Автопилот
Беспилотный автомобиль

Беспилотный автомобиль — транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без участия человека. Автопилот — устройство или программно-аппаратный комплекс, ведущий транспортное средство по определённой, заданной ему траектории. Наиболее часто автопилоты применяются для управления летательными аппаратами (в связи с тем, что полёт чаще всего происходит в пространстве, не содержащем большого количества препятствий), а также для управления транспортными средствами, движущимися по рельсовым путям. Современный автопилот позволяет автоматизировать все этапы полёта или движения и другого транспортного средства.

Общие принципы работы беспилотного автомобиля

Общие принципы работы у всех беспилотных автомобилей примерно одинаковы. Предлагаем ознакомиться с ними на примере автомобиля Toyota Prius в версии Google.

Принцип работы беспилотного автомобиля Toyota Prius в версии Google. Secret-seo.ru

Позже разработчики приходят к идее использовать совместно с указанным оборудованием высокоточные карты. Автономное передвижение только лишь с помощью датчиков требует постоянного сканирование окрестности и, как результат, огромных вычислительных мощностей. Высокоточные карты позволяют автомобилю передвигаться даже по дорогам, не имеющим специальной разметки, а датчики предполагается использовать только для своевременной реакции автомобиля на изменения ситуаций на дорогах (переход дороги пешеходами, обгоны и др.).

Технологии беспилотного автомобиля относятся к классу решений искусственного интеллекта. Подробнее см. Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI)

Стандарты для беспилотных автомобилей

Основная статья: Стандарты для беспилотных автомобилей

В мре идет активная разработка ITS нового поколения с большим спектром возможностей, их стандартизацией занимаются такие организации, как ETSI, IEEE, 3GPP и другие. Современные системы ITS решают такие задачи, как контроль допуска, управление и оплата парковками, предоставление информации о движении и оплата парковки, управление грузоперевозками, контроль трафика и т.д.Метавселенная ВДНХ 3.4 т

Одним из основных применений ITS является помощь водителю транспортного средства. За счет кооперативной осведомленности транспортное средства может получить оповещение об опасности, индикатор медленно идущих машин, предупреждение о столкновении на перекрестке, индикатор о приближении мотоцикла и т.д.

Водителю будут доступны оповещения о таких ситуациях, как поломка электрического освещения, неверная дорога, стационарная машина (авария или поломка транспортного средства), проведение дорожных работ, риск столкновения, оповещение о состоянии дорожного движения и оповещение о смене сигнала. Децентрализированные базы данных будут предоставлять информацию об опасных зонах, осадках, сцеплениях на дорогах, видимости, ветре и др.

Следующим шагом станет использование ITS в беспилотных автомобилях. Базовым компонентом беспилотников будут внешние камеры и радарное оборудование, отмечается в отчете НИИР. Но именно обмен информацией между автомобилями по средствам V2V-систем вместе с получением транспортными средствами через V2I-системы информации о ситуации на дорогах и актуальных цифровых карт дорог позволит обеспечить безопасное и эффективное дорожное движение беспилотников.

Типы ИТС: V2V и V2I

Первый тип систем - «транспортное средство - транспортное средство» (vehicle-to-vehicle, V2V) - обеспечивают безопасное вождение за счет связи между автомобилями на перекрестках с плохой видимостью. V2V-система может предупреждать водителей об опасности лобового столкновения, бокового столкновения, заднего столкновения, уведомлять о неисправности транспортного средства, предоставлять дорожную и нормативную информацию

Например, две машины, невидимые друг другу на перекрестке или на повороте, через V2V-систему могут обменяться друг с другом координатами и значениями скоростей для избежания столкновения. Аналогичным образом автомобиль, приближающийся к концу пробки, получит информацию с координатами и скоростями ближайших транспортных средств.

Второй тип систем безопасного движение - «придорожная инфраструктура - транспортное средство» (vehicle-to-infrastracture, V2I) - обеспечивают передачу информации (сигнал и нормативная информация и т.д.) от придорожного оборудования к автомобилю через средства радиосвязи. Например, придорожные сенсоры на перекрестке обнаружат машины, которые собираются пересечь перекресток или повернуть, и передадут информацию другим приближающимся машинам по средствам V2I-систем.

Технология V2X: использование Wi-Fi и сотовых сетей

Основная статья Vehicle-to-Everytning (V2X)

Степени автономности автомобилей

Беспилотные автомобили — это машины, которые безопасно ездят по дорогам общего пользования без участия человека; ими управляет компьютер и датчики, объединенные в единую систему автономного вождения. Уровень автономности системы устанавливается его производителем.

Те автомобили, на которых ездит каждый из нас, уже входят в систему автономных транспортных средств. Дело в том, что нулевой уровень автоматизации предполагает ее полное отсутствие. Пятый — наивысший уровень — в свою очередь подразумевает, что система управляет автомобилем так же хорошо, как опытный водитель.

Уровни определены SAE International, профессиональной ассоциацией автомобильных инженеров, и кратко описывают, насколько та или иная система готова отдать управление автомобилем в руки компьютера. Категории SAE сейчас применяются повсеместно: регуляторами, инженерами, автопроизводителями и инвесторами^[1].

