Pokrok vo vývoji samoriadiacich áut bol v roku 2015 enormný. Google má náskok.

Vývoj autonómnych vozidiel má väčšina z nás už niekoľko rokov spojených so spoločnosťou Google. A oprávnene. Táto spoločnosť svoj vývoj naštartovala v roku 2009, kedy odkúpila výskumný projekt Standfordovej univerzity, ktorý viedol Sebastian Thrun a jeho študenti. Tejto univerzite totiž patril najúspešnejší tím, ktorý sa spoločne s tímom univerzity Carnegie Mellon umiestňoval na prvých dvoch priečkach v  súťažiach samoriadiacich vozidiel na svete, ktoré usporiadala DARPA v rokoch 2004, 2005 a 2007. Postupom času nahradil Thruna v pozícii vedúceho projektu Chris Urmson z tímu univerzity Carnegie Mellon, ktorý vedie tím Googlu dodnes.

Od roku 2009 najazdili autá Googlu v autonómnom režime viac ako 2 milióny kilometrov, pričom tempo sa neustále zrýchľuje. To, ako sa schopnosti áut zlepšujú môžeme vidieť na verejnom reporte, ktorý Google musí poskytovať na základe Kalifornských zákonov o prevádzke samoriadiacich vozidiel. Ten vošiel do platnosti v roku 2014 a platí pre všetkých prevádzkovateľov, ktorí v tomto štáte dostali licenciu na testovanie týchto technológií.

Počas tohto obdobia najazdili autá Googlu v autonómnom režime 683 000 km. Google pri tom upozornil, že 50 000 km, ktoré v priemere pridajú jeho autá každý mesiac, je ekvivalent vzdialenosti, ktorý bežný americký vodič urazí za dva roky. Drvivá väčšina autonómnych jázd sa odohrala v mestskom alebo prímestskom prostredí, predovšetkým v meste Mountain View.

Asi netreba dodávať, že jazda mestom je omnoho komplikovanejšia ako jazda po diaľnici alebo po medzimestskej ceste, pretože auto prichádza do styku s rozličnými križovatkami, odbočovacími pruhmi, chodcami, cyklistami a takisto v neposlednom rade s často nepredvídateľným chovaním iných vodičov. To si pravdaže rýchlo uvedomí aj každý začínajúci vodič v autoškole.

V posledných rokoch sme videli projekty mnohých automobiliek, ktoré ukazujú prvky autonómneho riadenia, ktoré začínajú byť osadzované aj do bežných áut. Ide však najmä o pomocné systémy s uľahčením jazdy na diaľnici alebo v kolónach, ktoré sú z hľadiska komplexnosti hlboko pod úrovňou plnohodnotných autonómnych systémov.

Počet núdzových vyradení samoriadiaceho systému klesá

Núdzové vyradenia sú veľmi dôležitý prvok testovacieho procesu, pretože softvérový inžinieri dostávajú cenné poznatky o slabinách, na ktoré je potrebné sa zamerať. Z tohto dôvodu je limit pre núdzové vyradenie autonómneho systému pomerne malý a každé vyradenie rozhodne neznamená, že auto sa už rútilo do priepasti či smerom na chodca.

Systém automatického riadenia sa vyradí z dvoch príčin. Prvá je, že došlo k hardvérovému alebo softvérovému zlyhaniu, teda poruche. Ide teda o spoľahlivosť systému, pričom nízka spoľahlivosť je v priebehu vývoja celkom normálna. Na jej predĺženie vývoj koniec koncov slúži. Ako náhle systém zlyhá, rozpozná to buď detekčný mechanizmus auta samotného (ozve sa výstražný signál) alebo zriedkavejšie kontrolór na sedadle spolujazdca s napojením na telemetriu. Riadenie vozidla vtedy okamžite prevezme technik za volantom.

Druhá príčina vyradenia je chybné rozhodnutie autonómneho systému. K vyradeniu systému dôjde tak, že technik šliapne na pedál alebo chytí volant z dôvodu, že sa mu reakcia vozidla z nejakého dôvodu nepáči. V tomto prípade nejde o čistokrvnú poruchu ale o slabinu systému, čo má vplyv na bezpečnosť.

Do štatistiky sa nezarátavajú vyradenia, ktoré operátor urobil preventívne. Vzhľadom na to, že ide stále o vývoj a v stávke sú ľudské životy, operátori vozidla občas preberú riadenie ak majú pocit, že auto na situáciu ešte ne nie je pripravené (napríklad signál na zastavenie od policajta) alebo nechcú zbytočne riskovať (v diaľke napríklad zbadajú opitého cyklistu). Tu teda nejde o zlyhanie a núdzové vyradenie systému, ale o to, že operátori sa rozhodnú, že nechcú aby problém autonómny systém v tomto štúdiu vývoja už riešil. Takisto ide občas o solidaritu, napríklad ak je aktuálne dopravná špička a auto by svojou pomalšou jazdou ľudí rozčuľovalo.

