🤜🏽 🧚🏿 🧙🏼 [Prognose] Verkehr der Zukunft: kurzfristiger Horizont 🕑 💫 👼🏿

Über den Autor: Brad Templeton ist Softwareentwickler, seit 2007 Evangelist für Roboterautos und hat in seinen frühen Jahren bei Google gearbeitet. Gründer von ClariNet , Ehrenvorsitzender der Electronic Frontier Foundation und Direktor des Foresight Institute , Gründer der Fakultät der Singularity University .

Teil 1: Der kurzfristige Horizont
Teil 2: Der mittelfristige Horizont
Teil 3: Der langfristige Horizont

Unbemannte Fahrzeuge müssen so schnell wie möglich erstellt werden. Teams von Ingenieuren und Wissenschaftlern arbeiten hart daran, dieses Projekt zu beenden, und die Aussichten sind optimistisch.

Dafür gibt es jedoch einige Hindernisse. Von der Gesellschaft erzeugte Hindernisse. Besonders in den USA, dem Land mit der größten Liebe zu Autos der Welt. Trotz der Tatsache, dass die meisten Innovationen aus den USA stammen, können Robotermaschinen zuerst auf den Straßen anderer Länder (wie Indien, Japan, China oder Deutschland) erscheinen.

In diesem Text werde ich eine Liste bestehender und hypothetischer Technologien vorstellen, die uns Schritt für Schritt helfen können, eine Welt mit Robotermaschinen auf der Straße zu erreichen.

Was haben wir in diesem Moment:

Sie können sich nicht vorstellen, wie viele Technologien der Computerunterstützung während der Fahrt bereits auf dem Markt sind (oder angekündigt werden).
Antiblockiersysteme und computergesteuerte Traktionskontrolle sind in Autos seit vielen Jahren vorhanden
Bereits jetzt sind Fahrzeuge mit Drive-by-Wire-Technologie (elektronisches digitales Fahrzeugsteuerungssystem) beliebt. Viele Leute sagen voraus, dass es immer mehr solche Autos geben wird.
Lexus LS460L ( ). Citroen C4 Picasso . Ford Lincoln MKS .
5- 7- BMW .
Volvo S80 ( Lexus).
Volvo S60 2010 , , . Volvo , 2020 . XC60 2010 10 , 20 .
Side Assist Audi , . .
Lane Departure Prevention Infiniti M EX , , .
, , . , , , .
Pre-Safe Mercedes . Pre-Collision Lexus , .
Daimler-Benz uniBwM 1994 ( VaMP), 1000 . 1995 Mercedes S- 1600 , 95% , – 158 . .
Opel Insignia GM (, ) .
Audi Travolution , .
Volkswagen , . , , , , .
, . , Dash TeleAtlas.

Die jetzt verfügbaren Funktionen sind Beispiele für zusätzliche Technologien, die als solche vermarktet werden, die Maschinen sicherer und unfallresistenter machen. Die meisten Technologien, die in Robotermaschinen verwendet werden, werden auf diese Weise zum ersten Mal auf die Straße kommen und den militärischen Einsatz umgehen. Luxusautohersteller werden in der Lage sein, die Preise zu erhöhen und Autos widerstandsfähiger gegen Kollisionen zu machen. Mit der Zeit werden diese Technologien jedoch billiger und werden in kostengünstigen Autos zum Einsatz kommen.

All dies ist möglich, weil laut ForschungAmerican National Highway Traffic Safety Administration, 80% der Unfälle werden durch Unachtsamkeit des Fahrers verursacht. Systeme, die Bedrohungen bemerken, auf die der Fahrer nicht achtet, warnen vor Gefahren und können eine große Anzahl von Unfällen verhindern.

