Высокие огни стадиона сияют сквозь стаи летающих насекомых, освещая гоночную трассу теплой душной ночью. Тысячи людей заполняют трибуны. Их головы поворачиваются, когда гоночные машины проходят повороты, проносятся мимо, а затем повторяют все сначала. Низкий ропот толпы перерастает в хриплые аплодисменты, когда одна машина обгоняет другую, едва избежав столкновения. Это просто очередная насыщенная событиями ночь на ипподроме - или нет?
Один круг. Болельщики вскочили на ноги, громко крича, пока машины боролись за место. Когда лидеры с ревом проходят последний поворот и выходят на финишную прямую, становится ясно, что будет фотофиниш. Простые дюймы отделяют победителя от занявшего второе место, когда они плывут под клетчатым флагом. Толпа сходит с ума!
Вот тогда вы замечаете что-то странное. По мере того, как машина, занявшая первое место, замедляется, чтобы пройти круг почета, становится очевидным, что на водительском сиденье никого нет. Машина дистанционно управляется? Водитель выскочил? Неа. Невероятно, но машина едет сама.
Хотя этот сценарий еще не разыгрался в реальной жизни, это только вопрос времени. Инженеры добились невероятного прогресса в разработке и тестировании беспилотных автомобилей с тех пор, как в 1970-х годах были выпущены первые прототипы. Возможно, наиболее примечательно то, что в рамках проекта Google по созданию беспилотных автомобилей с 2009 по декабрь 2015 года было пройдено более 1,3 миллиона миль управляемого программным обеспечением вождения. друг против друга.
Так как же начались гонки на беспилотных автомобилях? Чем гонки на этих машинах по трассе отличаются от езды на них по автостраде? Гонки на беспилотных автомобилях в конечном итоге лишат работы профессиональных водителей? Мы ответим на эти и другие вопросы, но вождение оставляем вам. Так что хватай мышь и нажимай!
Истоки автогонок без водителя
Очевидно, беспилотные автомобили были изобретены не только для того, чтобы мы могли гонять на них по трассе. Конечно, это довольно круто, но настоящая причина была более практической. Если бы автомобили ездили сами, люди, которые полагаются на других в качестве транспорта из-за возраста или инвалидности, могли бы быть гораздо более независимыми, не говоря уже о среднестатистическом пассажире, у которого было бы больше времени для отдыха. В качестве дополнительного бонуса беспилотные автомобили могут уменьшить заторы, сократить количество аварий, снизить расход топлива и даже снизить потребность в парковке.
Идея беспилотного автомобиля восходит к Леонардо да Винчи, который в 1478 году нарисовал предварительно программируемую тележку (серьезно, до чего этот парень не додумался?). Но только после премьеры выставки General Motors «Футурама» на Всемирной выставке 1939 года беспилотные автомобили действительно привлекли внимание публики. Выставка представляла собой масштабную модель того, как мог бы выглядеть мир в 1960 году, как представляла себе GM, и на ее крошечных автострадах выделялись автомобили, которые сами себя вели. Ранние попытки фактически разработать эту технологию в 1950-х годах были сосредоточены на так называемых умных автомагистралях, которые представляли собой дороги, проложенные стальными тросами, которые автомобили могли обнаруживать и следовать за ними..
Сегодняшние беспилотные автомобили, которые перемещаются по дорогам с помощью датчиков и компьютеров для сканирования и интерпретации окружающей среды, появились в 1970-х годах. Именно тогда инженеры из японской Лаборатории машиностроения Цукуба успешно запрограммировали автомобиль, оснащенный двумя камерами и аналоговым компьютером, чтобы он следовал за белыми дорожными знаками на молниеносной скорости 18,6 миль в час (30 километров в час), хотя ему помогал стальной рельс. Однако в течение следующих нескольких десятилетий университеты и компании по всему миру воспользовались достижениями в области компьютерных технологий для создания беспилотных автомобилей, которые на самом деле неплохо показали себя в реальных дорожных испытаниях.
В 2003 году военные США при Агентстве перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) решили, что эти автомобили готовы к гонкам. В частности, они надеялись, что вызов исследователей беспилотных автомобилей, чтобы конкурировать друг с другом, будет стимулировать инновации в технологии, которая потенциально может иметь важное военное применение. Так родился DARPA Grand Challenge. С призом в 1 миллион долларов команды собрались в калифорнийской пустыне в 2004 году, чтобы выпустить на волю свои невероятные автономные скоростные машины, и результаты были, что ж, интересными. Но прежде чем мы углубимся в это, давайте поговорим о технологии, необходимой для создания беспилотного гоночного автомобиля.
