Samochody przyszłości: technika i prawo w autonomicznych pojazdach jutra

HARDWARE
Co kilka sekund automat musi rozstrzygać, jak zachować się w konkretnej sytuacji drogowej. Żeby ją prawidłowo ocenić, auto musi dysponować rozbudowanym systemem czujników. W zasadzie są one do dyspozycji już dzisiaj, ale niektóre – na przykład laserowe – okazują się zbyt drogie, by można je stosować na dużą skalę.

Audi RS7 pędzi pełnym ogniem po torze Hockenheim, skrzynia żongluje przełożeniami, wykorzystując maksymalnie siłę napędową 560-konnego silnika, auto przyhamowuje najpóźniej jak się da, podskakuje na tarce wyznaczającej krawędź zakrętu. W tym samym czasie, dziewięć tysięcy kilometrów dalej, dwóch pasażerów w spacerowym tempie przemieszcza się dziwacznym pojazdem Google’a przez kalifornijską mieścinę Mountain View.

Trudno o większy kontrast, a jednak te dwie sytuacje coś łączy – ani w Audi, ani w samochodziku Google’a za kierownicą nie siedzi człowiek, auta poruszają się całkowicie samodzielnie. Wygląda to tak zwyczajnie, jakby dawno już pokonano wszelkie problemy wiążące się z masową przesiadką do automatycznych aut. Niestety im bliżej do tego celu, tym bardziej inżynierowie są świadomi przeszkód.

Auta automatyczne muszą mieć refleks lepszy niż człowiek

Czujniki nigdy się nie męczą
Dzięki systemom bezpieczeństwa, które można kupić jako dodatkowe wyposażenie, już dzisiaj auta teoretycznie mogłyby poruszać się samoczynnie po autostradach, mogłyby same zmieniać pas ruchu i w miarę bezpiecznie reagować na szybko zbliżające się z tyłu samochody. „W miarę bezpiecznie” to jednak za mało, na ulice takie auta wyjadą masowo dopiero, gdy będą reagowały równie sprawnie jak człowiek. Wtedy będzie można wykorzystać zalety techniki i jej przewagę nad człowiekiem. Choćby to, że czujniki równie dobrze „widzą” przeszkody w dzień jak w nocy, że nic nie jest w stanie odwrócić ich uwagi od drogi, że z wiekiem nie słabnie im „słuch”. I że nawet po dwunastu godzinach jazdy autostradą reagują z takim samym refleksem, jak tuż po rozpoczęciu podróży.

Akurat jeśli chodzi o same czujniki, to wiele już się udało osiągnąć. Stosowane dziś tempomaty dzięki radarowym czujnikom wiedzą, co dzieje się nawet 250 metrów przed samochodem i zostawiają kierowcy 10 sekund na reakcję (przy prędkości 100 km/h). Potrafią precyzyjnie określić odległość i prędkość innych pojazdów, mają tylko kłopot z odróżnieniem obiektów nieruchomych od tych, które się poruszają. Pieszy i kosz na śmieci stojący przy drodze to dla radarów to samo, nie „czytają” też linii na nawierzchni drogi. Tu przydają się kamery – rejestrują ostry obraz otoczenia i za pomocą software’u przeszukują go pod kątem konkretnych obiektów.    

Laserowe skanery – dobre, ale drogie
Eksperci nie są zgodni, czy automatycznie poruszające się auta potrzebują laserowych czujników. Za ich sprawą powstaje trójwymiarowy obraz otoczenia, na którym widać ruchome obiekty i ich obrys. Mercedes S pokonał w 2013 roku około 100 km po zwykłej drodze, obywając się bez lasera, za to pojazd Google’a ma w wyposażeniu skaner lustrujący okolicę pod kątem 360 stopni. Dziwaczne urządzenie na dachu amerykańskiego automobila nie tylko nadaje mu wygląd UFO, ale kosztuje dziesiątki tysięcy dolarów, więc długo nie będzie produkowane seryjnie.

OBSERWACJA NA KILKA SPOSOBÓW
Żeby automatyczne auto poruszało się sprawnie, musi lustrować okolicę wieloma zmysłami. Jeden rodzaj czujnika to za mało, stosuje się cztery sposoby „obserwacji” otoczenia.