Einige Jahre später werden wir ein praktisch „störungsfreies“ Auto sehen. Dieses Auto wird sehr schwer zu brechen sein, selbst wenn Sie versuchen, es absichtlich zu tun. Und dieses Auto muss Ihr Fahren nicht stören, da es die Annäherung an eine gefährliche Situation bestimmen muss, aus der selbst ein Computer nicht herauskommen kann (trotz seiner hervorragenden Wahrnehmungsmechanismen und Reaktionszeit). Die Systeme solcher Autos verhindern menschliche Handlungen, die das Auto näher an die Grenzen gefährlicher Situationen bringen, obwohl es höchstwahrscheinlich unmöglich ist, eine Person aufzuhalten, die eine gefährliche Situation gewaltsam provoziert. Wenn Sie beispielsweise in eine Gefahrenzone wechseln, wird das Drehen des Rads schwieriger. Wenn Sie jedoch genügend Anstrengungen unternehmen, wird das Auto Ihnen gehorchen. Vielleicht für den Rest deines Lebens.

Das Hauptproblem wird sein, wie diese Pufferzone konfiguriert wird. Je näher der Fahrer der Gefahrenzone kommen kann, ohne dass das System funktioniert, desto weniger fällt der Betrieb dieses Systems auf. Im Idealfall würde ein Fahrer, der niemals in einen Unfall geraten wäre, den Betrieb von Sicherheitssystemen niemals bemerken, da es nur sehr wenige Situationen gibt, die eine Person lösen kann und ein Computer nicht.

Solche Systeme müssten wahrscheinlich den Gegenverkehr ignorieren, der sich auf ihren Fahrspuren bewegt. Während der Gegenverkehr offensichtlich eine gefährliche Situation (Frontalkollision) schaffen kann, aus der niemand (weder eine Person noch ein Roboter) herauskommen kann, akzeptieren in unseren Fahrgewohnheiten selbst die genauesten Fahrer diesen Zustand einfach. Einbahnstraßen und Straßen mit einem großen Seitenabstand können dieses Problem lösen.

Eine Maschine mit einem ähnlichen Sicherheitssystem sollte als vollständig robotergesteuert betrachtet werden. In einer Situation, die zu einem Unfall führt, kann der Fahrer die Steuerung einfach loslassen, und der Computer berechnet die Flugbahnen anderer Autos und Hindernisse und unternimmt alles, um die Situation so sicher wie möglich zu gestalten. Wenn die Bewegung von einer Person gesteuert wird, gehorcht der Computer, aber nur, wenn die Person nicht versucht, eine so gefährliche Situation zu schaffen, dass es unmöglich ist, daraus herauszukommen.

Das Haupthindernis für diese Maschinen auf dem Weg zum Status eines vollständigen Roboters wird die völlige Unkenntnis der Grundlagen der Verkehrsregeln und der Navigation sein. Die Gründe sind kurzfristige Faktoren und Katastrophenvermeidung.

Es ist leicht zu sehen, wie ängstlich Eltern für solche Autos große Summen für ihre Kinder zahlen, und Versicherungsunternehmen bieten Besitzern solcher Autos große Rabatte.

Irgendwann werden wir Autos haben, die ständig fahren oder die meiste Zeit selbst fahren, aber dies wird nicht vollständig legalisiert. Diese Technologien dürfen als Unfallverhütungssysteme eingesetzt werden, da die Menschen ein Auto wollen, das mit einer gefährlichen Situation fertig wird, wenn der Fahrer einschläft oder ohnmächtig wird. Mit zunehmendem Vertrauen in diese Technologien werden die Menschen zunehmend das Lenkrad freigeben und die Kontrolle über das Auto übernehmen (dies kann illegal sein).

Die Geschichte zeigt jedoch, dass Autosicherheitstechnologien es den Fahrern oft einfach ermöglichen, sich sicher zu fühlen und ein höheres Risiko einzugehen, wodurch die Unfallrate möglicherweise nicht sinkt oder sogar steigt. Für solche Technologien ist es schwierig, Prognosen zu erstellen.