• По классификации SAE International систем помощи водителю или ADAS (Advanced Driver Assistance System) существует шесть классов автономности от уровня 0 — полностью ручное управление с возможностью предупреждения об опасных ситуациях на дороге, до 5 — полностью беспилотный автомобиль. Категории начинаются с Уровня 0 (машины с ABS и круиз-контролем относятся к нему).
• На Уровне 1 автомобиль уже немного помогает водителю: появляется, например, адаптивный круиз-контроль и контроль руления или торможения, но только один из двух.
• Система управления Уровня 2 может контролировать и руление, и торможение, но, как и уровнем ранее, только при определенных обстоятельствах: например, на шоссе водителю приходится вмешиваться. Если проще — машина может ехать сама, но водителю нужно быть готовым в любой момент взять управление на себя.
• На Уровне 3 автономности у машины чуть больше, а значит, у водителя больше времени, чтобы среагировать и взять контроль над автомобилем в любой непонятной ситуации. Если Уровень 2 предполагает, что водитель всегда следит за дорогой и готов включиться в любой момент, то на Уровне 3 роль водителя — быть в резерве.
• При автоматизации Уровня 4 система берет на себя полный контроль, позволяя водителю отдохнуть, но только если для этого созданы все условия — например, есть высоко детализированные трехмерные карты, чтобы система с точностью до пары сантиметров знала, где находится. Большинство разработчиков пытаются создать системы именно этого уровня.
• Уровень 5 предполагает полную автоматизацию — в этой гипотетической ситуации перед водительским креслом даже нет руля. Согласно последнему отчету Autonomous Vehicle Technology Report 2020, в мире не существует работающих технологий 5-го уровня автономности. Эксперты не ожидают появления таких технологий и в обозримом будущем: высоко автоматизированные системы будут применяться только в качестве продвинутых помощников водителя.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• перевозка грузов в опасных зонах, во время природных и техногенных катастроф или военных действий.
• снижение стоимости транспортировки грузов и людей за счёт экономии на заработной плате водителей.
• более экономичное потребление топлива и использование дорог за счёт централизованного управления транспортным потоком.
• экономия времени, ныне затрачиваемого на управление ТС, позволяет заняться более важными делами или отдохнуть.
• у людей с ослабленным зрением появляется возможность самостоятельно перемещаться на автомобиле.
• минимизация ДТП, человеческих жертв.
• повышение пропускной способности дорог за счёт сужения ширины дорожных полос.

Недостатки

• Ответственность за нанесение ущерба.^[2]
• Утрата возможности самостоятельного вождения автомобиля.^[3]
• Надёжность программного обеспечения.^[4]
• Отсутствие опыта вождения у водителей в критической ситуации.^[5]
• Потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств.^[6][7]
• Потеря приватности.^[8]
• Минирование беспилотных автомобилей.^[9]
• Этический вопрос о наиболее приемлемом числе жертв, аналогичный проблеме вагонетки, стоящий перед компьютером автомобиля при неизбежном столкновении.^[10][11]

Некоторые системы полагаются на инфраструктурные системы (например, встроенные в дорогу или около неё), но более продвинутые технологии позволяют симулировать присутствие человека на уровне принятия решений о рулении и скорости, благодаря набору камер, сенсоров, радаров и систем спутниковой навигации.

Вызовы на пути к беспилотнику

В начале 2017 года корреспондент TAdviser побывал на Мобильном конгрессе в Барселоне и ознакомился с развитием технологий беспилотных автомобилей.

Коммуникации

2020: Хранения данных с автомобиля в облако и роль 5G

Данные от беспилотных автомобилей могут храниться как прямо на борту, если необходима их оперативная обработка, так и в облаке, которое больше пригодно для углубленного анализа. Маршрутизация данных зависит от их функции: есть данные, которые нужны водителю незамедлительно, например, информация от датчиков движения или данные о местоположении от GPS-системы, кроме того, на их основании автопроизводитель может сделать важные выводы и, опираясь на них, продолжить работу по совершенствованию системы помощи водителю ADAS^[12].

В зоне покрытия Wi-Fi отправка данных в облако обоснована экономически и проста технически, но если автомобиль находится в движении, единственным доступным вариантом может быть соединение по 4G (и в перспективе по 5G). И если техническая сторона передачи данных по сотовой сети не вызывает серьезных вопросов, ее стоимость может быть невероятно высокой. Именно по этой причине многие беспилотные автомобили придется оставлять на какое-то время около дома или в каком-то другом месте, где их можно подключить к Wi-Fi. Это гораздо более дешевый вариант закачки данных в облако для их последующего анализа и хранения.

Существующие сети 4G по-прежнему останутся главным каналом связи для большинства приложений, однако, технология 5G может стать основным катализатором дальнейшего развития подключенных и автономных автомобилей, давая им возможность практически мгновенно связываться друг с другом, со зданиями и объектами инфраструктуры (V2V, V2I, V2X).

Автономные автомобили не могут функционировать без подключения к сети, а 5G – это ключ к быстрому соединению и снижению времени задержки на благо водителей будущего. Более высокая скорость соединения позволит снизить время получения собираемых автомобилем данных, за счет чего транспортное средство сможет практически мгновенно реагировать на внезапные изменения дорожного движения или погодных условий. Приход 5G также ознаменует прогресс в развитии цифровых сервисов для водителя и пассажиров, которые будут получать еще большее удовольствие от поездки, и, соответственно, будет способствовать увеличению потенциальной прибыли для поставщиков этих сервисов.

2017: Задача обеспечения высокоскоростного сетевого подключения

На пути к беспилотным автомобилям еще предстоит решить много технологических и юридических задач. Разработчики сходятся во мнении, что одна из ключевых – обеспечить автомобили возможностями высокоскоростного сетевого подключения. Сети пятого поколения рассматриваются как драйвер технологий автономного вождения: они позволят автомобилю максимально оперативно получать информацию и взаимодействовать с другими автомобилями и окружающей его инфраструктурой.

Минимальные задержки передачи информации, которые ожидаются в 5G, являются критическими для беспилотных автомобилей при их массовом использовании. Высокоскоростная связь позволит мгновенно принимать и передавать данные от одного автомобиля к другому. Информация об изменениях в движении одного автомобиля, например, о торможении, позволит сразу же корректировать действия окружающих его машин.

