👨🏾‍🤝‍👨🏽 💘 🙌🏼 [Previsão] Transporte do futuro: horizonte de curto prazo 📚 🦌 ❤️

Sobre o autor: Brad Templeton é engenheiro de software, evangelista de carros robóticos desde 2007 e trabalhou no Google nos primeiros anos. Fundador da ClariNet , presidente honorário da Electronic Frontier Foundation e diretor do Foresight Institute , fundador do corpo docente da Singularity University .

Parte 1: o horizonte de curto prazo
Parte 2: o horizonte de médio prazo
Parte 3: o horizonte de longo prazo

Os veículos não tripulados precisam ser criados o mais rápido possível. Equipes de engenheiros e cientistas estão trabalhando duro para finalizar esse projeto, e as perspectivas são otimistas.

Mas existem alguns obstáculos para isso. Obstáculos gerados pela sociedade. Especialmente nos EUA, o país com o maior amor por carros na terra. De fato, apesar do fato de que a maioria das inovações vem dos EUA, as máquinas robóticas podem aparecer pela primeira vez nas estradas de outros países (como Índia, Japão, China ou Alemanha).

Neste texto, apresentarei uma lista de tecnologias existentes e hipotéticas, as quais, passo a passo, podem nos ajudar a alcançar um mundo com máquinas robóticas em trânsito.

O que temos neste momento:

Você não pode imaginar quantas tecnologias de assistência informática enquanto dirige já estão no mercado (ou anunciadas).
Freios antibloqueio e controle computadorizado de tração estão presentes nos carros há muitos anos
Atualmente, os carros com a tecnologia Drive-by-Wire (sistema eletrônico de controle digital de automóveis) são populares. Muitas pessoas prevêem que haverá mais e mais carros desse tipo.
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.

Os recursos disponíveis agora são exemplos de tecnologias adicionais que serão comercializadas como aquelas que tornam as máquinas mais seguras e mais resistentes a acidentes. A maioria das tecnologias usadas em máquinas robóticas chegará às estradas pela primeira vez dessa maneira, ignorando o uso militar. Os fabricantes de carros de luxo poderão aumentar os preços e tornar os carros mais resistentes a colisões, mas, com o tempo, essas tecnologias se tornarão mais baratas e aparecerão em carros de baixo custo.

Tudo isso é possível, porque de acordo com pesquisasAdministração Nacional de Segurança no Trânsito em Rodovias, 80% dos acidentes são causados por descuido do motorista. Os sistemas que percebem ameaças às quais os motoristas não prestam atenção alertarão sobre o perigo e serão capazes de impedir um grande número de acidentes.

Alguns anos depois, veremos um carro praticamente "sem problemas". Este carro será muito difícil de quebrar, mesmo se você tentar fazê-lo de propósito. E este carro não precisará interferir na sua direção, pois precisará determinar a abordagem para uma situação perigosa, da qual nem um computador pode sair (apesar de seus excelentes mecanismos de percepção e tempo de reação). Os sistemas de tais carros impedirão ações humanas que aproximem o carro das fronteiras de situações perigosas, embora provavelmente não funcione para impedir uma pessoa que provoca forçosamente uma situação perigosa. Por exemplo, ao mudar para uma zona de perigo, girar o volante será mais difícil, mas se você esforçar o suficiente, o carro o obedecerá. Talvez pelo resto da sua vida.

O principal problema será como configurar esta zona de buffer. Quanto mais perto o motorista puder se aproximar da zona de perigo sem causar a operação do sistema, menos perceptível será a operação desse sistema. Idealmente, um motorista que nunca teria se envolvido em um acidente nunca notaria a operação dos sistemas de segurança, porque haverá muito poucas situações que uma pessoa pode resolver e um computador não.

Tais sistemas provavelmente teriam que ignorar o tráfego que se move em suas faixas. Embora o tráfego que se aproxima possa obviamente criar uma situação perigosa (colisão frontal) da qual ninguém (nem uma pessoa nem um robô) possa sair, em nossos hábitos de dirigir, mesmo os motoristas mais precisos simplesmente aceitam esse estado de coisas. Ruas e ruas de mão única com uma grande separação de lados podem resolver esse problema.

Uma máquina com um sistema de segurança semelhante deve ser considerada totalmente robótica. Em uma situação que leva a um acidente, o motorista pode simplesmente soltar o controle e o computador calculará as trajetórias de outros carros e obstáculos e fará todo o possível para tornar a situação o mais segura possível. Se o movimento for controlado por uma pessoa, o computador obedecerá, mas somente se a pessoa não procurar criar uma situação tão perigosa que será impossível sair dela.