Ich muss beachten, dass diese Technologie einer meiner Aussagen widerspricht. Ich schrieb, dass in dem Jahr, in dem wir keine unbemannten Fahrzeuge produzieren, menschliche Fahrer in den USA 45.000 Menschen und weltweit eine Million Menschen töten. Autos, die Unfälle verhindern, können einen Unterschied machen, weil sie die Sterblichkeit senken müssen, oder zumindest die Todesfälle bei ihnen können aufhören.

Einige Marktteilnehmer möchten möglicherweise die Entwicklung solcher Fahrzeuge stoppen, aber fast alle Technologien auf diesem Markt unterstützen die Entwicklung unbemannter Fahrzeuge.

Bis 2020 versprach Volvo , ein sicheres Auto mit einem Unfallverhütungssystem und einem besseren Schutz der Fahrgäste herauszubringen, damit diese in Situationen sicher sind, in denen Unfälle nicht vermieden werden können. Sie denken, dass interessante Erkenntnisse im Verhalten von Heuschrecken liegen .

Schwierige Navigation

Fahrer fordern und kaufen Navigationssysteme, die zu Prototypen für unbemannte Fahrzeugnavigationssysteme werden. Ihre Funktionalität umfasst hochpräzise A-GPS-Technologie, die dynamische Verarbeitung von Verkehrsdaten, die von anderen Fahrzeugen erfasst wurden, sowie Änderungen basierend auf der Überwachung des Benutzerverhaltens und der Berichte. Später werden solche Systeme Fahrspuren und Parkplätze sowie die Schaltzeit von Verkehrssignalen, Staus und vielem mehr erkennen.

Es gibt einen ganzen Bereich namens „Intelligente Verkehrssysteme“, der sich den Konzepten vernetzter Fahrzeuge mit besserer Navigation und Verkehrskontrolle widmet. Die meisten Arbeiten in diesem Bereich werden zur Entwicklung von Robotermaschinen beitragen, da Roboter Daten viel besser kontinuierlich in den Entscheidungsprozess integrieren können.

Simulation der Umgebung von Roboterautos

Ich habe mich Menschen angeschlossen, die vorschlagen, eine offene Netzwerkplattform für unbemannte Fahrzeugsimulatoren zu entwickeln, mit der kleine Teams kostengünstig Software für Robotermaschinen entwickeln und testen sowie Open-Source-Projekte verbessern können. Diese Softwareumgebungen können auch für Wettbewerbe verwendet werden, deren Gewinner Mittel für das Testen ihrer Software an echten Autos erhalten können.

Militärbot zur Auslieferung

Dank der DARPA Grand Challenge-Wettbewerbe und des Mandats des Kongresses, so dass ⅓ aller Militärfahrzeuge bis 2015 unbemannt sind, werden die ersten autonomen Fahrzeuge militärische Bots für Lieferungen sein . Sie werden außerhalb der USA eingesetzt, normalerweise in explosionsgefährdeten Bereichen, um Fracht ohne Risiko für das Personal durch feindliche Angriffe zu bewegen. Einige Waren werden zerstört oder gestohlen, aber die Kosten werden im Allgemeinen reduziert.

Einige Waren (wie Waffen) sind so wertvoll, dass sie wie gewohnt bewacht werden. Solche Konvois werden aus Waffen tragenden Robotern und schwer gepanzerten und bombenresistenten Begleitfahrzeugen bestehen.

Militärtechnologie wird viele andere Produkte für den zivilen Gebrauch herstellen. Darüber hinaus ist ein ziviler Bot für die Lieferung ein Konzept, das die Welt an sich verändern wird.

Telemetrie und Vernetzung

Im Idealfall sollten Robotermaschinen völlig unabhängig von anderen Systemen arbeiten. Sie sollten nicht von einer zentralen Verwaltung oder Informationsverbreitungssystemen abhängen und nicht von der Interaktion mit anderen Maschinen abhängen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Verwendung dieser Daten die Leistung dieser Maschinen nicht verbessert.