По состоянию на начало 2017 года стандарта связи 5G еще не существует. В его разработке задействованы регуляторы, мировые телеком-компании и производители оборудования. 3GPP (3rd Generation Partnership Project) — организация, утверждающая международные стандарты сотовой связи – планирует полностью завершить работу по тестированию и стандартизации технологий беспроводной связи пятого поколения в 2020 году.

В феврале 2017 года Международный союз электросвязи опубликовал первую версию рабочего черновика спецификации, описывающей сеть 5G. Проект документа устанавливает планку ожидаемой производительности нового стандарта IMT-2020: предполагается, что средняя скорость скачивания в 5G-сетях для пользователей составит 100 мегабит в секунду, а загрузки — 50 Мбит/с. При этом время ожидания не превысит 4 мс (для 4G LTE этот значение составляет около 20 мс).

Сети 5G должны ускорить массовое внедрение технологий беспилотного вождения

Для коммуникации с окружающими объектами также разрабатываются специальные системы, позволяющие автомобилю обмениваться данными с другими объектами. Технология vehicle-to-everything (V2X) по беспроводной связи позволяет автомобилю получать предупреждения о дорожных условиях и приближающихся автомобилях задолго до того, как они появятся в его поле зрения. Для этого и окружающая инфраструктура должна быть «умной». Например, светофоры, дорожная разметка, дорожные знаки.

Разработку интерфейса для систем V2X, которые смогут работать с сетями нового поколения, ведет, например, Qualcomm. В компании рассказывают, что планируют до конца года провести тестирование прототипа в составе конечных устройств в Германии в партнерстве с рядом компаний, в числе которых Ericsson, Audi.

В марте 2017 года руководитель разработки мобильных онлайн-сервисов Volkswagen Николай Раймер (Nikolai Reimer) отмечал, что одна из ключевых задач – обеспечить машины возможностями связи. Этот вопрос компания считает настолько важным, что около трех лет назад даже приобрела европейский центр исследований и разработок Blackberry с командой примерно из 200 инженеров.

На базе этого подразделения Volkswagen теперь развивает центр компетенции по решениям связи для своих автомобилей. Он обеспечивает разработку технологий, которые смогут применяться в подключенных автомобилях в будущем. В их числе – блоки управления связью. Volkswagen рассчитывает в будущем обеспечивать себя ими сам. Николай Раймер считает, что компания должна больше инвестировать в эти разработки.

Всевидящее око

Автономный автомобиль должен знать с точностью до сантиметров, где именно он находится и что находится далее на дороге вне зоны текущей физической видимости. В картографической компании Here (ранее принадлежала Nokia) отмечают, что карты высокой точности – фундаментальный элемент в дополнение к сенсорам и камерам для того, чтобы беспилотный автомобиль мог ориентироваться в окружающей его обстановке.

Карты должны отражать и местоположение автомобиля, и позволять ему знать, что находится дальше, за поворотом, чего не могут обеспечить камеры и сенсоры. Тогда автомобиль сможет выстраивать не реактивную, а проактивную стратегию вождения, говорит Алекс Манган (Alex Mangan), руководитель продуктового маркетинга Here.

Для тестирования своих беспилотных автомобилей Google, например, предварительно сам строит детальные 3D-карты на пилотных маршрутах, учитывающие даже небольшие особенности дорог. Для сбора данных, на основе которых будет строиться карта, сотрудники компании предварительно специально ездят по дорогам. В случае с тестовыми маршрутами это посильная задача, однако, когда требуется создать карты для дорог протяженностью в миллионы километров, она выглядит сложно реализуемой. Особенно с учетом того, что однажды созданные карты необходимо поддерживать и обновлять – картина на дорогах может меняться очень часто.

Автономный автомобиль должен знать, что происходит не только в зоне видимости, но и за поворотом

Упростить создание точных карт для автомобилей может сотрудничество с автопроизводителями: их машины, оснащенные сенсорами и радарами, могут «делиться» получаемой с дорог информацией с разработчиками картографических сервисов. За счет этого карты могли бы обновляться буквально в режиме реального времени.

В феврале 2017 года производитель решений для беспилотных автомобилей Mobileye и BMW объявили о подобном сотрудничестве. Его целью является сбор картографических данных для самоуправляемых машин. Автомобили BMW 2018 модельного года будут оснащаться камерами и софтом MobilEye для сбора информации, необходимой для обновления цифровых карт высокого разрешения.

С целью ускоренного создания и обновления карт BMW и Mobileye будут передавать данные, генерируемые в рамках партнерства, компании Here. Алекс Манган из Here полагает, что индустрия должна объединиться вокруг идеи обмена данными – это может ускорить распространение технологии беспилотного вождения. Помимо BMW, компания планирует договариваться и с другими производителями автомобилей об аналогичной передаче данных, включая Audi и Mercedes.

Распознавание дорожных знаков и разметки

Как удалось обнаружить в начале августа исследователям из университета Вашингтона, системы машинного зрения, применяемые в машинах с автопилотом для распознавания дорожных знаков, легко сбить с толку: для этого достаточно определенным образом разместить на знаках небольшие наклейки.^[13]

В ходе эксперимента исследователи наклеили на одном из знаков Stop несколько черных и белых стикеров, на другом разместили дополнительные надписи сверху и снизу от надписи Stop, а третий знак сделали более блеклым. При этом подчеркивается, что во всех случаях дорожные знаки оставались вполне узнаваемыми и читались хорошо.

Фото: 24gadget.ru

Тем не менее, система автопилотирования в подавляющем большинстве попыток дала сбой: вышеописанные манипуляции со знаками Stop приводили к тому, что вместо них автопилот «видел» знак ограничения скорости.

Фото: 24gadget.ru

Результаты эксперимента навели исследователей на мысль о том, что злоумышленники могут самостоятельно делать подобные наклейки, чтобы заставить компьютерную систему автомобиля неверно распознать знак дорожного движения.

