Роботы у руля

На боку - вмятина, на лобовом стекле - трещина, по салону не мешало бы пройтись с пылесосом, да и кузов надо хорошенько помыть. Машина, созданная учеными из Свободного университета Берлина, выглядит не столько провозвестником прекрасного будущего, сколько рядовой рабочей лошадью - вроде тех, что до полного бесчувствия загоняют московские частники. «Стекло треснуло потому, что коллега уронил сканер, - не без смущения признается программист из Исландии Кетиль Гуннарссон, один из участников проекта Spirit of Berlin (“Дух Берлина”) из Свободного университета. - Экстремальных ситуаций у нас было не так много».

Эта машина, на прошлой неделе выставленная в павильоне робототехники Международной промышленной выставки в Ганновере, самая малобюджетная модель из тех, что прошли в финал прошлогодних гонок американского оборонного агентства DARPA. Тогда впервые соревновались автомобили без водителей в условиях городской обстановки. «У нас было €150 000 на всё, тогда как другие команды тратили миллионы», - говорит Кетиль Гуннарссон. Скромный бюджет не позволил немецкой команде выиграть гонку, но приблизил разработку к практическому внедрению - эта полностью автономная машина стоит «всего лишь» как очень дорогой, но в целом обычный джип.

Конкурент Spirit of Berlin по гонкам DARPA - концерн Volkswagen тоже подумывает о скорой установке автопилотов на обычные машины. На той же выставке в Ганновере специалисты концерна представили первую в мире систему, позволяющую парковать машину без участия водителя. С помощью камер, вмонтированных в зеркала заднего вида, и восьми ультразвуковых датчиков Volkswagen припарковался за 38 секунд - результат, достойный человека. Ученые считают, что автомобили-роботы станут обыденным явлением во вполне обозримом будущем.

РОБОТ СО СКАНЕРОМ

«Хотим мы того или нет, однако роботы медленно, но верно перенимают функции водителя», - еще в 1958 г. пророчествовал американский журнал Popular Science, рассказывая о революционной системе круиз-контроля. И все же развитие самостоятельных машин оказалось не столь стремительным. Серьезный шаг вперед был сделан лишь в конце 80-х: самоуправляемый автомобиль, построенный на базе Mercedes, проехал по пустому автобану 20 км. В 1997 г. беспилотный Mercedes следующего поколения добрался из Мюнхена до Копенгагена. Водитель у машины был, но к рулю прикасался редко. Разработчики уверяют, что большую часть 1600-километрового пути автомобиль проделал самостоятельно. Временами он разгонялся до 180 км/ч.

Это был рекорд для полуавтономных автомобилей. Средняя скорость полностью роботизированного авто - примерно 40 км/ч, иначе бортовой компьютер не успевает анализировать обстановку, объясняет Хартмут Зурман, один из разработчиков Spirit of Berlin.

В рамках проекта его лаборатория в немецком городе Санкт-Августин разработала сканер, который каждые две секунды обновляет трехмерную картинку дороги для бортового компьютера - лазерные лучи «ощупывают» пространство по вертикальной оси. Эти данные дополняет информация с видеокамер. Сличая ключевые точки, компьютер идентифицирует объект (дорога, дерево, машина, пешеход), а затем задает дальнейшие действия (поворот, газ, тормоз).

Примерно по тому же принципу действуют все участники беспилотных гонок, которые DARPA, научно-исследовательское подразделение Пентагона, проводит с 2004 г. По планам Конгресса США уже к 2015 г. треть американской военной техники должна обходиться без водителя. В первом заезде Grand Challenge, который прошел в пустыне Невады в марте 2004 г., победителю был предложен $1 млн. Однако 241 км трассы не сумел преодолеть никто. Лучшим оказался Sandstorm, разработанный Университетом Питтсбурга: проехав 12 км, грузовик сбился с курса и застрял в расселине - бортовой компьютер давал команду «газ» до тех пор, пока не загорелись шины.