Z drugiej strony, jego cena zależy od liczby emitowanych promieni lasera, a tu Google poszedł na całość, wysyłając 100 promieni. Można jednak zastosować skromniejsze wersje, które nie będą przeczesywać całego otoczenia. Audi opracowało już takie urządzenie (wraz z firmami Valeo i Ibeo), zabezpiecza ono samochód przed uderzeniem z przodu i z tyłu, a kosztuje niecałe tysiąc euro.

Jednak nawet gdy czujniki będą perfekcyjne, nie oznacza to, że wszystko już działa jak należy. Bo rozpoznać obecność auta na sąsiednim pasie to jedna sprawa, a przewidzieć jego manewry to druga. Czy auto obok zacznie zaraz zmieniać pas czy może tylko dlatego lekko zboczyło z toru, bo kierowca rozmawia przez telefon? Komputerowy mózg automatycznego samochodu musi stale interpretować dane płynące z czujników i decydować – hamować, czy nie? Zamierzona zmiana pasa ruchu od tej wynikającej z roztargnienia różni się często tylko kątem pod jakim auto zbliża się do linii na jezdni. Ludzie doskonale potrafią to ocenić, ponadto widzą, że np. kierowca z pojazdu obok akurat nie patrzy na drogę, dlatego bezwiednie zjeżdża w bok.

Zanim samojeżdżące samochody masowo pojawią się na drogach, będą musiały interpretować wszelkie manewry z taką samą wnikliwością jak kierowca z krwi i kości. Automatyczne auta przejeżdżają dziś miliony testowych kilometrów, żeby ćwiczyć precyzyjne wzory zachowań.   

Jeszcze bardziej skomplikowana jest sprawa z pieszymi na skraju drogi. Czy stoją twarzą do jezdni (niebezpieczeństwo, trzeba hamować), czy może patrzą w inną stronę (mniej niebezpieczne)? Czy mają na uszach słuchawki, więc nie słyszą nadjeżdżającego pojazdu? To kwestie, których współczesna technika nie potrafi rozwiązać, i które powodują, że miasto jest najtrudniejszym rewirem dla automatycznych samochodów.

W 2017 roku Volvo rozpocznie w Göteborgu testy z udziałem stu pojazdów, ale na razie tylko na szerokich drogach przelotowych. BMW z kolei współpracuje od niedawna z chińskim właścicielem internetowej wyszukiwarki, konkurentem Google’a, firmą Baidu. Na ulice chińskich miast-molochów wypuszczono samochody badawcze, które mają rejestrować panujący tam chaotyczny ruch, żeby kiedyś w przyszłości poruszać się w nich samodzielnie.

SOFTWARE
Tego, jak zachowają się inni uczestnicy ruchu komputer nie przewidzi ze stuprocentową pewnością, nawet gdy czujniki dostarczą mu najbardziej precyzyjnych danych. Nieoczekiwanych i złożonych sytuacji wyjątkowo dużo jest w mieście. Żeby wypracować jak najwięcej modeli zachowań i stworzyć odpowiedni program komputerowy, auta badawcze już dzisiaj pokonują miliony testowych kilometrów.     

O ŻYCIU DECYDUJĄ PIKSELE
Kamera daje na tyle ostry obraz, że automat rozpoznaje sylwetkę pieszego; radar mierzy odległość. Jednak nie zawsze tak łatwo, jak na ilustracjach poniżej, da się przewidzieć zachowanie przechodnia, żeby w porę zatrzymać auto.

Jazda na centymetry
Co za szczęście, że mamy mapy nawigacyjne – samodzielnie jeżdżący samochód będzie przynajmniej wiedział, gdzie skręcić i czego spodziewać się za rogiem. Niestety, pomyłka. Żeby samochód mógł poruszać się bez kierowcy, trzeba niezwykle precyzyjnie określić jego położenie. Bo jeśli na jakimś ciasnym skrzyżowaniu, gdzie widoczność jest marna, auto wysunie się na przykład 30 centymetrów na drogę z pierwszeństwem przejazdu, skutki mogą być opłakane. Na dodatek pojazd musi trzymać się swojego pasa ruchu, nawet gdy oślepione zachodzącym słońcem oko kamery nie widzi linii na jezdni.