В качестве способа борьбы с обнаруженной уязвимостью исследователи предлагают реализовать в системе автопилота алгоритмы, дополнительно анализирующие контекст, в котором встретился знак. В частности, алгоритмы помогут системе определить, что знак расположен в ненадлежащем месте (например, Stop — на скоростном шоссе или ограничение скорости в 100 км/ч — на городской улице), что поможет избежать аварийной ситуации.

Как отмечается, испытанию подверглась не система какого-то конкретного автопроизводителя, а стандартный для всех производителей алгоритм работы автопилота. Результаты исследования, по мнению авторов, демонстрируют степень уязвимости автоматики. Использованные на дорожных знаках искажения моделировали типичные поражающие факторы городской среды: акты уличного вандализма, порчу покрытия знака из-за погодных условий и так далее.

В ходе эксперимента ученые использовали несколько дорожных знаков с различными типами надписей, наклеек и граффити. По словам исследователей, в 100% случаев, автомобили распознавали знак «Стоп» с надписями Love\Hate как знак «Ограничение скорости 45», второй и третий знаки также распознавались как «Ограничение скорости 45», но только в 67% случаев. Что касается четвертого знака, его система машинного обучения классифицировала как знак «Стоп» вместо «Правый поворот» в 100% случаев.

Кибератаки на автомобили

Основная статья: Кибератаки на автомобили

Безопасность

2021: Mercedes-Benz первой в мире сертифицировала автопилот 3-го уровня

11 декабря 2021 года Mercedes-Benz стал первой автомобильной компанией в мире, которая выполнила необходимые требования для утверждения системы автономного вождения 3-го уровня. Сертификат был выдан UN-R157, регулирующим органом ООН, который устанавливает стандарт технологии автономного вождения третьего уровня в транспортных средствах. Подробнее здесь.

2020

Калифорния разрешила такси без водителей

В середине ноября 2020 года стало известно о том, что Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии (CPUC) одобрила две новых программы, в рамках которых компании в штате Калифорния смогут развернуть свои проекты по перевозке пассажиров с помощью беспилотных автомобилей, взимая плату за проезд. Подробнее здесь.

Выход на рынок седана Honda Legend с автопилотом 3-го уровня

В середине ноября 2020 года стало известно о том, что Honda стала первым в мире автопроизводителем, который откроет продажи автомобиля с оборудованием для беспилотного вождения, соответствующим третьему уровню автоматизации по международной классификации. Подробнее здесь.

Главная в Европе по краш-тестам организация оценила автопилоты

В начале октября 2020 года Европейский комитет по проведению независимых краш-тестов авто (Euro NCAP) опубликовал результаты испытаний автомобилей, которые оснащены системами помощи водителю. Речь идет об оценивании работы системы Highway Assist.

В тестировании принимали участие 10 автомобилей: Tesla Model 3, Audi Q8, Volvo V60, BMW 3-Series, Peugeot 2008, Mercedes-Benz GLE, Renault Clio, Volkswagen Passat, Nissan Juke, Ford Kuga. Euro NCAP оценивал работу автомобильных систем по двум критериям: баланс между вмешательством компьютера и вовлечением водителя в процесс, а также обеспечение безопасности в непредвиденных ситуациях. По итогам тестирования автомобилям выставляли одну из четырёх оценок: Entry (начальная), Moderate (средняя), Good (хорошая) и Very Good (очень хорошая).

Главная в Европе по краш-тестам организация оценила автопилоты, cистема автомобиля Tesla оказалась хуже, чем у Mercedes-Benz, BMW и Audi

Оценку «Очень хорошо» получили следующие участники: Mercedes-Benz GLE, Audi Q8, BMW 3 Series. Оценку «Хорошо» получила модель Ford Kuga. В «среднюю» категорию попали автомобили: Tesla Model 3, Nissan Juke, Volkswagen Passat, а также Volvo V60. В «начальной» категории оказались модели Peugeot 2008 и Renault Clio.

Представитель исследовательской компании Thatcham Мэтью Эйвери отметил, что Tesla Model 3 продемонстрировала во время испытаний на автоматическое экстренное торможение и предотвращение столкновений неплохие результаты, в частности эксперты высоко оценили технологию обновления автопилота с помощью Wi-Fi. Тем не менее, данная модель оказалась хуже чем, Mercedes-Benz, BMW и Audi. В Euro NCAP отметили, что основная проблема данной модели заключается в том, что она вызывает у водителя чувство полной отрешенности. Эйвери объяснил:

Алгоритм системы более авторитарный, чем ассистирующий. Это означает, что она не дополняет водителя, а заменяет его.

Эйвери добавил:

К сожалению, некоторые водители считают, что они могут приобрести беспилотный автомобиль уже сегодня. Это опасное заблуждение, при котором слишком большой контроль передается транспортным средствам, а они пока не готовы справляться со всеми ситуациями.[14]

В Университете ИТМО предложили использовать блокчейн для контроля за безопасностью беспилотных авто

Сотрудники факультета безопасности информационных технологий Университета ИТМО предложили метод использования системы блокчейн для мониторинга дорожной ситуации. Об этом университет сообщил 21 февраля 2020 года. С помощью предложенного алгоритма можно будет создавать защищенные от изменений журналы активности беспилотных автомобилей, позволяющие надежно фиксировать дорожные происшествия. Также технология потенциально может помочь составлять базы данных ДТП, чтобы определять наиболее опасные участки дороги.

Описывая ближайшее будущее, инженеры, экономисты, политики всего мира говорят о том, что города станут «умными», а автомобили, в массе своей, – беспилотными. Однако для того, чтобы эта картина стала реальностью, необходимо развитие технологий сбора, анализа, хранения и защиты огромного количества данных. При этом следует помнить, что многие заинтересованы в искажении данных: водители, желающие скрыть факт участия в ДТП; производители беспилотных автомобилей, нуждающиеся в как можно лучших показателях безопасности своих разработок; власти, старающиеся улучшить статистику аварий и пробок. Сотрудники факультета безопасности информационных технологий Университета ИТМО Сергей Беззатеев и Вадим Давыдов предложили модель накопления и защиты данных о дорожной обстановке, которая использует механизм блокчейн. Их разработка должна помочь защитить данные от манипуляций.