Bereits bevor unbemannte Fahrzeuge unterwegs sind, können vertraute Fahrzeuge von dieser Art von Informationen profitieren. Zum Beispiel ist es nützlich, Daten über die Änderung von Verkehrssignalen zu erhalten, um die Geschwindigkeit der Fahrt anzupassen, um nicht ins rote Licht zu geraten. Studien zeigen, dass sich die Kilometerleistung der Stadt um 30% erhöht, wenn sich das Auto auf diese Weise bewegt und daher nicht anhält und nicht von vorne anfängt - das Hybridauto profitiert vom Stromverbrauch (wie oben erwähnt, wird diese Technologie bereits in Audi eingesetzt) Travolution).

Wir sind schon nah dran. 802.11p- Protokollwurde bereits für den drahtlosen Zugriff in der Automobilumgebung reserviert. Ich habe eine Gaspedaloption vorgeschlagen, die Beschleunigungsversuche ignoriert, die dazu führen, dass Sie unter die nächste Ampel geraten (außer wenn Sie darauf bestehen, zu beschleunigen).

Informationen zur Dynamik der Verkehrsströme sind auch nützlich, um die optimale Route für die Reise zu planen. Keine Zentralregierung sollte den Autos sagen, wohin sie fahren sollen - sie selbst wählen natürlich die schnellsten und am wenigsten befahrenen Straßen. Autos können im Netzwerk bekannt geben, dass sie an bestimmte Orte fahren möchten, damit andere Autos diese Orte meiden können, wenn nach Berechnungen Verkehrsstaus in ihnen zu erwarten sind.

Telemetrie von anderen Maschinen ist besonders nützlich für Robotermaschinen. Wenn ein unbemanntes Fahrzeug wissen kann, dass ein anderes Auto im Strom ebenfalls von einem Computer gesteuert wird (was bedeutet, dass es eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit hat), können diese Autos mit einem menschlichen Fahrer massiv um Hindernisse, Fußgänger oder tückische Autos fahren. Natürlich hängt ein Roboterauto möglicherweise nicht vollständig von solchen Informationen ab. Wenn Sie jedoch entscheiden, dass Sie einem anderen Fahrzeug vertrauen können, können solche Autos dichter auf der Straße platziert werden, um den Durchsatz zu erhöhen.

Auch nützliche Telemetrie kann Daten wie Schlaglochberichte, Informationen über Traktion, nasse und vereiste Straßen enthalten. Autos mit einem menschlichen Fahrer können diese Daten ebenfalls verwenden - dies erhöht die Sicherheit und Produktivität des Autos.

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Parken mit einem Parkroboter

Lexus mit automatischer Parkfunktion steht bereits zum Verkauf - dieses Auto kann auf kleinem Raum parallel parken. Stellen Sie sich den nächsten Schritt vor: Sie lassen das Auto alleine in einem speziellen Parkbereich parken, der für solche Vorgänge ausgelegt ist. Ein Auto, in dem sich ein „Parkroboter“ befindet, kann Befehle aus der Parkzone ausführen, Schildern folgen oder sich (in früheren Versionen) entlang der Führungsdrähte bewegen. Das Gebiet für den Parkroboter ist frei von Personen (dh Nichtangestellten) und befindet sich in Privatbesitz. Dies ermöglicht die Nutzung solcher Parkplätze, lange bevor die Roboterautos auf die Straße gebracht werden. Autos auf solchen Parkplätzen werden eher Robotern ähneln, die bereits durch Fabrikhallen und Krankenhäuser fahren.

Autos mit einem Roboterparkplatz können enger parken und auf Befehl frei fahren. Sie können sich in Garagen mit begrenzter Höhe parken. Das autonome Parken ist viel einfacher als eine vollständige Fahrt auf der Straße.