Технология беспилотных гоночных автомобилей
Возможно, неудивительно, что технологии в беспилотных гоночных автомобилях аналогичны технологиям в обычных автономных (или даже полуавтономных) автомобилях. Это связано с тем, что навигация по гоночной трассе и езда по шоссе во многом похожи: и то, и другое требует, чтобы вы держались подальше от других автомобилей, придерживались заданного курса и избегали неожиданных препятствий. Даже более продвинутые гоночные навыки, такие как максимально быстрое прохождение поворота без разворота, можно сравнить с поворотом на обледенелой автостраде. Тем не менее, беспилотные гоночные автомобили сталкиваются с уникальными проблемами, и инженеры придумали несколько довольно гениальных способов справиться с ними.
Обычный беспилотный автомобиль использует различные датчики для наблюдения за окружающей обстановкой. Радарные датчики, размещенные вокруг автомобиля, могут определять положение автомобиля по отношению к автомобилям вокруг него. Видеокамеры помогают отслеживать близлежащий транспорт, но они также считывают сигналы светофора и дорожные знаки и помогают автомобилю объезжать препятствия, такие как пешеходы. Лидар - или световой радар - отражает импульсы света от окружения автомобиля, создавая трехмерное изображение, полезное для определения разметки полосы движения и края дороги. Компьютер собирает все эти данные и соответствующим образом управляет рулевым управлением, ускорением и торможением.
Гонки требуют от беспилотного автомобиля еще большего. Учитывая более высокие скорости, ускорение и торможение намного сложнее, а время реакции намного меньше. Также необходимы такие методы, как определение лучшей траектории поворота, борьба за позицию и компенсация смещения груза во время рулевого управления. Многие из этих навыков являются инстинктивными для гонщиков, но автомобили без водителя могут правильно их использовать, только если они запрограммированы с помощью надлежащего алгоритма.
Так что же делать инженеру-гонщику?
Они буквально заглядывают в головы гонщиков. Одна исследовательская группа в Стэнфорде фактически подключала водителей к электродам, которые измеряли активность мозга, когда они участвовали в гонках с другими автомобилями. Информация, полученная в результате этого эксперимента, помогла инженерам точно настроить компьютерные системы беспилотных гоночных автомобилей. Например, изучив инстинктивную реакцию водителей, когда автомобиль заносит на повороте, инженеры смогли улучшить синхронизацию программного обеспечения, которое помогает стабилизировать автомобиль.
Автомобильные гонки без водителя
Все эти разговоры о гонках без водителя подготовили вашего внутреннего гика к зеленому флагу? Что ж, не стоит слишком волноваться, потому что есть еще некоторые проблемы, которые нужно решить, прежде чем игра будет готова к прайм-тайму.
Конечно, инженеры участвуют в гонках на этих автомобилях уже более десяти лет, но не всегда они были насыщенными. Возьмем первую официальную гонку на беспилотных автомобилях, соревнование по бездорожью, известное как DARPA Grand Challenge 2004 (мы упоминали об этом ранее, но оставили вас в ожидании результата). Из 15 стартовавших команд только шесть смогли выбраться из стартового желоба, не сойдя с ума. Те, кто выжил, смогли проехать от 1,2 до 7,4 миль (от 1,9 до 11,9 км), прежде чем застряли на скале, врезались в забор или встретили какую-либо другую бесславную кончину. Эти результаты еще более ужасны, если учесть, что длина трассы составляла 142 мили.
Честно говоря, DARPA Grand Challenge направлена на поощрение технического прогресса, и в этом плане гонка 2005 года не разочаровала. На этот раз участвовало 23 автомобиля, и четырем удалось преодолеть 132-мильную трассу за 10-часовой лимит времени. «Стэнли», автомобиль из Стэнфордского университета, финишировал первым со временем 6 часов 53 минуты и 58 секунд. Это было удивительное технологическое достижение, но при средней скорости 19,1 мили в час (30,7 километра в час) это вряд ли было тем захватывающим дух гонщиком, к которому привыкли фанаты гонок.
Последней гонкой DARPA на беспилотных автомобилях стал Urban Challenge, проведенный в 2007 году. На этот раз команда Карнеги-Меллона обошла 10 других участников и забрала домой главный приз в размере 2 миллионов долларов, завершив 60-мильную дистанцию за 20 минут до следующей. финишер. Опять же, скорость была низкой: в среднем всего 14 миль в час (22,5 километра в час). Однако, возможно, самым большим обломом для фанатов гонок было то, что автомобили оценивались по тому, насколько хорошо они соблюдали правила дорожного движения. Что это за раса?