Первое возможное применение математических алгоритмов, предложенных сотрудниками Университета ИТМО – создание системы сбора данных о «поведении» на дорогах беспилотных автомобилей. Все события, которые происходят с автомобилем: парковка, авария, нарушение правил дорожного движения, сбой в работе – могут фиксироваться на бортовом компьютере и пересылаться в общую базу данных.

В Китае есть проблема с тем, чтобы повысить уровень безопасности беспилотных автомобилей. Необходимо вести журнал, записывающий все происходящее, иначе, согласно правилам, безопасность не считается обеспеченной. На февраль 2020 года один из проверенных и надёжных способов сделать эту запись достоверной – блокчейн, чья надежность уже доказана на криптовалюте. При этом учет событий, произошедших с конкретным автомобилем, будет вести не только этот автомобиль, но и все другие беспилотники, в зоне наблюдения которых он окажется, рассказывает Беззатеев

Технология может помочь не только для работы с беспилотниками. Внедрение такой системы поможет собирать большие данные о городских дорогах и загородных трассах. Информация будет аккумулироваться в единой базе, которая позволит составить большую, постоянно обновляемую базу ДТП. Располагая такой информацией, дорожные службы и ГИБДД смогут видеть закономерности и выявлять места с неправильной работой светофора, ошибками в разметке, дефектами дорожного полотна, приводящими к постоянным авариям. При этом сбор данных может вестись не только бортовыми компьютерами и видеорегистраторами, но также и простыми прохожими, которые смогут передать информацию о ДТП через свои мобильные устройства.

Потенциально, поясняют ученые, подобная система может помочь также собирать достоверные сведения об истории подержанного автомобиля перед его покупкой. Так, человек, желающий купить машину, мог бы запрашивать данные из такой информационной базы и проверять, участвовала ли машина в ДТП или даже какой у нее достоверный пробег.

2019

Беспилотный автомобиль можно обмануть специальными картинками

10 ноября 2019 года стало извечтно, что специалисты из Института интеллектуальных систем им. Макса Планка и Тюбингенского университета провели исследование беспилотных автомобилей на предмет безопасности. Инженеры проверяли, как авто справляются с распознаванием человеческих фигур.

Происходит тотальный сбой системы, беспилотный автомобиль может уйти с полосы или неожиданно затормозить. Чем-то это напоминает эффект, когда стробоскопические вспышки определенной частоты вызывают у некоторых людей эпилептические припадки. То есть через зрение искусственным образом вызывается сбой функций организма, в этом смысле мозг человека и беспилотника имеют что-то общее.

По словам ученых, всего за четыре часа им удалось создать образец цветовых сочетаний, вызывающих у беспилотного автомобиля состояние сродни панике, и это становится угрозой безопасности. Узор можно легко нанести на футболки или сделать наклейки на дорожные знаки или хозяйственные сумки. Хакеры тоже могут этим воспользоваться, предупреждают исследователи.

Проблема заключается в несовершенстве искусственного интеллекта, которое проявляется при распознавании изображений. Алгоритм использует встроенную камеру для наблюдения за окружающей средой, такой как дорога перед автомобилем, и для обнаружения препятствий. Если распознавание дает сбой, машина-робот в лучшем случае останавливается из соображений безопасности.

Авторы исследования подчеркнули, что такой баг возникает с вероятностью всего несколько процентов, но этого достаточно, чтобы беспилотник стал вести себя непредсказуемо. Эксперимент показал, что, если камера авто несколько раз увидит одно и то же пятно, ее реакция будет каждый раз особенной.

Разумеется, ученые и программисты со временем решат эту проблему, но пока она остается. Исследователи полагают, что теперь задача автопроизводителей — обучить свои системы быть устойчивыми к таким атакам^[15].

Количество беспилотных автомобилей вырастет до 10 млн

Июль 2019 года - по словам ученых из Технологического института Джорджии, в будущем количество беспилотных автомобилей вырастет до 10 млн. Ученые опасаются, что киберпреступники смогут парализовать городской трафик, взломав лишь небольшую часть беспилотных автомобилей^[16].

Главными последствиями таких кибератак на беспилотные автомобили станут дорожно-транспортные происшествия, а также огромные пробки, в которые попадут машины скорой помощи с ранеными, больными и умирающими людьми.

Исследователи смоделировали ситуацию, как взлом нескольких беспилотных автомобилей может повлиять на городской трафик в Манхэттене (район Нью-Йорка).

По словам исследователей, остановка всего 20% автомобилей в час пик полностью парализует транспортное движение в городе. Город будет разделен на несколько секторов, что позволит перемещаться между кварталами, однако добраться в другой конец уже будет невозможно. Взлом и принудительная остановка 10% автомобилей в час пик приведет к блокировке движения машин скорой помощи. Результаты исследования также показали, что такие последствия могут возникнуть и в любое другое время дня.

Исследователи рекомендуют инженерам беспилотных автомобилей связывать машины несколькими цифровыми сетями, чтобы предотвратить доступ злоумышленнику к каждому автомобилю путем компрометации одной или двух сетей.

В октябре 2017 года, выступая на Всемирном форуме знаний в Сеуле, Южная Корея, главный исполнительный директор Mobileye и старший вице-президент Intel, профессор Амнон Шашуа (Amnon Shashua) предложил автомобильной отрасли способ, позволяющий подтвердить безопасность беспилотных автомобилей. Его решение, опубликованное в научной статье и представленное в кратком изложении этой работы для обывателей, предлагает математическую формулу, используя которую можно подтвердить, что тот или иной беспилотный автомобиль работает с соблюдением норм ответственности и не может послужить причиной аварии, вину за которые можно бы было возложить на этот автомобиль.