SUPERDOKŁADNE MAPY 
Te, którymi posługują się współczesne systemy nawigacyjne nie przydadzą się na nic. Może tylko do przybliżonego określenia, gdzie jest auto. Żeby automatyczny samochód jeździł bezpiecznie, musi znać drogę co do centymetra. Już powstają zupełnie nowe mapy, zaznacza się na nich nawet krawężniki! 

Wymyślono następujące rozwiązanie – samochód sam pomaga w dokładnym ustaleniu swojego położenia, bo jego czujniki orientują się według stałych obiektów, na przykład budynków, sygnalizacji świetlnej przy drodze, a nawet według krawężników. To pokazuje, jak bardzo dokładne muszą być mapy. Te bazujące na danych pochodzących z GPS-u przydadzą się tylko, by w przybliżeniu określić, gdzie znajduje się samochód, resztę będą musiały załatwić „zmysły” samego pojazdu. Producenci map nawigacyjnych właśnie zaczęli opisywać świat na nowo. TomTom współpracuje w tej sprawie z Volkswagenem, a dział Nokii (Here) – z Mercedesem i wypuścił już na ulice dziesiątki samochodów przygotowujących szczegółowe mapy.

Ale nawet najlepsze z nich mają tę wadę, że już godzinę po powstaniu mogą stać się nieaktualne. Wystarczy, że zacznie się naprawa drogi i z asfaltu znikną linie wyznaczające pasy jezdni. W takim wypadku samochód otrzyma informacje od innych uczestników ruchu – tych, którzy właśnie minęli pechowe miejsce. BMW i Volvo budują już centrale, których zadaniem będzie zbieranie informacji od aut w sieci i przekazywanie ich drogą radiową do innych pojazdów. Infrastruktura służąca tak zwanej komunikacji car-to-car od lat powstaje też niezależnie od firm samochodowych, ale prace nie wyszły poza stadium eksperymentalne.    

A co z autem Google’a?
Wobec takich trudności nieco dziwi zapowiedź Google’a, że wprowadzi na drogi automatyczny samochód „grubo przed rokiem 2020”. Bo nawet śpiący na pieniądzach internetowy gigant musi się zmagać z przeciwnościami, o czym donosił pod koniec sierpnia magazyn „MIT Technology Review”: „wystarczy zwykły deszcz, by utrudnić pracę czujników, poza tym 99 procent amerykańskich dróg będzie niedostępnych dla automatycznych aut, bo nie istnieją precyzyjne mapy”.

Mimo to firmy samochodowe nie są tak naiwne, by lekceważyć Google’a. Inna rzecz, że w ponad pół roku od hucznej prezentacji okazało się, że dwumiejscowy pojazd z Kalifornii, rozwijający maksymalnie 40 km/h, nie będzie sprzedawany osobom prywatnym, lecz wynajmowany na konkretne trasy, jak taksówka. Ponieważ będzie w pracy na okrągło, koszty takiego pojazdu zwrócą się szybciej, niż gdyby był użytkowany prywatnie. Ponadto wehikuł Google’a ma się poruszać po trasach, prostych do „ogarnięcia” przez automatyczny pojazd.

Amerykanie mają też o tyle łatwiej, że przepisy są tam znacznie liberalniejsze niż w Europie. Od niedawna w Kalifornii wystarczy przedstawić polisę ubezpieczeniową na 5 milionów dolarów i już można sadzać za kierownicą robota. Pierwsze z dobrodziejstwa nowych przepisów skorzystało tam Audi. Mercedes, Nissan, Tesla i Google, jak również dostawcy części – Delphi, Continental i Bosch – także eksperymentują w Kalifornii.

AUTO SAMO ORIENTUJE SIĘ W TERENIE

Na mapach w wysokiej rozdzielczości zaznacza się budynki, drzewa, a nawet krawężniki. Kamery rozpoznają je i pozwalają zorientować się automatycznemu samochodowi z dokładnością do kilku centymetrów, gdzie się znajduje.

Za to w Europie od 1968 r. obowiązuje przepis, według którego pojazd powinien być prowadzony przez człowieka, trzymającego obydwie ręce na kierownicy. Wprawdzie zapowiedziano prace nad zmianami, ale mogą długo potrwać. I chociaż politycy w Europie rozumieją potrzebę zmian prawa, to nawet nowe przepisy nie dopuszczą do ruchu aut bez kierownicy – człowiek zawsze będzie miał możliwość interwencji. Nie wiadomo też, kto zapłaci za szkody, jeśli automatyczny pojazd spowoduje wypadek.