Solche Maschinen können auch so programmiert werden, dass sie einen Konvoi bilden, in dem viele Maschinen aufeinander folgen. Dies würde es einer Person ermöglichen, eine große Gruppe von Autos von einem Abgabepunkt zu einem langfristigen Fernparkplatz am Flughafen zu bringen - nur eine Person wäre erforderlich, um ein Dutzend Autos zu transportieren. Außerdem kann der Parkservice mit einem weiteren Konvoi von Autos für Passagiere zurückkehren, die in Kürze eintreffen werden. Diese Fahrt sollte nicht mit hoher Geschwindigkeit stattfinden und kann daher auch auf öffentlichen Straßen ziemlich sicher sein. Wir müssen der Maschine anvertrauen, nur dem Führer zu folgen - etwas, das wir heute erreichen können.

Die Leute zahlen gerne mehr für ein Auto, das sie in den Eingang eines Roboparkers in der Nähe eines Flughafens, Büros oder Einkaufszentrums passen und ihren Geschäften nachgehen können. Nach ihrer Rückkehr müssen sie nur noch ein Signal vom Telefon senden, und wenn sie zum Parkplatz kommen, sehen sie, dass ihr Auto zur Abfahrt bereit ist.

Die vielleicht beste Lösung besteht darin, nicht die vollständige Logik des Parkroboters in jedes Auto zu integrieren. Stattdessen wird jedes Auto mit automatischem Antrieb mit einer Standardschnittstelle ausgestattet, über die ein Roboterparkmodul im Auto installiert werden kann. Dieses mit der neuesten Technologie ausgestattete Modul hat Zugriff auf alle Sensoren im Auto und gehört zum Parkplatz. Dieses Modul erledigt die gesamte Arbeit. Damit der Besitzer dem Roboter die Kontrolle über sein Auto geben kann, wird ein neuer Standard (möglicherweise drahtlos) entwickelt.

Sie können sich sogar ein Roboterparkmodul vorstellen, das mit alten Maschinen mit sehr wenig Elektronik funktioniert. Fast alle Autos verfügen über eine Geschwindigkeitsregelung und eine elektronische Bremssteuerung, und dies kann ausreichen - wenn der Roboter einen kleinen Schlepper hat, der die Lenkung übernimmt, während der Parker selbst dem Auto Befehle zum Beschleunigen und Bremsen gibt. Wenn das Bremsen auf Rädern unabhängig gesteuert werden kann, können Sie nur mit Bremsen lenken.

In extremen Fällen können Sie ein vollwertiges Abschleppmodul bauen, auf dem Sie zwei Räder des Autos antreiben (wie im Fall eines Abschleppwagens) - diese Methode eignet sich für Autos, die nicht mit dem Protokoll des Roboterparkens ausgestattet sind.

Eine weiterentwickelte Version des Roboterparkplatzes - ein Auto, das selbst auf Anfrage am Ort ankommt - wird möglicherweise später erscheinen und viele der Vorteile unbemannter Fahrzeuge bieten.

Wir konnten auch mehr Autos sehen, die für kompaktes automatisches Parken ausgelegt waren. Ein Beispiel für eine solche Maschine ist das MIT City Car- Projekt .

Dieser Schritt wird in Kürze als "Implementiert" gekennzeichnet. Das Roboterteam von Stanford hat Volkswagen (ein Projekt namens Junior 3) so modifiziert, dass das Auto einen freien Parkplatz finden und ihn mit Blick auf einen Lageplan belegen kann.

Persönliches Auto-ähnliches Auto

Während Sie in anderen Artikeln meine Aussagen sehen können, dass der persönliche automatische Transport (PAT) veraltet sein wird, bevor er weit verbreitet ist , gehen die frühesten erfolgreichen Projekte in diesem Bereich tatsächlich den Weg unbemannter Fahrzeuge. Der Parkshuttle am fünften Terminal von Heathrow, ULTra, ist ein Gummibus PAT. ULTra bewegt sich auf einer ausgewiesenen Fahrspur mit kleinen Rändern - es kann Fußgänger nicht erkennen und meiden und auch anderen Routen als der festgelegten Route folgen. Dieses System wurde 2010 getestet und soll in naher Zukunft auf den vollwertigen allgemeinen Einsatz umgestellt werden.