O principal obstáculo para essas máquinas no caminho para obter o status de totalmente robótico será o completo desconhecimento dos princípios básicos das regras de tráfego e navegação. Os motivos são fatores de curto prazo e prevenção de desastres.

É fácil ver como os pais ansiosos pagam grandes quantias por esses carros pelos filhos e as companhias de seguros oferecem grandes descontos aos proprietários desses carros.

Em algum momento, teremos carros que dirigem constantemente ou na maioria das vezes nós mesmos, mas isso não será totalmente legalizado. Essas tecnologias poderão ser usadas como sistemas de prevenção de acidentes, porque as pessoas querem um carro que possa lidar com uma situação perigosa quando o motorista adormecer ou desmaiar. Com o aumento da confiança nessas tecnologias, as pessoas soltam cada vez mais o volante e controlam o carro (pode ser ilegal).

No entanto, a história mostra que as tecnologias de segurança automotiva geralmente permitem que os motoristas se sintam seguros e corram um risco maior, por causa dos quais a taxa de acidentes pode não diminuir ou até crescer. Para tais tecnologias, é difícil fazer previsões.

Devo observar que essa tecnologia contradiz uma de minhas declarações. Escrevi que no ano em que não produzimos veículos não tripulados, motoristas humanos matam 45.000 pessoas nos Estados Unidos e um milhão em todo o mundo. Os automóveis que previnem acidentes podem fazer a diferença, porque precisam reduzir o nível de mortalidade, ou pelo menos as mortes com eles podem deixar de ser.

Alguns participantes do mercado podem querer interromper o desenvolvimento desses veículos, mas quase todas as tecnologias nesse mercado ajudam o desenvolvimento de veículos não tripulados.

Até 2020, a Volvo prometeu lançar um carro seguro com um sistema de prevenção de acidentes e melhor proteção para os passageiros, para que eles estejam seguros em situações em que os acidentes não possam ser evitados. Eles acham que descobertas interessantes estão no comportamento de gafanhotos .

Navegação difícil

Os motoristas exigem e compram sistemas de navegação que se tornarão protótipos para sistemas de navegação de veículos não tripulados. Sua funcionalidade inclui a tecnologia A-GPS de alta precisão, processamento dinâmico de dados de tráfego coletados de outros carros, além de edições baseadas no monitoramento do comportamento e dos relatórios do usuário. Mais tarde, esses sistemas começarão a reconhecer faixas e vagas de estacionamento, bem como o tempo de comutação de sinais de trânsito, congestionamentos e muito mais.

Existe uma área inteira chamada “Sistemas Inteligentes de Transporte” dedicada aos conceitos de veículos em rede com melhor navegação e controle de tráfego. A maior parte do trabalho nessa área contribuirá para o desenvolvimento de máquinas robóticas, uma vez que os robôs são muito melhores na integração contínua de dados no processo de tomada de decisão.

Simulação do ambiente de carros robóticos

Juntei pessoas que se propõem a desenvolver uma plataforma de rede aberta para simuladores de veículos não tripulados , o que permitirá que pequenas equipes desenvolvam e testem software para máquinas robóticas a baixo custo, além de melhorar projetos de código aberto. Esses ambientes de software também podem ser usados para competições, cujos vencedores podem receber financiamento para testar seu software em carros reais.

Bot militar para entrega

Graças às competições do DARPA Grand Challenge e ao mandato do Congresso, para garantir que ⅓ de todos os veículos militares não sejam tripulados até 2015, os primeiros veículos autônomos serão bots militares para entregas . Eles serão implantados fora dos Estados Unidos, geralmente em áreas perigosas, para transportar cargas sem risco para o pessoal dos ataques inimigos. Alguns bens serão destruídos ou roubados, mas os custos geralmente serão reduzidos.

Alguns bens (como armas) são tão valiosos que serão guardados como de costume. Esses comboios consistirão em robôs carregando armas e veículos de escolta fortemente blindados e resistentes a bombas.

A tecnologia militar fabricará muitos outros produtos para uso civil. Além disso, um bot civil para entrega é um conceito que mudará o mundo em si.

Telemetria e redes

Idealmente, as máquinas robóticas devem funcionar de forma completamente independente de qualquer outro sistema. Eles não devem depender de nenhum gerenciamento central, sistemas de disseminação de informações e não devem depender da interação com outras máquinas. No entanto, isso não significa que o uso desses dados não melhore o desempenho dessas máquinas.

Mesmo antes que veículos não tripulados estejam na estrada, veículos familiares podem se beneficiar desse tipo de informação. Por exemplo, é útil obter dados sobre a alteração dos sinais de trânsito, a fim de ajustar a velocidade da viagem para não entrar no sinal vermelho. Estudos mostram que se o carro se mover dessa maneira e, portanto, não parar e não começar do zero, a milhagem da cidade aumentará em 30% - o carro híbrido obtém o mesmo benefício do uso de eletricidade (como observado acima, essa tecnologia já é usada na Audi Travolução).