Vyradenie autonómneho systému z dôvodu poruchy

Poruchy systému môžu nastať z rôznych dôvodov, pričom Google je veľmi opatrný a systém prenechá riadenie človeku aj pri menších nezrovnalostiach. Reakcia ľudského vodiča nasleduje v priemere za 0,84 sekundy.

Systém sám seba kontroluje niekoľko tisíckrát za sekundu, pričom kontroluje funkčnosť a konektivitu všetkých systémov vrátane kamery, radarov, lidaru, akcelerometru, kompasu a obrovské množstvo ďalších súčastí. Neprestajne kontroluje takisto svoje napojenia na časti, ktorými ovláda auto, teda prístup k motoru a brzdám. Ak dôjde k zlyhaniu akejkoľvek súčasti, ozve sa výstražný svetelný a zvukový signál pre operátora, čím sa oznamuje, že je nutné prevziať riadenie.

Behom 14 mesačnej doby zahrnutej v reporte došlo k takémuto vyradeniu 272 krát. Na grafe je pri tom viditeľne vidieť, ako počet týchto situácií v priebehu roku postupne klesal a to výrazne. Kým v prvom štvrťroku roku 2015 bol nutný zásah v priemere každých tisíc km, v druhom už len každých 2800 km, v treťom každých 4600 km a štvrtom už to bolo len každých 8500 km.

Vyradenie autonómneho systému z dôvodu zlých rozhodnutí

I keď vyradenia z dôvodu poruchy sú z hľadiska hodnotenia spoľahlivosti zaujímavé, z hľadiska pokroku vo vývoji autonómnych vozidiel sú omnoho zaujímavejšie vyradenia z dôvodu zlého rozhodnutia systému.

V tomto prípade je kontrolný prvok človek, ktorý prevádzku vozidla sleduje a ak cíti, že vozidlo reaguje zle, preberie riadenie. Človek je pravdaže takisto tvor chybový, takže sa môže stať, že preberie riadenie aj vtedy keď je všetko v poriadku, ale auto sa rozhodlo riešiť situáciu inak, ako je zvyknutý.

Všetky takéto situácie sú podrobne zaznamenávané a putujú do simulátora, kde inžinieri vystavujú softvér umelej inteligencie situácii opakovane a v obrovskom množstve malých variácii, pričom systém ladia tak, aby v budúcnosti reagoval správne. Keďže dáta z radaru, lidaru a iných prvkov sú zaznamenané, v simulátore vývojári auto nechávajú pokračovať a sledujú, ako by reagovalo ďalej, keby ľudský vodič nezasiahol.

Tu sa dobre ukazuje rozdiel v tom, ako sa učí jazdiť počítačový systém a ako človek. Kým človek sa učí len na vlastných chybách, samoriadiace auto sa učí z chýb všetkých samoriadiacich áut Googlu v obehu a opravy a úpravy hardvéru a softvéru sa dostávajú do všetkých vozidiel. Týmto procesom vývoj pokračuje a systémy sa stávajú stále lepšími.

Počas štrnásťmesačného obdobia došlo k takémuto druhu vyradenia 69 krát. Všetky boli podrobne študované a softvér bol ladený tak, aby k takýmto situáciám v budúcnosti podľa možností nedošlo.

V tomto prípade graf síce taký lichotivý nie je, avšak pri ujdenej vzdialenosti 680 000 km ide o mimoriadne dobré výsledky. Koniec koncov, ide v priemere o štyri prípady na vzdialenosti rovnajúcej sa ceste okolo sveta. V tabuľke je vidieť, že trend je ťažké vysledovať, pretože kvôli malému počtu prípadov sa kolísanie zdá vysoké. Omnoho dôležitejšie je preto zistenia povahy jednotlivých vyradení, ktoré vplývajú na nehodovosť.

Nehodovosť

Google testuje samoriadiace vozidlá od roku 2009 a ani v roku 2015 nebola zaznamenaná žiadna reálna nehoda, počas ktorej bol v prevádzke autonómny systém. Jeho autá ako také však nehody mali, avšak vo všetkých prípadoch mal riadenie na starosti ľudský vodič, pričom obvykle do auta narazilo iné vozidlo zozadu (bolo by zaujímavé dozvedieť sa, či tomu bolo aj preto, ak sa previnilec pokúšal auto Googlu odfotiť alebo natočiť svojim smartfónom).

