Jak samosterujący samochód widzi drogę

Statystycznie, najbardziej zawodną częścią samochodu jest... kierowca. Chris Urmson zarządza programem samochodu bez kierowcy Google, jedną z wielu prób usunięcia ludzi z siedzenia kierowcy. Opowiada, na jakim etapie znajduje się projekt oraz pokazuje fascynujące materiały o tym, jak taki samochód widzi drogę i samodzielnie podejmuje decyzje.

W 1885 roku Karl Benz
wymyślił automobil.

Niedługo potem odbył
pierwszą publiczną jazdę próbną

i uderzył w ścianę. To fakt.

Od 130 lat pracujemy

nad najbardziej zawodną
częścią samochodu, kierowcą.

Samochody są mocniejsze.

Dodaliśmy pasy bezpieczeństwa
i poduszki powietrzne.

W ostatniej dekadzie próbujemy
uczynić samochody mądrzejsze,

aby usunąć błąd zwany kierowcą.

Dzisiaj opowiem o różnicy

między obchodzeniem problemu
systemami wspomagania kierowcy

a posiadaniem w pełni
samosterujących samochodów

i o tym, co mogą zrobić.

Opowiem też
o naszym samochodzie

i pokażę, jak widzi drogę,
reaguje i działa,

ale na początek powiem wam o problemie.

Mamy duży problem:

każdego roku na drogach świata
ginie 1,2 miliona ludzi.

W samej Ameryce ginie
33 tysięcy osób rocznie.

To tak, jakby codziennie

przez 5 dni w tygodniu
spadał Boeing 737.

Niewiarygodne.

Samochody są nam sprzedawane tak,

ale naprawdę jazda wygląda tak.

Nie ma słońca, pada deszcz,

ma się ochotę na cokolwiek
innego niż jazdę.

A powodem jest to, że

ruch uliczny robi się coraz gorszy.

W Ameryce między rokiem 1990 a 2010

dystans przebyty przez
samochody wzrósł o 38%.

Długość dróg wzrosła o 6%.

To nie złudzenie,

ruch uliczny naprawdę jest
dużo gorszy niż jeszcze parę lat temu.

I to wszystko dużym kosztem ludzkim.

Jeśli pomnożymy średni czas
dojazdu do pracy w Ameryce, 50 minut,

przez 120 milionów pracowników,

okaże się, że marnujemy

około 6 miliardów minut
każdego dnia.

To ogromna liczba, więc ją zobrazujmy.

Te sześć milionów minut

podzielone przez średnią
przewidywaną długość życia

daje 162 życia ludzkie

zmarnowane każdego dnia

na sam dojazd z A do B.

Nie do wiary.

Są też ludzie,
którzy nie mają przywileju

stania w korkach.

To jest Steve.

To bardzo zdolny facet,

ale jest niewidomy,

więc zamiast
30-minutowej jazdy do pracy

przez 2 godziny męczy się
z komunikacją publiczną

lub prosi rodzinę czy znajomych
o podwózkę.

Nie ma tej swobody poruszania się,
co ja i ty.

Trzeba coś z tym zrobić.

Typowym rozwiązaniem byłoby

stopniowe rozwijanie

systemów
wspomagania kierowcy,

aż zmienią się
w samosterujące samochody.

Ale to tak, jak gdybym trenował podskoki,

chcąc nauczyć się latać.

Tak naprawdę musimy zrobić coś innego.

Opowiem o trzech różnicach

między systemami samosterującymi
a wspomagającymi.

Zacznę od własnego doświadczenia.

W 2013 roku po raz pierwszy

daliśmy przejechać się
samosterującym samochodem

zwykłym ludziom.

No prawie zwykłym, bo
pracownikom Google,

ale nie związanym z projektem.

Mogli używać go na codzień.

Ale był jeden haczyk.

Musieli go pilnować,

ponieważ był to pojazd eksperymentalny.

Mógł się popsuć,
mimo że był po testach.

Przeszkoliliśmy ich,

wsadziliśmy do auta i mogli jechać.

To, co nam potem powiedzieli,

było niesamowite dla twórców projektu.