Já estamos perto disso. Protocolo 802.11pjá foi reservado para acesso sem fio no ambiente automotivo. Sugeri uma opção com um pedal do acelerador que ignora as tentativas de aceleração que farão com que você fique sob o próximo semáforo (exceto quando você insistir em acelerar).

Informações sobre a dinâmica dos fluxos de tráfego também são úteis para planejar a rota ideal para a viagem. Nenhum governo central deve dizer aos carros para onde ir - eles mesmos naturalmente escolherão as estradas mais rápidas e menos movimentadas. Os carros podem anunciar na rede que planejam se mudar para determinados lugares, para que outros carros possam evitá-los se, de acordo com os cálculos, houver expectativa de congestionamento de tráfego.

A telemetria de outras máquinas é especialmente útil para máquinas robotizadas. Se um veículo não tripulado puder saber que outro carro no fluxo também é controlado por um computador (o que significa que possui uma alta velocidade de resposta), esses carros poderão contornar obstáculos, pedestres ou carros traiçoeiros com motorista humano. Obviamente, um carro robótico pode não depender completamente dessas informações, mas se você decidir confiar em outro veículo, esses carros poderão ser colocados mais densamente na estrada para aumentar o rendimento.

A telemetria também útil pode incluir dados como relatórios de buracos, informações sobre tração, estradas molhadas e geladas. Os carros com motorista humano também podem usar esses dados - isso aumentará a segurança e a produtividade do carro.

Se você quiser, siga o link e saiba mais sobre o Motornet .

Estacionamento com um robô de estacionamento

O Lexus com função de estacionamento automático já está disponível para venda - este carro pode realizar estacionamento paralelo em uma pequena área. Imagine o próximo passo - você permite que o carro estacione sozinho em uma seção especial de estacionamento projetada para essas operações. Um carro no qual existe um "roboparker" pode executar comandos vindos da zona de estacionamento, seguir as placas ou (nas versões anteriores) mover-se ao longo dos fios-guia. O território do robô de estacionamento estará livre de pessoas (ou seja, não-funcionários) e será de propriedade privada, o que tornará possível o uso desses estacionamentos muito antes de os carros-robô serem lançados nas estradas. Os carros desses estacionamentos serão mais como robôs que já estão dirigindo pelo chão de fábrica e hospitais.

Os carros com estacionamento robótico podem estacionar com mais força e liberar viagens sob comando. Eles podem estacionar-se em garagens com altura limitada. A tarefa do estacionamento autônomo é muito mais fácil do que um passeio nas ruas.

Essas máquinas também podem ser programadas para formar um comboio no qual muitas máquinas se seguirão. Isso permitiria que uma pessoa que estacionasse entregasse um grande grupo de carros de um ponto de desembarque para estacionamento remoto a longo prazo no aeroporto - apenas uma pessoa seria necessária para transportar uma dúzia de carros. Além disso, o manobrista pode retornar com outro comboio de carros para os passageiros que chegarão em breve. Esta viagem não deve ocorrer em alta velocidade e, portanto, pode ser bastante segura, mesmo em vias públicas. Precisamos confiar à máquina apenas seguir o líder - algo que podemos alcançar hoje.

As pessoas pagarão de bom grado por um carro que possam caber na entrada de um roboparker perto de um aeroporto, escritório ou shopping center e farão seus negócios. Depois de voltar, eles só precisarão enviar um sinal do telefone e, quando chegarem ao estacionamento, verão que o carro está pronto para a partida.

Talvez a melhor solução não seja integrar a lógica completa do robô de estacionamento em cada carro. Em vez disso, cada carro acionado automaticamente será equipado com uma interface padrão que permitirá que um módulo de estacionamento de robô seja instalado no carro. Este módulo, equipado com a mais recente tecnologia, terá acesso a qualquer sensor no carro e pertencerá ao estacionamento, e este módulo fará todo o trabalho. Para que o proprietário possa fornecer o controle de seu carro ao roboparker, um novo padrão (possivelmente sem fio) será desenvolvido.

Você pode até imaginar um módulo de estacionamento de robôs que funciona com máquinas antigas que possuem muito pouco material eletrônico. Quase todos os carros têm controle de cruzeiro e controle eletrônico de freio, e isso pode ser suficiente - se o roboparker tiver um pequeno puxão que forneça a direção, enquanto o próprio parker dará ao carro comandos sobre aceleração e frenagem. Se a frenagem puder ser controlada sobre rodas de forma independente, você poderá dirigir apenas com freios.

