Autonomní auta jsou samořiditelná vozidla, která jsou schopná provozu s minimálním, nebo dokonce nulovým lidským vkladem. Tato vozidla využívají k automatizaci zážitku z řízení umělou inteligenci (AI) a již existující automobilové technologie, jako je adaptivní tempomat. Samořiditelná vozidla se liší složitostí od základních systémů, které musí být neustále monitorovány lidským řidičem, až po systémy, které jsou schopné provozu za jakýchkoli podmínek a bez lidského prvku. Společnosti jako Waymo již mají autonomní automobily na cestách a automobilky jako Tesla, Ford, GM a další vyvinuly vlastní technologie autonomních vozidel, jako jsou Tesla Autopilot, Argo AI a GM Cruise.
Jak fungují autonomní auta?
Autonomní auta využívají kombinaci umělé inteligence a systémů vozidel založených na stávajících Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) k vytvoření něčeho známého jako Automated Driver System (ADS). Umělá inteligence v srdci autonomního vozu přijímá vstupy z různých senzorů, které jsou zabudovány ve vozidle, a využívá tyto vstupy k vytvoření obrazu vnějšího světa. S tímto obrázkem v kombinaci s mapou oblasti a daty Global Positioning Satellite (GPS) může autonomní vozidlo bezpečně vykreslit kurz ve svém prostředí. Aby se AI mohla přesouvat z jednoho bodu do druhého, napojuje se na systémy vozidel, jako je elektronický plynový pedál, brzda a řízení. Když senzory vozidla, které mohou zahrnovat vše od radarů po lasery, detekovat předmět jako chodec nebo jiné vozidlo, je AI navržena tak, aby podnikla okamžitá nápravná opatření, aby se vyhnula nehodě. Kromě úplného řízení umělé inteligence jsou autonomní automobily obvykle konstruovány s možností úplného ovládání řidičem. V takovýchto vozidlech funguje ADS jako velmi pokročilý druh tempomatu, kde řidič může převzít nebo se vzdát řízení, kdykoli se mu zachce. Některá autonomní auta jsou navržena tak, aby fungovala bez jakéhokoli lidského zásahu, ačkoli zákonnost automobilů bez řidiče se liší od jednoho místa k druhému.
Klíčové technologie, které umožňují automobilu řídit sám
Aby auto mohlo jezdit samo, musí využívat řadu technologií, které jsou v našich vozidlech roky a v některých případech dokonce desítky let. Vůz musí udržovat elektronickou kontrolu nad každým systémem, od motoru a převodovky až po brzdy, a potřebuje nějaký druh umělé inteligence, aby to všechno spojil.
- Umělá inteligence: Autonomní auta by nebyla možná bez umělé inteligence. Tato vozidla jsou řízena programy AI, které jsou vyvíjeny a školeny prostřednictvím strojového učení, aby dokázaly přečíst data z různých senzorů zabudovaných do vozidla a poté určit nejvhodnější akci v dané situaci.
- Drive-by-wire: Tyto systémy jsou v běžných vozidlech již léta a v zásadě nahrazují mechanická spojení elektrickými připojeními a ovládáním. Díky vestavěné AI je ovládání jednotlivých systémů, jako je řízení, zrychlení a brzdění, mnohem snazší.
- Udržování jízdního pruhu: Tyto systémy byly původně navrženy tak, aby pomohly lidským řidičům vyhnout se vyjetí z jízdního pruhu v provozu, ale autonomní vozidla používají mnoho stejných typů senzorů a technik.
- Automatické brzdění: Toto bylo původně navrženo tak, aby se předešlo nehodám automatickým zabrzděním v situacích, kdy je řidič příliš pomalý na to, aby jednal. Autonomní auta používají podobnou technologii v mnohem širším měřítku.
- Adaptivní tempomat: Jedná se o další systém, který byl původně navržen tak, aby pomáhal řidičům, v tomto případě dynamickým zvyšováním a snižováním rychlosti vzhledem k okolnímu provozu. Autonomní auta musí dělat stejný základní úkol kromě všeho ostatního, co by řidič běžně dělal.
Stupně autonomie: Mohou být autonomní auta skutečně bez řidiče?
Vývoj autonomních vozů byl pomalým pochodem pokroku, nikoli přepínačem, který se někdo jednoho dne rozhodl převrátit. Začalo to v padesátých letech minulého století s některými z prvních bezpečnostních a praktických funkcí, které se postupem času staly samozřejmostí, jako jsou protiblokovací brzdy a tempomat, a v roce 2000 zrychlil systém ADAS, jako adaptivní tempomat a automatické brzdění. Protože autonomní automobily prošly tak pomalým a přírůstkovým procesem, vyvinula společnost automobilových inženýrů (SAE) pětistupňovou škálu automatizace. Tato stupnice popisuje vše od zcela manuálních vozidel včerejška až po typ plně automatizovaných vozidel, u nichž se očekává, že se objeví na podlahách a dálnicích showroomů do roku 2020. Toto jsou úrovně automatizace, které vozidlo může mít:
Úroveň 0: Žádná automatizace
Jedná se o tradiční vozidla, která ke svému fungování vyžadují neustálý vstup řidiče. Tato vozidla nemají ani funkce jako protiblokovací brzdy nebo tempomat.