Представленная учеными модель Responsibility Sensitive Safety предусматривает конкретные, поддающиеся измерению параметры, характеризующие человеческие представления об ответственности и осторожности, и определяет так называемое «безопасное состояние» (Safe State), поддерживая которое беспилотный автомобиль не может послужить причиной аварии, вне зависимости от того, какие маневры или действия совершают другие транспортные средства.

В своем выступлении Амнон Шашуа призвал представителей отрасли и тех, кто разрабатывает стратегии, «вместе работать над созданием стандартов, которые бы позволяли однозначно устанавливать виновника» при неизбежных авариях с участием автомобилей, управляемых водителями, и беспилотных автомобилей. Он пояснил, что все современные правила и нормативные акты базируются на той идее, что автомобилем управляет водитель, поэтому для регламентирования беспилотных автомобилей в правила необходимо вводить новые параметры.

«Ключевым моментом сейчас является возможность устанавливать виновника аварии. Даже самые лучшие водители в мире попадают в дорожно-транспортные происшествия, и беспилотные автомобили тоже не смогут избежать этой участи из-за действий других участников дорожного движения. Но вероятность того, что ответственный и осторожный водитель попадет в аварию по собственной вине, очень мала, особенно если водителю доступен панорамный обзор, а сам он обладает молниеносной реакцией – как у беспилотного автомобиля», – объясняет Амнон Шашуа. Предложенная модель RSS позволяет формализовать работу беспилотных автомобилей, в результате чего «беспилотники» будут всегда работать только в рамках той модели, которая считается «безопасной», исходя из четких определений вины, и которая одобрена представителями отрасли и регуляторными инстанциями.

Киберугрозы – один из вызовов для любых подключенных устройств, включая автомобили. Глава телекоммуникационной компании SoftBank Масаеси Сон (Masayoshi Son) в конце февраля 2017 года приводил данные, что число кибератак на объекты с интернет-подключением выросло в четыре раза в 2016 году по сравнению с 2015 годом.

В случае с автомобилями это особая причина для беспокойства, так как в результате действий злоумышленников могу пострадать люди. Теоретически, хакер может взломать сеть, остановить передачу данных, выключить тормоза или просто остановить машину.

В середине 2015 года, например, специалисты по компьютерной безопасности Центра передовых технологий Uber обнаружили уязвимость в программном обеспечении автомобиля Jeep, благодаря которой смогли осуществить удаленный доступ к некоторым системам автомобиля: кондиционеру, стеклоочистителям, аудиосистеме и тормозам.

Кибер-инциденты – это проблема для любого автопроизводителя в мире. Это вопрос общественной безопасности, - отмечала ранее Мэри Барра, гендиректор General Motors.

В компании Argus, специализирующейся на средствах киберзащиты для автомобилей, считают, какой-то единый продукт не может подойти для этих целей: различные решения, предназначенные для разных частей подключенного автомобиля, должны интегрироваться между собой, чтобы была обеспечена полная защита.

Автопроизводители и производители решений для автомобилей инвестируют в развитие этого направления кибербезопасности. Ряд автопроизводителей, включая Tesla, Fiat Chrysler и General Motors, создали специальные программы поощрения лиц, которые сообщат о брешах в безопасности систем своих машин.

Отвечая на запросы рынка, появляется все больше компаний, разрабатывающих специализированные решения для автомобилей. Такое направление появилось, например, и у «Лаборатории Касперского». В 2016 году компания сообщала, что ведет разработку защищенной безопасной операционной системы, которая, в частности, может быть использована для автомобилей.

В 2016 году производитель решений для автомобилей Harman приобрел израильскую технологию кибербезопасности TowerSec для своего защищенного от взлома программного обеспечения. В том же году инвестиции для развития технологий автомобильной киберзащиты получил другой израильский стартап - Karamba Security.

Чья жизнь важнее: водителя или пешехода?

Помимо технологических вызовов для перехода к массовому использованию беспилотников предстоит решить и «моральные» вопросы, связанные с принятием решений автопилотом. Например, должна ли она быть спроектирована таким образом, чтобы защищать жизнь водителя любой ценой, даже если в экстренной ситуации для этого необходимо протаранить толпу пешеходов?

Правила для беспилотных автомобилей в Германии

Федеральное министерство транспорта и цифровой инфраструктуры Германии объявило о намерении ввести в действие дорожные правила для беспилотных автомобилей, их производителей и владельцев. Как пишет летом 2017 года The Register, документ обяжет разработчиков беспилотных автомобилей программировать их автопилот таким образом, чтобы в любой неожиданной ситуации на дороге он ставил человеческую жизнь превыше жизни животных или сохранности частной или государственной собственности^[17].

В настоящее время ни в одной стране мира нет единых правил дорожного движения, которые бы регулировали технические требования к беспилотным автомобилям и регламентировали их движение по дорогам общего пользования. Некоторые страны допускают перемещение беспилотных автомобилей по общим дорогам, но в этом случае требуется получение специального разрешения. При этом за рулем беспилотного автомобиля всегда должен находиться водитель, готовый перехватить у автопилота управление в случае какой-либо нештатной ситуации.

Правила для беспилотных автомобилей в Германии были разработаны консультативным советом Федерального министерства транспорта и цифровой инфраструктуры Германии, в который входят 14 ученых и юристов. В общей сложности в список попали 20 требований к беспилотным машинам, их производителям и водителям. Так, требование к ценности человеческой жизни подразумевает, что автопилот в любой аварийной ситуации должен таким образом управлять автомобилем, чтобы сохранить жизнь людей.