Em casos extremos, é possível construir um módulo de reboque completo, no qual você dirige duas rodas do carro (como no caso de um caminhão de reboque) - esse método é adequado para carros que não estão equipados para trabalhar com o protocolo do estacionamento robótico.

Uma versão mais avançada do estacionamento robótico - um carro que chega ao local sob demanda - pode aparecer mais tarde e fornecer muitas das vantagens de veículos não tripulados.

Também pudemos ver mais carros projetados para estacionamento automático compacto. Um exemplo dessa máquina é o projeto MIT City Car .

Esta etapa em breve será marcada como "Implementada". A equipe de máquinas robóticas de Stanford modificou a Volkswagen (um projeto conhecido como Junior 3) para que o carro pudesse encontrar um espaço de estacionamento gratuito e ocupá-lo com um mapa do site em mente.

Automóvel pessoal

Embora em outros artigos você possa ver minhas declarações de que o transporte automático pessoal (PAT) se tornará obsoleto antes de ser amplamente utilizado , os primeiros projetos bem-sucedidos nessa área realmente seguem o caminho de veículos não tripulados. O ônibus de estacionamento no quinto terminal de Heathrow, chamado ULTra, é um PAT de ônibus de borracha. O ULTra se move ao longo de uma pista designada com pequenas bordas - não pode detectar pedestres e evitá-los, além de seguir qualquer rota que não a rota designada. Esse sistema foi colocado em uso de teste em 2010 e, em um futuro próximo, está planejado mudar para o uso geral completo.

Abu Dhabi está construindo uma nova cidade chamada Masdar, perto do aeroporto. Masdar é planejada como uma cidade sem carros, então eles estão construindo a parte de pedestres da cidade um nível acima. No nível do solo (que, ao que parece, fica no subsolo dos edifícios), existem faixas para veículos robóticos para o transporte de passageiros e mercadorias. Em vez de dirigir pelas fronteiras orientadoras, esses carros se movem por caminhos magnéticos enterrados no chão e não encontram pedestres ou outros carros. No entanto, eles têm um detector de laser que os interrompe se ainda enfrentam uma pessoa ou outro obstáculo. Esse sistema (e todo o plano da cidade) foi reduzido para se ajustar ao centro econômico da cidade, mas atualmente está funcionando e tem 2 pontos para passageiros e 3 pontos para mercadorias.

Como todos os sistemas PAT, esses sistemas exigem viagens dedicadas. No entanto, elas podem ser uma boa demonstração e ajudar as pessoas a aprender mais sobre máquinas robóticas. Esses carros dirigem com pneus comuns e podem usar a infraestrutura usual à medida que se desenvolvem, enquanto os PATs estão amarrados às suas pistas.

Os aeroportos são uma das áreas em que os PATs têm maior chance de sucesso. O exemplo de Heathrow poderia incentivar outros aeroportos a tirar proveito de tecnologias ainda mais avançadas, como carros robóticos que seguem caminhos pavimentados e possuem lidares para não prejudicar os pedestres.

Teleparker

Uma possível alternativa a um roboparker pode ser um teleparker, que incluirá um conjunto de câmeras que fornecem visibilidade de 360 graus da cabine. A imagem dessas câmeras será transmitida ao motorista remoto sentado no console e dirigindo o carro no estacionamento ou ao longo das rotas de estacionamento - quase como em um videogame.

De fato, não é tão difícil para um carro elétrico se as velocidades forem baixas e o carro estiver equipado com sensores de segurança que o interromperão se se aproximar de algo (embora esses ataques possam terminar apenas com arranhões no corpo sem expor as pessoas a risco).

O teleparker, como o estacionamento com manobrista robótico, oferece estacionamento mais eficiente, especialmente em grandes escritórios e aeroportos.

Os militares também têm um histórico de tecnologia de veículo robótico com controle remoto. Os carros voadores (UAVs) estão agora em voga, mas os veículos terrestres de longo alcance também estarão em demanda (o principal problema que eles enfrentam é um sinal de controle confiável, sem uma rede confiável de dados de radiofrequência. Eles podem resolver esse problema com repetidores no ar e autogoverno limitado após perda de sinal). Obviamente, os militares também gostariam de equipar esses veículos.

No caso de uma falha na conexão de rede, o veículo deve ser capaz de manter um estado estável e, em seguida, desacelerar e parar rapidamente para garantir a segurança. As tecnologias de rede atuais não são confiáveis o suficiente para isso, mas o trabalho está sendo feito do outro lado.

Continuação 2:

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- automotive . 2500 , 650 .

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

[Previsão] Transporte do futuro: horizonte de curto prazo