Wszyscy go uwielbiali.

Był kierowca Porsche,
który pierwszego dnia powiedział:

"To kompletny nonsens.
Co wy myślicie?".

Ale na końcu stwierdził:
"Nie tylko ja powinienem go mieć,

każdy powinien go mieć,
bo ludzie to beznadziejni kierowcy".

Słuchaliśmy wniebowzięci.

Potem sprawdziliśmy
co ludzie robili w samochodzie

i to otworzyło nam oczy.

Moim ulubionym był człowiek,

który sprawdza telefon
i widzi, że bateria jest słaba,

więc odwraca się
i grzebie w plecaku,

wyciąga laptopa,

stawia go na siedzeniu,

odwraca się znowu,

wyciąga ładowarkę do telefonu,

kręci się,
podłącza ją do laptopa i telefonu.

Telefon się ładuje.

I cały czas jedzie
100 na godzinę autostradą.

Niewiarygodne.

Po przemyśleniu
uznaliśmy to za oczywiste,

że z postępem technologii,

kierowca będzie coraz mniej niezawodny.

Więc przez tworzenie
coraz mądrzejszych pojazdów

nie osiągniemy tego,
czego chcemy.

Opowiem teraz o technice.

Na wykresie widać,

jak często samochód hamował bez potrzeby.

Można zignorować większość osi,

bo jeśli auto zacznie się
nagle zatrzymywać,

pewnie go nie kupisz.

Oś pionowa pokazuje, jak często
samochód używa hamulców,

aby pomóc uniknąć wypadku.

W lewym dolnym rogu

widać typowy samochód.

Nie włączy za ciebie hamulców,
nie zrobi nic głupiego,

ale też nie uchroni cię przed wypadkiem.

Jeśli chcemy wprowadzić
system wspomagający

do auta z hamowaniem
unikającym kolizji,

umieścimy w nim technologię,

To ta krzywa.
Będzie to funkcjonalne,

ale nigdy nie zapobiegnie
wszystkim wypadkom,

gdyż nie ma takiej zdolności.

Ale jeśli wybierzemy jakiś
punkt na krzywej,

możemy uniknąć połowy wypadków,
jakie miałby kierowca.

Niesamowite.

Dwa razy zmniejszyliśmy liczbę
wypadków.

To o 17 tysięcy mniej
ofiar drogowych co roku.

Jeśli chcemy samosterujące auto,

krzywa technologii
musi wyglądać tak.

Umieścimy w pojeździe
więcej czujników,

i wybierzemy jakiś punkt operacyjny,

gdzie nie dojdzie do wypadku.

Wypadki będą, ale bardzo rzadko.

Można polemizować,
czy to przyrost,

wspomniałbym o zasadzie 80-20,

oraz że trudno jest
dojść do nowej krzywej.

Spójrzmy jednak
z innej perspektywy.

Zobaczmy, jak często technologia
musi robić dobre rzeczy.

Ta zielona kropka
to system wspomagający.

Okazało się, że kierowcy w USA

robią błędy, prowadzące do wypadków

mniej więcej raz na 100 tys. mil.

System samosterujący
prawdopodobnie decyduje

około 10 razy na sekundę,

więc jest to wielkość rzędu

tysiąca razy na milę.

Różnica między tymi wartościami

to około 10 do potęgi ósmej.

Osiem rzędów wielkości.

To tak, jakby porównywać
szybkość mojego biegu

do prędkości światła.

Ile bym nie ćwiczył,
i tak go nie dogonię.

Mamy więc sporą lukę.

A tak system
radzi sobie z niepewnością.

Ten pieszy może wejść na jezdnię
albo nie.

Nie wiem tego ani ja,
ani żaden algorytm,

natomiast system wspomagający

nie może zareagować,

gdyż nagłe zahamowanie
jest niedopuszczalne.

Z kolei system samosterujący
widzi przechodnia i myśli:

"Nie wiem, co on zrobi,

zwolnię, przyjrzę się
i odpowiednio zareaguję."

To bezpieczniejsze
niż jakikolwiek system wspomagający.