Úroveň 1: Asistence řidiče
Tato vozidla jsou stále plně ovládána řidičem, ale obsahují některé běžné asistenční systémy. Vozidlo na této úrovni bude obvykle obsahovat základní funkce, jako je tempomat.
Úroveň 2: Částečná automatizace
V této fázi získávají automobily určitou úroveň automatizované kontroly nad funkcemi, jako je zrychlení, brzdění a řízení. Řidič má stále maximální kontrolu nad vozidlem a vozidlo na této úrovni nemůže samo řídit bez lidského řidiče. Vozidla, jako je tato, mají obvykle ADAS, jako je automatické brzdění, adaptivní tempomat a nějaký typ systému udržování v jízdním pruhu.
Úroveň 3: Podmíněná automatizace
Vozidla na této úrovni obsahují ADS, takže jsou technicky autonomní. Tyto vozy jsou schopné navigovat z jednoho místa na druhé, identifikovat nebezpečí a reagovat na ně. V případě nouze je stále nutná přítomnost lidského řidiče a řidič musí zůstat ve střehu a připraven převzít kontrolu. Každý systém ve vozidlech na této úrovni musí být automatizován a tyto vozy také vyžadují rozsáhlou kapacitu umělé inteligence, aby mohly bezpečně fungovat bez zásahu lidského řidiče.
Úroveň 4: Vysoká automatizace
Na této úrovni je vozidlo plně automatizované. Je schopen bezpečně navigovat z jednoho místa na druhé za většiny podmínek. Za určitých podmínek a za určitých okolností může auto stále vyžadovat lidský vstup. Tento typ autonomního automobilu je technicky schopen fungovat bez přítomnosti lidského operátora, ale může být zahrnuta možnost převzít řízení lidským operátorem.
Úroveň 5: Plná automatizace
Vozidla na této úrovni automatizace jsou skutečně autonomní a mohou fungovat bez řidiče za všech jízdních podmínek. V závislosti na konstrukci může mít lidský operátor možnost převzít ruční ovládání, ale tyto typy vozidel jsou navrženy tak, aby nevyžadovaly tento typ zásahu.
Jaké jsou výhody autonomních automobilů?
Hlavním přínosem autonomních automobilů a hybnou silou vývoje autonomních automobilů je bezpečnost. Podle NHTSA je více než 90 procent všech vážných havárií způsobeno jednoduchou lidskou chybou. Základní myšlenkou je, že pokud by lidský prvek mohl být z rovnice zcela odstraněn, bylo by možné zachránit mnoho životů. Kromě velkých každoročních ztrát na životech způsobených nehodami motorových vozidel mají tyto události podobně masivní ekonomický dopad. Podle NHTSA stojí nehody každý rok stovky miliard dolarů v důsledku snížení aktivity na pracovišti, škod a ztráty ekonomické aktivity. Praktičtější výhodou autonomních automobilů je, že by mohly efektivněji omezit dopravní zácpy tím, že budou fungovat efektivněji. To by mohlo u mnoha řidičů vést ke zkrácení doby dojíždění. Řidiči by navíc mohli využít čas dojíždění ke čtení, sledování novinek, přípravě na práci nebo k jiným produktivním úkolům. Další výhodou, kterou by autonomní automobily mohly poskytnout, je zvýšená mobilita starších a zdravotně postižených lidí. Vzhledem k tomu, že tato vozidla mohou fungovat zcela autonomně, mohou je bezpečně ovládat lidé se zhoršeným zrakem a reakční dobou a dokonce i za podmínek, jako je quadriplegia, které by normálně velmi ztěžovaly nebo znemožňovaly bezpečnou jízdu motorovým vozidlem. Díky možnosti chodit do práce, na schůzky nebo dokonce nakupovat potraviny by si velký počet starších a zdravotně postižených lidí mohl udržet mnohem vyšší úroveň autonomie, než by bylo možné bez přístupu k autu bez řidiče. Problém většiny těchto výhod spočívá v tom, že automatizovaná auta sdělují plnou hodnotu výhody pouze v případě, že je na silnici dostatečný počet těchto vozidel. Například autonomní auta mohou odstranit lidský prvek z nehod pouze tehdy, když na silnici nejsou žádní řidiči. Podobně by autonomní automobily dokázaly omezit dopravní zácpu pouze tehdy, pokud by většina vozidel na silnici byla bez řidiče. Dokud se autonomní automobily nestanou novým normálem, bude hlavním přínosem jejich používání hlavně faktor pohodlí, s určitým ohledem na bezpečnost.