В случае двойственной аварийной ситуации, автопилот не должен делать выбор, чью жизнь следует сохранить — водителя или пешехода, пожилого человека или ребенка. Автопилот должен будет сделать все возможное, чтобы сохранить жизнь всех участников аварии. Все беспилотные автомобили, регистрируемые в Германии, должны иметь «черный ящик», записи из которого можно будет использовать после аварии, чтобы выяснить, на ком лежит ответственность за нее — на водителе или на автопилоте.

При этом во всех случаях аварии с участием беспилотного автомобиля будет действовать «презумпция виновности», то есть в аварии всегда будет считаться виновным водитель, пока данные «черного датчика» или другие результаты расследования происшествия не докажут обратного. В число правил также включили исключительное право водителей на выбор информации, которую смогут получать от беспилотного автомобиля его производители. Речь идет о местоположении, скорости, водительских данных и множестве другой информации, которая может быть использована, например, для таргетирования рекламы.

Моральная дилемма

Психолог Школе экономики в Тулузе Жан-Франсуа Бонефон (Jean-Francois Bonnefon) и его коллеги говорят^[18], люди в целом поддерживают идею, что в критической ситуации автомобиль должен врезаться в стену или еще каким-то образом пожертвовать водителем, чтобы спасти большее число пешеходов. При этом те же самые люди хотят ездить в автомобилях, которые защищают водителя любой ценой, даже если это повлечет смерть пешеходов.

Такой конфликт ставит в сложное положение производителей компьютеризированных автомобилей, отмечает Бонефон. Между автомобилем, который запрограммирован на благо для большинства и который запрограммирован для самозащиты пассажира, покупатели в подавляющем большинстве выберут второе.

Существует много сценариев экстренных ситуаций, когда автомобилю придется сделать выбор, кем пожертвовать

Авторы исследования о социальной дилемме автономных автомобилей, опубликованного в журнале Science в 2016 году, полагают, что в это области есть и другие сложные моральные вопросы. Автономным автомобилям придется в экстренных ситуациях принимать решения, последствия которых заранее нельзя предсказать. Допустимо ли, например, запрограммировать машину на то, чтобы она избежала столкновения с мотоциклистом, врезавшись в стену? Ведь у пассажира автомобиля в этом случае больше шансов выжить, чем у мотоциклиста, который столкнется с автомобилем.

Автономные автомобили могут произвести революцию в транспортной индустрии, но они ставят социальную и моральную дилемму, которая может затормозить распространение этой технологии, - считает Лиад Рован (Iyad Rahwan), ученый из Университета Калифорнии, один из авторов этого исследования.

Психолог Курт Грей (Kurt Gray) из Университета Северной Каролины в Чапел-Хил уверен, что можно достигнуть работающих компромиссов. Если беспилотные автомобили и будут запрограммированы защищать пассажира в экстренных ситуациях, число дорожных инцидентов в любом случае снизится. За исключением редких случаев, когда такие автомобили могут представлять опасность для пассажиров, они в любом случае не будут превышать скорость, не будут употреблять алкоголь или набирать текстовые сообщения на ходу, отчего общество, в конечном счете, выиграет.

Мораль искусственного интеллекта — один из самых обсуждаемых вопросов, связанных с наступлением эры роботов. В 2016 году Массачусетский технологический институт (MIT) в США разработал специальный тест, который помогает лучше понять, с какими моральными дилеммами сталкиваются разработчики искусственного интеллекта, а заодно разобраться со своими нравственными ориентирами^[19].

Тест очень простой. В нем надо поставить себя на место искусственного интеллекта самоуправляемой машины и выбирать, кем в ДТП можно пожертвовать — пешеходами на перекрестке или пассажирами в автомобиле. Иногда надо выбирать между тем, кого из пешеходов надо задавить, а кого — спасти.

Всего в тесте 13 вопросов. Количество пассажиров и пешеходов в некоторых задачах разное, в некоторых — одинаковое. Кроме того, отличается их возраст, пол, социальное положение. В некоторых вопросах есть домашние животные — они приравнены к другим пассажирам и пешеходам.

Для примера возьмем следующую задачу: в машине сидят женщина и двое детей (мальчик и девочка), а по пешеходному переходу идут женщина и две старушки. Необходимо выбрать, кого из них искусственному интеллекту спасать, а кем — жертвовать.

В конце теста пользователю рассказывают, кем он жертвует чаще всего и как отвечали другие люди, которые прошли тест.

На сайте MIT можно также придумать собственную моральную задачу на основе вопросов теста и посмотреть, какие вопросы поставили другие пользователи.

Законодательство

Помимо технологических вызовов, для перехода к массовому использованию автономных автомобилей предстоит решить множество вопросов на уровне законодательного регулирования. Необходимы нормативные документы, определяющие основные технологические и юридические понятия в данной сфере, регулирование возможностей использования таких технологий в целом, ответственности в случае инцидентов с беспилотными автомобилями и др.

В том или ином виде нормативные документы в этой области уже представлены или разрабатываются в некоторых странах. Особенно продвинулась вперед здесь США. Невада еще в 2011 году стала первым штатом в стране, начавшим регулирование использования автономных транспортных средств на дорогах и вопросов, связанных с их страхованием, безопасностью и тестированием.

Условия передвижения беспилотных автомобилей разной степени свободы теперь уже законодательно закреплены в разных штатах США. В 2015 году губернатор Аризоны, США, подписал приказ, согласно которому беспилотные автомобили в штате регистрируются на тех же условиях, что и обычные машины. Никаких дополнительных требований к автономным машинам не предъявлялось. Кроме того, законы штата не запрещают испытание беспилотных автомобилей на дорогах.