КАЗАРМЕННОЕ ИСПЫТАНИЕ

Но уже год спустя до финиша пустынной трассы дошел и стал победителем гонки автомобиль VW Touareg Stanley, сконструированный совместно специалистами Стэнфордского университета и концерна Volkswagen. По сути Stanley спас репутацию целой научной отрасли. Конструирование беспилотных авто перестало выглядеть чудачеством. В какую сумму он обошелся, разработчики не рассказывают.

«Суммарный бюджет топ-команд с расходами на тесты и зарплаты разработчикам достигал миллионов долларов», - говорит математик Дмитрий Долгов из Стэнфордского университета.

Самым трудным для искусственного интеллекта остается имитация человеческого зрения - ультразвук хорош лишь при невысоких скоростях, радары помогают в условиях плохой видимости, но не могут «видеть» далеко. Наиболее точную картину дают лазерные сканеры.

«Все команды использовали на своих машинах уже имеющиеся на рынке лазеры, но в разных конфигурациях, - объясняет Дмитрий Долгов. - Одни лазеры, плоскостные, для обнаружения препятствий на близком расстоянии, были установлены в бамперах. Наша команда поставила еще два таких лазера сзади для более точной парковки. Поскольку лазеры и другие сенсоры могли потенциально купить все команды, успех, по мнению Долгова, был достигнут в основном за счет создания эффективных алгоритмов анализа и управления полученной информации.

Команда Spirit of Berlin имела скромный бюджет, поэтому пошла как раз «программным» путем - больше всего внимания специалисты уделяли усовершенствованию алгоритмов. «В ближайшие годы мы уже научимся читать дорожные указатели и распознавать сигналы светофора», - говорит Кетиль Гуннарссон.

Первое испытание роботов в «реальных» условиях в ноябре 2007-го показало, что автономные машины уже неплохо ориентируются в городских джунглях. Авто без водителей перемещались в декорациях, на улицы их, конечно, не выпустили - город изображали заброшенные казармы в Калифорнии. «Можно было забыть, что за рулем нет людей», - восторженно рапортовал руководитель DARPA Тони Тетер. Экспериментальные модели довольно легко преодолевали маршрут, задерживаясь на перекрестках максимум на десять секунд. «Самые волнующие гонки в моей карьере», - признался тогда Ларри Бёрнс, вице-президент концерна General Motors. - Через десять лет машина будет самостоятельно искать парковку».

Его прогнозы оказались слишком скромны. Система парковки, которую на прошлой неделе в ганноверском павильоне продемонстрировал Volkswagen, может быть запущена в серийное производство через 5 лет. А полноценные автономные машины, по расчетам экспертов, станут частью городского пейзажа лет через 30. «Это при условии, что технологии уйдут вперед достаточно далеко, - поясняет Кетиль Гуннарссон. - К тому же должна быть разработана правовая база. Например, вот вопрос - кто несет ответственность в случае аварии?»

В ОБЕ КАМЕРЫ

Сейчас по всему миру над автопилотами для машин работает как минимум две сотни научно-исследовательских групп. Тони Тетер называет скорость развития отрасли феноменальной. Манера вождения беспилотной машины понемногу «очеловечивается». Machine Learning - так именует новый метод обучения компьютеров Себастьян Трун, специалист по искусственному интеллекту из Стэнфордского университета. «Человек едет в машине, а компьютер анализирует статистические данные: насколько быстрой может быть езда на такой дороге, - рассказывает ученый. - И когда машина отправляется в путь без участия человека, то компьютер уже учитывает, на каком участке дороги лучше поддать газу, а где лучше слегка притормозить».

Первые автомобили-роботы, конечно, будут у военных: цели, которые ставит перед собой DARPA, вполне достижимы - это колонна военной техники, которая перемещается по хорошо знакомому маршруту. «Часть военной техники уже скоро можно будет отправлять в автономное плавание. Но сделать машину, которая могла бы ездить в городских условиях со 100-процентной гарантией безопасности, раньше 2015 года вряд ли удастся», - говорит Дмитрий Долгов из Cтэнфорда. Кетиль Гуннарссон из конкурирующей команды уверен, что так или иначе скоро проблема будет решена: «Всё возможно. У человека два глаза. В принципе всё что угодно можно сделать и с двумя камерами».