Любители гонок будут рады узнать, что инженеры сейчас работают над беспилотными гоночными автомобилями, которые могут двигаться намного, намного быстрее. Audi TTS из Стэнфордского университета по прозвищу «Шелли» в последнее время привлекла к себе много внимания - и не зря. В феврале 2015 года он стал первым беспилотным гоночным автомобилем, который победил гонщика-человека, опередив чемпиона любительского туристического класса Дэвида Воддена в калифорнийском парке Тандерхилл Рейсвей Парк на 0,4 секунды.
Беспилотные автомобили и гонки: матч, созданный в Голливуде
Несмотря на то, что беспилотные автомобили еще не участвовали в гонках лицом к лицу с другими автомобилями, это не помешало кинопродюсерам и телепродюсерам представить, как это будет выглядеть. В эпизоде «Южного парка» 2014 года была показана гонка в стиле анимационного шоу 1960-х годов «Дурацкие гонки», и одним из участников был японский беспилотный автомобиль. У Sony Pictures даже есть фильм под названием «Гонки без водителя», в котором эти автомобили будут соревноваться на маршруте из Парижа в Пекин.
Будущее автогонок без водителя
Услышав о текущем состоянии автогонок без водителя, фанаты автоспорта, вероятно, думают: «Это довольно круто, но когда мы увидим НАСТОЯЩИЕ гонки?» Отличный вопрос. И вы будете рады услышать ответ в ближайшее время.
В ноябре 2015 года Formula E, гоночный класс для электромобилей, объявила Roborace, международную гоночную трассу для беспилотных электромобилей. Планируется проводить эти гонки перед каждым этапом Формулы Е, начиная с сезона 2016-2017. В Roborace примут участие 10 команд, использующих одинаковые автомобили, поэтому соревнование фактически будет сводиться к разным датчикам и компьютерным алгоритмам, которые инженеры команд создают для того, чтобы сделать автомобиль автономным. И лучшая новость для любителей гонок? Один из основателей мероприятия обещает скорость до 186 миль в час (299,3 километра в час).
Но кто-нибудь будет это смотреть? Это большой вопрос, поднятый многими критиками Roborace. Эти сомневающиеся считают, что если убрать из гонок человеческий фактор, они станут менее интересными и, возможно, даже не будут считаться спортом. Это стратегические просчеты и сбои, на которые люди настраиваются, чтобы увидеть, так что же произойдет, если компьютеры будут точно настроены, чтобы избежать этих ошибок? Какими будут гонки без эмоционального празднования гонщиков в кругу победителей? Есть даже некоторые опасения, что беспилотные автомобили станут настолько хороши в гонках, что водители-люди устареют.
Однако не все с этим согласны. Сторонники утверждают, что этот тип соревнований на самом деле сделает спорт намного более привлекательным, привлекая новый тип фанатов, которые раньше не особо заботились о гонках. А что касается человеческого фактора, сторонники Roborace тоже не видят, что он исчезнет. Они надеются, что эту роль возьмут на себя инженеры, которые, наконец, окажутся в центре внимания после того, как большую часть своей карьеры провели в лаборатории.
В конце концов, глава Формулы-Е не считает свою гонку Roborac концом автоспорта. Скорее, он хочет, чтобы поклонники и конкуренты были в восторге от инноваций и, возможно, немного повеселились в процессе.
Шутка над тобой
31 марта 2012 года Google объявила о партнерстве с NASCAR для создания Google Racing, гоночного подразделения для беспилотных автомобилей. Если это время не вызывает у вас подозрений, оно должно быть подозрительным. На следующий день поисковый интернет-гигант объявил, что все это было первоапрельской шуткой.
Примечание автора: как работают автогонки без водителя
Я случайно слежу за тем, что происходит с беспилотными автомобилями, но идея гонок на них для меня новая и, несомненно, потрясающая концепция. Изучая эту статью, я обнаружил, что меня отвлекают видео на YouTube о ранних гонках DARPA и других приключениях в автономных гонках. Теперь, когда я знаю, что будет новая серия гонок без водителя, мне очень интересно ее увидеть. Думаю, это делает меня одним из тех новых промоутеров фан-гонок, которые надеялись привлечь в спорт!