В конце 2016 года губернатор штата Мичиган подписал пакет законов, который напрямую касается сферы беспилотных автомобилей и фактически легализуют их частное и коммерческое использование. Они позволяют продажу серийно выпускаемых беспилотных автомобилей, прошедших сертификацию, при этом автомобилям разрешено выезжать на дороги общего пользования без водителя за рулем и передвигаться в автоколоннах. Кроме того, на территории штата теперь разрешено использовать беспилотное такси.

В Британии в 2016 году начали подготовку поправок в законодательство, которые должны, во-первых, позволить страховать ответственность беспилотных машин, а во-вторых, обновить Дорожный кодекс (свод ПДД Великобритании) с учетом развития автономных транспортных средств.

2021: 100 миллионов долларов штрафа грозит компаниям США за умалчивание о факте ДТП с беспилотниками

Национальное управление безопасностью движения на трассах министерства транспорта США (Национальная администрация безопасности дорожного движения, NHTSA) выпустило 29 июня 2021 года предписание, согласно которому все автопроизводители обязаны сообщить обо всех произошедших авариях с участием автопилотов со второго по пятый уровень автономности по шкале SAE. Об этом стало известно 6 июля 2021 года.

Согласно документу разработчики-производители автомобилей. В предписании перечисляются все случаи, когда компания обязана проинформировать о происшествии управление:

• Если системы были автоматизированы хотя бы за 30 секунд до столкновения, либо ДТП привело к госпитализации хотя бы одного человека,
• летальный исход участников ДТП,
• необходимость отбуксировать автомобиль,
• срабатывание подушек безопасности
• причинение травм пешеходам или велосипедистам.

Отчёт должен быть отправлен в NHTSA в течение одного дня после того, как стало известно об аварии, с последующим обновлением в течение 10 дней. Ежемесячно обновлять отчёты, добавляя любую новую информацию.

Несоблюдение этого предписания влечёт за собой штраф в размере 22 992 долларов за каждый день просрочки с отправкой отчёта. Максимальная сумма штрафа 100 млн. долларов. К слову, похожие нормы есть, например, в законах провинции Онтарио, Канада. Там компании обязаны отчитываться по ДТП с участием 3 - 5 уровней в течение 10 дней с даты ДТП^[20].

Искусственный интеллект на транспорте

Основная статья: Искусственный интеллект на транспорте

Новости и модели производителей

В России

• Яндекс.Taxi Беспилотный автомобиль
• Беспилотный автомобиль КамАЗ
• КамАЗ-1221 Шатл Беспилотный автобус
• C-Pilot и Cognitive Agro Pilot Система автоматического вождения
• Аурига Инструмент разметки видео и стрима данных для машинного обучения
• MatrЁshka
• Traft Truck Project Беспилотный грузовик
• Argo AI

В мире

• Tesla, Tesla Semi Truck (электрогрузовик) - Tesla Model
• Uber Advanced Technologies Group
• Waymo
• Otto
• Honda Автопилот
• Volkswagen Sedric
• Volvo Group
• Toyota Safety Sense, Toyota e-Palette
• Bosch Бортовой компьютер с искусственным интеллектом
• Nvidia AI Traffic Jam Pilot, Nvidia Drive AI-платформа для самоуправляемых автомобилей
• Harman International = Samsung Electronics
• Ford Autonomous Vehicles
• Ford Transit Connect Язык визуальной коммуникации для беспилотных автомобилей
• Ford Fusion Hybrid Беспилотный автомобиль с гибридным приводом
• Ford Wrong Way Alert
• Mitsubishi Electric Технология автономного вождения
• CARLA Simulator Тренировка беспилотных автомобилей
• Renault Автопилот
• Alphabus
• Honda + SenseTime
• LG LTE V2X (связь для беспилотных автомобилей)
• Drvline (платформа для беспилотных авто)
• Apollo (платформа для беспилотных автомобилей), Apolong (беспилотный автобус)
• Cisco Software Defined Vehicle, SDV + Hyundai Motor Company + Hyundai Беспилотные автомобили
• ZF ProAI
• General Motors Роботакси
• Renesas R-Car H Защита подключенных к сети автомобилей
• Continental Автономные системы вождения
• Navya Arma Беспилотный автобус
• Neolix Беспилотный автомобиль

Беспилотные грузовики

Основная статья: Беспилотные грузовики

Беспилотные автомобили в России

Основная статья: Беспилотные автомобили в России

С 2015 года компании в России активно развивают технологии, необходимые для создания беспилотных автомобилей.

Мировой рынок

Основная статья: Беспилотные автомобили (мировой рынок)

Создание полноценного беспилотного автомобиля - один из самых захватывающих вызовов для технологической мысли начала XXI века для компаний по всему миру.

Беспилотные поезда

Основная статья: Беспилотные поезда

Умный город - умный транспорт

• Портал Технологии в транспортной отрасли

• Vehicle-to-Everytning (V2X) 5G в эволюции автомобилей
• Электромобили

• АПК Безопасный город - в рамках реализации федеральной программы "Безопасный город"
• Умные города (Smart cities)
• Интеллектуальная транспортная инфраструктура (ИТС) Россия
• Единый федеральный центр автоматической фиксации нарушений ПДД (ЦАФАП)
• Интеллектуальная транспортная система (Москва)
• Государственные ИТ-гиганты: 10 самых дорогих информационных систем современной России
• Платформа Автодата
• Дорожная карта AutoNet (АвтоНет)
• Региональная навигационно-информационная система (РНИС)
• Центр организации дорожного движения правительства Москвы (ГКУ ЦОДД)
• Навигационно-информационный центр администрирования грузового автомобильного транспорта Москвы
• Транспорт в Москве

• Transportation Managament System Системы управления транспортом _{Системы и проекты}
• Fleet management systems Системы управления автохозяйством _{Системы и проекты}
• Системы безопасности и контроля автотранспорта _{Системы и проекты}
• Спутниковая связь и навигация _{Системы и проекты}

Робототехника

Примечания