Tyle o różnicach.

Teraz zobaczmy, jak samochód widzi świat.

To nasz pojazd.

Rozpoznaje swoje położenie

przez porównanie mapy
i danych z sensorów,

następnie nakłada na to
aktualny widok.

Wszystkie różowe pola
to inne pojazdy,

a to czerwone to rowerzysta.

Jeśli się przyjrzeć, można zobaczyć

kilka pachołków w oddali.

Wiemy, gdzie samochód
jest w tej chwili,

ale poza tym musimy też
przewidywać, co się stanie.

Pick-up na górze po prawej
zmienia pas na lewy,

bo droga przed nim jest zamknięta

i musi z niej zjechać.

Dobrze znać zamiary tego kierowcy,

ale musimy znać
zamiary wszystkich,

więc sprawa się komplikuje.

Możemy przewidzieć reakcję kierowcy
w danej chwili,

jaką trajektorię powinien wybrać,
jak szybko jechać.

Wszystko sprowadza się
do jazdy ścieżką:

ruch kierownicą w lewo lub prawo,
naciśnięcie gazu lub hamulca.

Ostatecznie to tylko 2 liczby.

Jak trudne może to być?

Tak wyglądał nasz system w 2009,

kiedy zaczynaliśmy.

Widać nasz samochód
i inne obiekty,

jadące po autostradzie.

Auto musi zrozumieć, gdzie jest,
i gdzie są inne pojazdy.

To geometryczne rozumienie świata.

Po wjechaniu
do osiedli i miast,

sprawa wchodzi na nowy poziom trudności.

Mamy pieszych na drodze
oraz inne auta,

jadące w swoją stronę,

światła
i przejścia dla pieszych.

To niezwykle skomplikowany
problem.

Jeśli go raz rozwiążesz,

pojazd będzie umiał
przejechać przez teren budowy.

Pachołki po lewej każą mu
zjechać na prawo,

ale nie jest to teren odizolowany.

Auto musi radzić sobie
z przechodniami.

Jeśli ktoś złamie prawo,
pojawia się policja,

i samochód musi wiedzieć,
że błyskające światło

to nie zwykły pojazd,
ale policja.

A to pomarańczowe pole

to autobus szkolny,

który także wymaga
innego traktowania.

W ruchu drogowym ludzie mają oczekiwania.

Gdy rowerzysta wyciąga rękę,

znaczy to, że oczekuje
iż samochód ustąpi

i pozwoli mu zmienić pas.

Kiedy policjant stoi na ulicy,

auto musi rozumieć,
że oznacza to stop,

a kiedy daje sygnał do jazdy,
może jechać.

Udaje się to dzięki
wymianie danych między pojazdami.

Prosty model polega na tym,

że jeden samochód widzi teren budowy

i informuje o tym drugi,

aby ułatwić mu jazdę.

Jednak możemy zrobić to lepiej.

Możemy zebrać wszystkie dane
z samochodu,

tysiące pieszych, rowerzystów,

pojazdów,

i zrozumieć, jak wyglądają

i wywnioskować,
jak mogą wyglądać inne pojazdy

oraz inni piesi.

Co ważniejsze,
możemy stworzyć model oczekiwań

wobec innych
uczestników ruchu.

To żółte pole to pieszy
przechodzący przed nami.

Niebieskie pole to rowerzysta.

Spodziewamy się,
że samochód minie go po prawej.

Tutaj rowerzysta jedzie z naprzeciwka,

wiemy, że będzie ciągle
jechał wzdłuż drogi.

Tutaj ktoś skręca w prawo,

a tu ktoś robi przed nami zawrotkę.

Możemy to przewidzieć
i bezpiecznie zareagować.

To wszystko już znamy,

ale możemy napotkać wiele rzeczy,

których wcześniej nie widzieliśmy.

Kilka miesięcy temu

nasze samochody
jechały przez Mountain View

i napotkały coś takiego.

Kobieta na elektrycznym wózku inwalidzkim

ganiająca w kółko kaczki.
(Śmiech)

Ministerstwo Transportu nie wskazało,

co zrobić w takiej sytuacji,

ale nasze samochody zwolniły

i bezpiecznie przejechały.