Veľmi zaujímavé sú však dáta zo simulátoru, kde sa autonómny systém auta nechá pokračovať tam, kde od neho prebral v núdzi riadenie ľudský vodič. Zo 69 prípadov, kedy došlo k vyradeniu systému z dôvodu zlého rozhodnutia, skončilo v simulátore zrážkou 13 prípadov.

Inak povedané, ľudský vodič zabránil svojim zásahom do riadenia autonómneho vozidla celkom 13 krát. Zostávajúcich 56 prípadov by zrážkou pravdepodobne neskončilo, avšak vývojový tím s týmito záznamami ďalej pracuje a študuje ich, pretože aj keď v týchto konkrétnych prípadoch by k zrážke nedošlo, za trochu iných podmienok už by mohlo a preto bolo nutné sa problému venovať.

Z daných 13 prípadov simulovanej zrážky šlo o 2 prípady, kedy by auto potenciálne narazilo do dopravného kužeľu. V 3 prípadoch by cudzie auto narazilo do auta Googlu, z dôvodu náhlej zmeny smeru a porušenia dopravných predpisov (simulácia nebrala do úvahy to, že by si mohol cudzí vodič svoju chybu uvedomiť a zrážke by zabránil on). V zostávajúcich 8 simulovaných prípadoch teda došlo k zrážke s autom alebo iným živým či nebezpečným neživým objektom. Tu však už podrobnosti Google neposkytuje.

Vývojové úspechy aj vďaka enormnej sile simulácii

Daných 13 nebezpečných prípadov sa odohralo v období od septembra 2014 do marca 2015. V období od apríla 2015 až po november 2015 už autá jazdili bez takýchto udalostí, pričom najazdili pol milióna kilometrov.

Naplno sa tak prejavuje sila simulácii a deep learnig systémov tohto softvérového a internetového giganta, s ktorými má množstvo skúseností a na ktoré má vlastné prostriedky.

Obrovský náskok Googlu oproti iným spoločnostiam je pri tom jasne viditeľný z ujazdenej vzdialenosti i celkového počtu zlyhaní. Nová povinnosť hlásení, ktorá vyplýva zo zákona štátu Kalifornia nám prezrádza, ako je na tom Google v priamom porovnaní s automobilkami, ktoré sa tiež do vývoja autonómneho systému vrhli.

Kým Google v 14 mesačnom období od septembra 2014 do novembra 2015 najazdil v autonómnom režime 680 000 km, pri ktorých musel prevziať kontrolu človek 341 krát, automobilky v podobe Mercedesu, Volkswagen a Nissanu ušli len zlomok z tejto vzdialenosti a navyše omnoho menej úspešne.

Mercedes v Kalifornii najazdil v totožnom období 2800 kilometrov, počas ktorých mal celkom 1031 núdzových vyradení autonómneho systému, teda v priemere každé 3 kilometre. Z nich bolo 502 automatických (zlyhanie systému) a 529 manuálnych (vodič sa necítil bezpečne a prevzal riadenie).

Nissan v danom 14 mesačnom období ušiel v autonómnom režime 1485 kilometrov, počas ktorých mal 106 núdzových vyradení.

Z automobiliek bol najaktívnejší Volkswagen, ktorý najazdil 24 051 kilometrov, počas ktorých došlo k 260 vyradeniam.

V Kalifornii jazdí aj Delphi Automotive, jeden z najväčších výrobcov automobilových súčiastok na svete, ktorý vývoj autonómnych systémov naštartoval takisto. So svojimi testovacími vozidlami najazdil v danom období celkom 26 814 km, pričom zaznamenal 408 núdzových vyradení systému. Najväčší počet z nich bol spôsobený zlým rozpoznaním cestných čiar (110) a nerozpoznaním svetelného značenia (102).

Vo všetkých prípadoch treba dodať, že Google a takisto bežné automobilky nejazdia s autami len v štáte Kalifornia, ale aj v Nevade (tá povolila testovacie jazdy ako prvá) a takisto Floride a Michigane. Tie však povinnosť reportov nemajú. Kalifornia je však využívaná najmä na mestské jazdy, čo je pre posúdenia schopností vozidiel najcennejšie.

Uvidíme, ako vývoj bude pokračovať v tomto roku. Google má v pláne svoje automatické minitaxíky nasadiť v San Franciscu v roku 2020 a o jeho náskoku dnes nie je pochýb.

Zdroj: František Urban Touchit