komponenty (na przykład łożyska wykorzystywane do budowy podwozia) wyposażymy w czujniki mierzące momenty, siły, wibracje i temperaturę, możliwe stanie się uzyskanie kluczowych informacji o stanie i wykorzystaniu zarówno modułu, jak i całego systemu.

Firma stworzyła już podstawy techniczne, niezbędne dla integracji czujników i elementów wykonawczych z komponentami pojazdów, opracowując łożysko Sensotect, które pobiera dane pomiarowe za pomocą powłok nanostrukturalnych.

Partnerstwo z firmą IBM

Stosowanie czujników w skomplikowanych urządzeniach oraz samochodach generuje potężne ilości danych, które należy zinterpretować. Obecnie firma tworzy warunki niezbędne do tego procesu. Zawarcie partnerstwa strategicznego z firmą IBM w październiku 2016 roku było jednym z kamieni milowych tego przedsięwzięcia. Firma Schaeffler dysponuje już nie tylko chmurą obliczeniową lub technologią Watson, ale też posiada partnera z sektora IT, z którym może wdrożyć zarówno nowe, jak i sprawdzone już metodologie.

Zwiększanie inteligencji produktów

Nowe technologie umożliwią firmie Schaeffler rozszerzenie funkcjonalności komponentów i systemów poprzez generowanie i przygotowywanie danych. Analiza w czasie rzeczywistym oraz systemy poznawcze pozwolą na przetworzenie wygenerowanych danych na cenne informacje i zalecane działania.

Zaprezentowany na targach CES aktywny stabilizator mechatroniczny. Schaeffler pozwala na zachowanie poziomu struktury pojazdu przy jeździe na zakrętach, niezależnie od stanu nawierzchni. Po raz pierwszy zastosowano w nim wysoce wydajny elektryczny element wykonawczy do kompensacji ruchu tocznego pojazdu. Następna generacja tego elementu będzie mogła służyć za czujnik rejestrujący trójwymiarowe dane dotyczące stanu nawierzchni. W połączeniu z dokładnym systemem GPS i inteligentnymi systemami oceny, umożliwi to generowanie w czasie rzeczywistym informacji, które mogą pomóc pojazdom jadącym za nami lub operatorowi infrastruktury.

Valeo przybliża wizję jutra

Goście targów CES 2017 w Las Vegas mogli na własne oczy przekonać się, jak będzie wyglądać zelektryfikowana i autonomiczna motoryzacja jutra – na przykładzie kilku wybranych rozwiązań Valeo.

Valeo eCruise4U

Samochód z bezemisyjnym napędem zdolny do jazdy autonomicznej to przyszłość, na którą czeka liczna grupa użytkowników dróg. W swoim rozwiązaniu Valeo pokazuje kompetencje multispecjalisty, łącząc zaawansowaną i sprawdzoną już w prawdziwym ruchu drogowym technologię autonomiki jazdy modelu Cruise4U wyposażonego w napęd elektryczny o napięciu 48V.

Valeo XtraVue

Coraz więcej samochodów wyposażonych jest w kamery monitorujące ich otoczenie. Sieciocentryczne rozwiązanie umożliwi już wkrótce wymianę informacji z kamer między samochodami. To właśnie Valeo XtraVue. Kierowca stojący w korku na autostradzie widzi zza kierownicy tylko sznur nieruchomych samochodów. Nie wiadomo, czy potrwa to 5 minut czy 5 godzin. Ale z Valeo XtraVue będzie można zobaczyć obraz z kamery samochodu na samym początku korka i poznać jego przyczynę. System pomoże też wyprzedzać duże pojazdy, takie jak ciężarówki i autobusy, ponieważ kierowca będzie lepiej widział drogę przed nimi – dzięki zamontowanym kamerom.

Valeo 360 AEB Nearshield

"Mieć oczy dookoła głowy"? Niestety, to, co potrafi zwykła mucha, nie jest dostępne dla człowieka. Co innego dla samochodu. Rozwiązanie Valeo łączy system czujników optoelektronicznych z układem hamulcowym poprzez specjalny sterownik. Dzięki temu pojazd zostanie automatycznie zatrzymany, zanim dojdzie do kolizji z innym pojazdem, pieszym lub przeszkodą, niezależnie od kierunku, z którego nadchodzi zagrożenie dla bezpieczeństwa jazdy.

Valeo C-Stream

Lusterko, nawet w swojej najbardziej zaawansowanej formie z funkcją fotochromatycznego przyciemniania, nadal nie różni się bardzo od tych, które stosowano w samochodach prawie 100 lat temu. Najwyższy czas, żeby zastąpiła je nowoczesna technologia.