Nie tylko kaczki się zdarzają.

Tu widać przelatującego ptaka
i reakcję samochodu.

Tutaj radzi sobie z rowerzystą,

napotkanym w najmniej
oczekiwanym miejscu.

Musimy radzić sobie
też z kierowcami,

nawet najmniejszymi.

Po prawej ktoś wyskakuje
na nas z ciężarówki.

Tutaj po lewej
zielony samochód uznaje,

że musi skręcić w prawo
w ostatniej chwili.

Tutaj, kiedy zmienialiśmy pas,
samochód po lewej uznał,

że też tak chce.

Tu samochód przejeżdża
na czerwonym świetle,

a potem się zatrzymuje.

I dalej, rowerzysta
też przejeżdża na czerwonym.

Samochód cały czas
reaguje bezpiecznie.

Ludzie robili najróżniejsze rzeczy,

np. tu facet wciska się
pomiędzy dwa nasze auta.

Trzeba spytać: "O czym myślisz?".

(Śmiech)

Pokazałem mnóstwo przykładów,

teraz przeanalizuję jeden z nich.

Wróćmy do sceny z rowerzystą.

Na dole jeszcze nie widać rowerzysty,

ale samochód już go widzi -
ten mały niebieski obiekt

powstały z danych laserowych.

Będzie lepiej widać,

jeśli włączę dane laserowe.

Jeśli umiecie je interpretować,
zauważycie

kilka kropek na tej krzywej,

a niebieski obiekt to rowerzysta.

Mamy czerwone światło,

a rowerzysta ma już żółte,

zauważycie, jeśli zmrużycie oczy.

Rowerzysta chce przejechać
przez skrzyżowanie.

Mamy już zielone światło,
on czerwone,

i przewidujemy, że rower
przejedzie w poprzek drogi.

Kierowcy obok
nie zwracają na to uwagi

i ruszają, ale na szczęście

rowerzysta reaguje, unika

i przejeżdża przez skrzyżowanie.

No to jazda.

Jak sami widzicie, zrobiliśmy
duży postęp

i jesteśmy przekonani,

że ta technologia wejdzie na rynek.

Robimy 5 milionów kilometrów
testów dziennie,

więc nasze auta mają doświadczenie.

Nie możemy się doczekać
tej technologii na drodze.

Sądzimy, że lepszym wyborem
jest przejście na automatykę

niż wspomaganie kierowcy,

gdyż sprawa jest pilna.

Podczas tej prelekcji

na drogach Ameryki zginęły 34 osoby.

Jak szybko da się to wprowadzić?

Trudno powiedzieć,
bo to skomplikowany problem.

To są moi chłopcy.

Mój najstarszy syn ma 11 lat,
więc za 4,5 roku

będzie mógł mieć prawo jazdy.

Razem z zespołem pracujemy,
by do tego nie dopuścić.

Dziękuję.

(Śmiech)
(Brawa)

Chris Anderson: Chris,
mam do ciebie pytanie.

Chris Urmson: Słucham.

CA: Umysł waszych samochodów
jest niepojęty.

W debacie, która się teraz toczy,

w sporze między wspomaganiem a automatem,

niektóre firmy,
na przykład Tesla,

wybrały wspomaganie kierowcy.

Uważasz, że to droga donikąd,

bo przez ulepszenia nigdy
nie dojdą do pełnej automatyki?

Kierowca, czując się bezpiecznie,

może odwrócić się do tyłu
i stanie się coś złego.

CU: Tak, to prawda.

Nie znaczy to, że wspomaganie
jest bezwartościowe.

Może ocalić wiele ofiar w tym czasie.

Ale jeśli chcemy prawdziwej zmiany,
tak by ludzie jak Steve

mogli jeździć bezpiecznie,

jeśli chcemy zmienić miasta

i pozbyć się zatłoczonych parkingów,

jest to jedyny wybór.

CA: Z zainteresowaniem
będziemy śledzić wasze postępy.

Dziękuję, Chris.
CU: Dziękuję. (Brawa)