Powolne tempo zmian prawnych odpowiada jednak producentom aut o tyle, że i oni zamierzają wprowadzać innowacje stopniowo. Na przykład już dzisiaj Mercedesy S, BMW 5 czy VW Passaty same podążają w korku za pojazdem poprzedzającym i same parkują. Jeszcze przed rokiem 2020 mają pojawić się systemy umożliwiające automatyczne utrzymywanie toru jazdy na autostradzie do prędkości 130 km/h oraz automatyczne wyprzedzanie pojazdów poruszających się wolniej. Także przed 2020 r. zadebiutuje system, dzięki któremu auta pozostawione przy wjeździe na parking same wynajdą na nim wolne miejsce, zaparkują i same wyjadą, gdy kierowca je przywoła.

Jednak zanim samochody samodzielnie wyruszą na ulice miast, minie co najmniej 10 lat, a zanim pojawią się na zwykłych drogach pozamiejskich – nawet 15 lat. Wyobraźmy sobie dwa auta na wąskiej drodze bez ochronnej bariery rozdzielającej pasy ruchu, nadjeżdżające z przeciwnych stron z prędkością 100 km/h – wystarczy mała niedokładność, by doszło do wypadku.

CIĄGŁA AKTUALIZACJA

Automatyczne auto nie lubi nieprzewidzianych sytuacji, więc trzeba je ostrzegać, gdzie zaczęła się przebudowa drogi albo gdzie pojawiła się gołoledź. Informacje o tym pochodzą od samochodów jadących wcześniej, które minęły niebezpieczeństwo i zgromadzone dane wysłały na serwer dostępny dla wszystkich aut.

ETYKA I PRAWO
Pytanie brzmi, czy bezduszna technika może decydować o życiu i śmierci. I co się stanie, gdy automat stwierdzi, że kolizji nie można już uniknąć, czy samochód ma wtedy uderzyć w małe auto czy w wielkiego SUV-a, w dziecko czy w pojazd z przeciwka? Kto lub co dokona wyboru, a może zdać się na przypadek? I kto poniesie odpowiedzialność – inżynier, czy jednak człowiek znajdujący się w samochodzie?    

Automaty nie są nieomylne 
Najbliższe lata trzeba wykorzystać nie tylko na doskonalenie techniki, ale i na przekonywanie ludzi do nowych rozwiązań. Chodzi o to, że nawet jeśli samochody poruszające się automatycznie będą powodować mniej wypadków niż to ma miejsce dzisiaj, to przecież nie da się ich uniknąć całkowicie.

Do faktu, że wypadki drogowe są powodowane przez błąd człowieka mimo wszystko się przyzwyczailiśmy, ale pierwsze tragiczne zdarzenie z winy samochodu-automatu spowoduje ogromną burzę w mediach. I co zrobić, kiedy czujniki takiego auta stwierdzą, że kolizji nie da się uniknąć, i że to one będą musiały „zdecydować” w jaką przeszkodę ma uderzyć samochód – w małe autko na lewym pasie czy może w potężnego SUV-a z prawej strony, bo jego pasażerowie są prawdopodobnie lepiej zabezpieczeni przed tragicznymi skutkami zderzenia?

Tymi kwestiami zajmuje się amerykański etyk Patrick Lin. Gdyby w opisanej wyżej sytuacji automat miał decydować, że uderzy w SUV-a, natychmiast zmniejszyłaby się ich sprzedaż, bo kto dobrowolnie chciałby stać się celem automatycznych samochodów?!

Inny przykład: co się stanie, jeśli automat będzie zmuszony wybrać między potrąceniem rowerzysty w kasku lub takiego bez ochrony głowy? Ten z kaskiem ma większe szanse na wyjście ze zdarzenia bez szwanku, ale czy to sprawiedliwe, żeby tego drugiego nagradzać za niefrasobliwość? A co z wyborem – dziecko czy starszy człowiek? Czyje życie ważniejsze? I czy w ogóle takie decyzje można zostawiać urządzeniom technicznym, czy może powinny one działać w takich razach przypadkowo? Może więc dobrze, że na podróże automatycznymi samochodami przyjdzie nam jeszcze trochę poczekać. 

zobacz galerię