Valeo C-stream to moduł montowany w miejscu lusterka wstecznego, który nie tylko potrafi wyświetlić panoramiczny obraz przedstawiający drogę za samochodem, ale także np. mapę systemu nawigacji.

Valeo Cockpit

Jeśli powyższe rozwiązania trafią do samochodów sprzedawanych "jutro", to całościowa wizja kokpitu Valeo została opracowana z myślą o "pojutrze". Dostępne dziś technologie dają zupełnie nowe możliwości kształtowania wnętrza kabiny samochodu, biorąc pod uwagę nastrój podróżujących. Wpływ na to ma zarówno oświetlenie, jak i precyzyjna kontrola temperatury. W zależności od sposobu, w jaki wykorzystywany jest samochód, jego wnętrze dostosuje się do atmosfery danego momentu.

Polski optymizm

Wyniki ogólnoeuropejskich badań kierowców ThinkGoodMobility pokazują, że Polacy są bardziej od innych Europejczyków otwarci na innowacje w motoryzacji i wprowadzenie na drogi samochodów autonomicznych.

Obecnie powstają technologie, dzięki którym będziemy mogli wsiąść do samochodu, wprowadzić cel podróży i podróżować potem jako pasażer, podczas gdy auto zawiezie nas samodzielnie, gdziekolwiek zechcemy.

Goodyear, jako jeden z największych światowych producentów ogumienia, chce już teraz wiedzieć, co kierowcy myślą o pojazdach autonomicznych. Dlatego we współpracy z London School of Economics and Political Science przeprowadził badanie, aby poznać poglądy europejskich kierowców. Internetowa ankieta objęła ponad 12 000 respondentów w 11 europejskich krajach. Dodatkowo w ramach projektu, w 4 państwach (w tym w Polsce), zrealizowane zostały również wywiady w grupach fokusowych.

Polacy w awangardzie

Szczegółowe wyniki zrealizowanych badań pokazują kierowców znad Wisły jako osoby otwarte na innowacyjne rozwiązania technologiczne, które mogą w znaczący sposób wpłynąć na jakość ich życia. Polacy wyprzedają europejską średnią w kwestii pozytywnego podejścia do pojazdów autonomicznych, jednak nie robią tego w sposób bezrefleksyjny. Zwracają bowiem szczególną uwagę na takie aspekty, jak bezpieczeństwo lub możliwość przejęcia sterowania nad samochodem.

Otwarty jak Polak

Na tle innych europejskich krajów Polscy kierowcy okazują się niezwykle otwarci na kwestie związane z rozwojem nowych technologii. Odsetek pozytywnych odpowiedzi w tym zakresie był w naszym kraju najwyższy ze wszystkich przebadanych państw. Aż 68% respondentów potwierdziło, że "nauka i technologia czynią nasze życie zdrowszym, łatwiejszym i wygodniejszym", a 60% stwierdziło, że "im więcej technologii pozwalającej kontrolować otaczającą nas rzeczywistości, tym lepiej".

Polscy respondenci najliczniej zgadzali się również, że "nie mamy wyjścia, musimy dostosować się do nowych, nadchodzących technologii" (79%) oraz znaleźli się na drugim miejscu pod kątem zgodności ze stwierdzeniem, iż "czerpią przyjemność z korzystania z najnowszych produktów i usług technologicznych, kiedy nadarza się ku temu okazja" (82%).

Pojazdy autonomiczne – tak...

Otwartość na nowe technologie przekłada się bezpośrednio na podejście do pojazdów autonomicznych. Polska jest jednym z zaledwie trzech krajów, gdzie więcej jest respondentów (35%), którzy czuliby się komfortowo, jadąc obok pojazdów autonomicznych, niż tych odczuwających dyskomfort (27%). Jednocześnie pozostałe 38% nie opowiedziało się po żadnej ze stron. Dodatkowo aż 46% badanych kierowców znad Wisły deklaruje, że nie ma dla nich znaczenia, czy jeździliby w otoczeniu samochodów prowadzonych przez ludzi, czy wśród pojazdów autonomicznych, a tylko 29% zgodziło się ze stwierdzeniem, że "współobecność pojazdów kierowanych przez ludzi i pojazdów autonomicznych nie sprawdzi się."

Polacy są przekonani, że posiadają wystarczającą wiedzę o pojazdach autonomicznych, aby sformułować opinię na ten temat – tylko 54% respondentów w naszym kraju stwierdziło, że nie ma dostatecznej wiedzy, aby móc w pełni wyrazić swoje odczucia w tym zakresie, w porównaniu ze średnią z badania wynoszącą 60%.