Abu Dhabi baut in der Nähe des Flughafens eine neue Stadt namens Masdar. Masdar ist als Stadt ohne Autos geplant, daher bauen sie den Fußgängerbereich der Stadt eine Ebene höher. Im Erdgeschoss (das sich anscheinend im Untergeschoss von Gebäuden befindet) befinden sich Gleise für Roboterfahrzeuge zum Transport von Passagieren und Gütern. Anstatt entlang der Führungsgrenzen zu fahren, bewegen sich diese Autos auf im Boden vergrabenen Magnetpfaden und treffen keine Fußgänger oder andere Autos. Sie haben jedoch einen Laserdetektor, der sie stoppt, wenn sie noch einer Person oder einem anderen Hindernis gegenüberstehen. Dieses System (und der gesamte Stadtplan) wurde auf das wirtschaftliche Zentrum der Stadt reduziert, funktioniert jedoch derzeit und verfügt über 2 Haltestellen für Passagiere und 3 Haltestellen für Waren.

Wie alle PAT-Systeme erfordern solche Systeme eine dedizierte Fahrt. Sie können jedoch eine gute Demonstration sein und Menschen helfen, mehr über Robotermaschinen zu lernen. Diese Autos fahren mit normalen Reifen und können während der Entwicklung die übliche Infrastruktur nutzen, während PATs an ihre Strecken gebunden sind.

Flughäfen sind einer der Bereiche, in denen PATs die größten Erfolgschancen haben. Das Beispiel von Heathrow könnte andere Flughäfen dazu ermutigen, noch fortschrittlichere Technologien zu nutzen, beispielsweise Roboterautos, die asphaltierten Wegen folgen und Lidars besitzen, um Fußgängern keinen Schaden zuzufügen.

Teleparker

Eine mögliche Alternative zu einem Roboparker kann ein Teleparker sein, der eine Reihe von Kameras enthält, die eine 360-Grad-Sicht von der Kabine aus ermöglichen. Das Bild dieser Kameras wird an den Fernfahrer übertragen, der an der Konsole sitzt und das Auto auf dem Parkplatz oder entlang der Parkrouten fährt - fast wie in einem Videospiel.

Tatsächlich ist es für ein Elektroauto nicht so schwierig, wenn die Geschwindigkeit niedrig ist und das Auto mit Sicherheitssensoren ausgestattet ist, die es stoppen, wenn es sich etwas nähert (obwohl solche Schläge nur mit Kratzern auf der Karosserie enden können, ohne dass Menschen ausgesetzt werden Risiko).

Der Teleparker sowie der Parkroboter bieten effizienteres Parken, insbesondere in großen Büros und Flughäfen.

Das Militär hat auch eine Geschichte der ferngesteuerten Roboterfahrzeugtechnologie. Fliegende Autos (UAVs) sind mittlerweile in Mode, aber auch Bodenfahrzeuge mit großer Reichweite werden gefragt sein (das Hauptproblem, mit dem sie konfrontiert sind, ist ein zuverlässiges Steuersignal ohne ein zuverlässiges Hochfrequenz-Datennetz. Sie können dieses Problem mit Transpondern in der Luft und eingeschränkter Selbstverwaltung lösen bei Signalverlust). Natürlich möchte das Militär auch solche Fahrzeuge ausrüsten.

Im Falle eines Netzwerkverbindungsfehlers muss das Fahrzeug in der Lage sein, einen stabilen Zustand aufrechtzuerhalten und dann schnell zu verlangsamen und anzuhalten, um die Sicherheit zu gewährleisten. Die heutigen Netzwerktechnologien sind dafür nicht zuverlässig genug, aber andererseits wird daran gearbeitet.

Fortsetzung 2:

1:
2:
3:

- automotive . 2500 , 650 .

, , . ( 30, ), -, -, - (DSP-) .

, . , , , . , automotive. , , .

[Prognose] Verkehr der Zukunft: kurzfristiger Horizont