Jednocześnie na tle innych przebadanych państw Polacy wykazują znacznie większe zaufanie do tego typu samochodów niż do innych kierowców. Polscy ankietowani najliczniej zgodzili się ze stwierdzeniami, że "przyczyną większości wypadków jest błąd człowieka, dlatego pojazdy autonomiczne byłyby bezpieczniejsze" (51%) oraz że "maszyny nie odczuwają emocji, dlatego mogą być lepszymi kierowcami niż ludzie" (44%).

Pojazdy autonomiczne, ale...

Równocześnie pomimo pozytywnych odczuć w niektórych aspektach ankietowani znad Wisły podzielają obawy na temat pojazdów autonomicznych wyrażane przez badanych z innych krajów. Na przykład 61% Polaków zgodziło się ze stwierdzeniem, że "maszyny nie mają zdrowego rozsądku niezbędnego do prawidłowych interakcji z ludźmi za kierownicą". Ma to szczególne znaczenie w kontekście niepisanych zasad zachowania wobec innych kierowców, których istnienie potwierdza aż 77% polskich ankietowanych, co stawia Polaków na pierwszym miejscu (ex aequo z Francją) w tym zakresie spośród wszystkich przebadanych krajów.

Najprawdopodobniej z tego powodu podejście polskich kierowców do pojazdów autonomicznych ulega znaczącej zmianie w momencie, w którym muszą przewieźć pasażerów. W takiej sytuacji 46% polskich respondentów stwierdziło, że wyłączałoby autonomiczne sterowanie pojazdem "zwykle lub zawsze", co daje Polsce drugie miejsce w badaniu. Dodatkowo aż 81% ankietowanych osób wskazało kierownicę, jako głównym element, który powinny posiadać pojazdy autonomiczne. Dodatkowo respondenci zwracali uwagę na konieczność zastosowania zaawansowanych systemów ochrony pieszych (75%) oraz funkcji zabezpieczających pojazd przed elektronicznym atakiem (71%).

Polak lubi prowadzić sam

Wyniki badań wskazują na bardzo silne przywiązanie kierowców znad Wisły do możliwości samodzielnego prowadzenia. Aż 82% polskich respondentów zgadza się ze zdaniem, że "z zasady to człowiek powinien w każdej chwili panować nad pojazdem." Dodatkowo Polacy znaleźli się na pierwszym miejscu w badaniu pod kątem czerpania przyjemności z (72% pozytywnych odpowiedzi, w porównaniu ze średnią wynoszącą 62%). Co ciekawe, Polacy znaleźli się na przedostatnim miejscu rankingu w kwestii podejścia do zasad automatycznie regulujących ruch na drodze. Radość z tego powodu wyraża jedynie 62% lokalnych kierowców, przy średniej dla całego badania wynoszącej 71%.

Polscy respondenci postrzegają drogę jako przestrzeń społeczną. Okazują względy innym kierowcom i plasują się na drugim miejscu w rankingu wyrażenia opinii, że "inne samochody mają takie samo prawo znajdować się na drodze" (89% ) i na piątym w zgodności ze stwierdzeniem: "Kiedy inny kierowca ustąpi mi drogi, później czuję się zobowiązany ustąpić drogi komuś następnemu" (69%). Jednocześnie kierowcy znad Wisły w zdecydowanej większości zgadzają się, że "wszyscy muszą pomagać w utrzymaniu płynności ruchu drogowego" (94%) oraz z faktem, że "jako kierowcy, wszyscy musimy współpracować z innymi" (90%). Co ciekawe, aż 61% respondentów z naszego kraju twierdzi, że "nie przeszkadza im jazda w korku, ponieważ wcześniej czy później wszyscy dojedziemy do celu" (stwierdzenie to odnosi się do nich "czasami, zwykle lub zawsze").

Pytani wprost

Polscy respondenci wyrażają zróżnicowane opinie na temat potencjalnych zastosowań i właściwości pojazdów autonomicznych. Ich zdaniem, tego rodzaju samochody bardzo dobrze sprawdzą się podczas jazdy po autostradzie (82%), a gorzej na rondach i skrzyżowaniach (41% akceptacji). Dodatkowo 40% badanych pozytywnie odnosi się do zastosowania pojazdów autonomicznych w transporcie publicznym.

Jako główne właściwości pojazdów autonomicznych Polacy wymienili, że są one: przyjazne dla środowiska (69%), przystosowane do współdzielenia z innymi pasażerami (56%) oraz zdolne do komunikacji z innymi pojazdami (51%).

Tweet

Redakcja Miesięcznika Branżowego Autonaprawa