Chris Gerdes: A jövő versenyautója -- 240 km/h, sofőr nélkül!

Az autonóm járművek ma már valósággá váltak -- és kezdenek jobban vezetni mint mi, emberek. Chris Gerdes bemutatja, hogyan fejleszt ő és csapata olyan robotvezérlésű versenyautókat, amelyek képesek 240 km/h sebességgel haladni, elkerülve közben minden elképzelhető balesetet. Ám ennek ellenére, a profi autóversenyzők agyhullámainak tanulmányozása alapján Gerdes csodálattal szemléli a profi autóvezetők ösztöneit. (A felvétel a TEDxStanford-on készült.)

Hányan vannak önök között, akik

egy kocsi volánja mögé ültek,

amikor nem igazán kellett volna ezt tenniük.

Meglehet, hogy egy hosszú nap állt önök mögött

és mindössze haza akartak jutni.

Fáradtak voltak, de úgy érezték, hogy képesek még pár mérföldet vezetni.

Talán azt gondolták:

"Kevesebbet ittam, mint a többiek,

nekem kéne vezetnem hazáig."

Vagy egyszerűen csak egész máshol járt az eszük.

Ismerősen hangzik ez önöknek?

Hát nem lenne remek ilyen helyzetekben,

ha volna egy nyomógomb a műszerfalon,

amit megnyomva a kocsi biztonságosan hazavinné önöket?

Nos, ez volt az önmagát vezető autó ötlete,

ez az autonóm jármű, amiről már legalább

1939 óta álmodunk, amikor is a General Motors bemutatta

ezt az ötletet a Futurama standján a Világkiállításon.

Nos, ez egyike azoknak az álmoknak,

amelyektől mindig 20 évnyi távolságra voltunk.

Most viszont, két héttel ezelőtt az álom egy lépéssel közelebb került hozzánk,

amikor Nevada állam kiadta a Google önmagát vezető autójának

a legelső, autonóm járműnek járó forgalmi engedélyt,

engedélyezve ezzel, hogy legálisan

tesztelhessék Nevada útjain.

Már Kalifornia is tervezi hasonló szabályozás bevezetését,

és ezzel bizonyossá válik, hogy az autonóm jármű

nem olyan dolog, aminek Vegasban kell maradnia.

(Nevetés)

Stanford-i laboratóriumunkban mi is

autonóm járműveken dolgozunk, ám egy kicsit más

megközelítésből. Mi ugyanis robotvezérlésű versenyautókat fejlesztünk,

olyan autókat, amelyek a fizikai teljesítmény

határait feszegetik.

De hét miért is akarunk ilyen dolgokat csinálni?

Nos, ennek két nagyon jó oka van.

Először is hisszük, hogy mielőtt az ember átadná a kormányt

egy autonóm járműnek, ennek a járműnek

legalább olyan jónak kell lennie, mint a legjobb emberi sofőr.

Ha pedig önök hozzám - és a népesség 70 százalékához - hasonlóan

átlagosnál jobb autóvezetőnek tartják magukat,

akkor megértik, hogy elég magasra tettük a lécet.

Van azonban egy másik ok is.

Ahogy egy autóversenyző képes kihasználni a teljes súrlódást

a gumi és az úttest között,

és az autó minden képességét a lehető leggyorsabb haladás érdekében,

úgy akarjuk mi az összes lehetőséget kihasználni

hogy elkerüljük a baleseteket.

Az autó nem csak azért érheti el a korlátait,

mert túl gyorsan vezetünk,

hanem mert például egy jeges útszakaszra fut,

ahol mások a feltételek.

Az ilyen helyzetekben azt akarjuk,

hogy az autó képes legyen elkerülni minden balesetet,

ami fizikailag elkerülhető.

Be kell vallanom, hogy van egy harmadik motivációnk is.

Imádom az autóversenyzést.

Régebben voltam versenyautó tulajdonos,

csapatfőnök, vezetés oktató,

bár valószínűleg nem voltam azon a szinten, ahogy azt most önök elvárnák.

Az egyik dolog, amit kifejlesztettünk a laborban --

több járművet is kifejlesztettünk --

az, amiről azt hisszük, hogy a világ első

önállóan driftelő autója lesz.

Ez egy másik olyan kategória,

ahol valószínűleg nincs nagy verseny.

(Nevetés)

De ez a P1-es. Egy teljes egészében a hallgatók által épített elektromos jármű,

ami hátsókerék-hajtása

és elektronikusan kormányzott első kerekei lévén

képes driftelve bevenni a kanyarokat.

Képes oldalirányban csúszni, mint egy raliversenyző,

és képes mindig a legszűkebb ívet használni,

még csúszós, változó felületeken is,

anélkül, hogy kisodródna.

Dolgoztunk a Volkswagen Oracle-lel is,

Shelley-n, egy autonóm versenyautón, ami

240 km/h sebességgel versenyzett a Bonneville Salt Flats-en keresztül,

körözött a Thunderhill Raceway Park-ban napsütésben,

szélben és esőben,

és végignavigált 153 kanyart és 20 kilométert

a Pikes Peak Hill Climb szerpentinen

Colorado-ban, sofőr nélkül.

(Nevetés)

(Taps)

Azt hiszem, mondanom sem kell, hogy rettenetesen jól szórakoztunk

mindeközben.

Valójában azonban valami mást is kifejlesztettünk

ezeknek az autonóm autóknak a fejlesztése során.

Megtanultuk nagyon csodálni

az emberi autóversenyzőket.

Miközben ezeknek a kocsiknak a teljesítményét vizsgáltuk,

össze akartuk hasonlítani őket emberi megfelelőjükkel.

És e közben rájöttünk, hogy az emberi megfelelőik lenyűgözőek.

Tudunk térképet készíteni a versenypályáról,

el tudjuk készíteni a kocsi matematikai modelljét,

néhány iterációval meg tudjuk találni

a leggyorsabb utat a pályán.

Ezeket az adatokat aztán összevetettük azokkal, amelyeket

profi autóversenyzőktől gyűjtöttünk,

és a hasonlóság rendkívül figyelemreméltó.

Vannak persze kis eltérések is itt,

ám az emberi autóversenyző képes rá,

hogy egy fantasztikusan gyors kört fusson

anélkül, hogy egy olyan algoritmusra támaszkodna, ami optimalizál

a lehető leggyorsabb haladás között

az egyik ponton, és egy kis idő lecsípése

között a másikon.

És mindezek mellett, képesek rá, hogy ezt

körről-körre megismételjék.

Képesek rá, hogy ezt kitartóan csinálják,

miközben a kocsit folyamatosan a határon vezetik.

Rendkívüli dolog ezt látni.

Aztán átütetjük őket egy másik autóba,

ahol néhány kör után újra megtalálják a leggyorsabb utat,

és újra versenyre készek.

Ezt látva óhatatlanul eszünkbe jut,

hogy szeretnénk tudni, mi játszódik le a fejükben.

Mi, mint kutatók, éppen ennek kiderítésére vállalkoztunk.

Ezért elhatároztuk, hogy nem csak az autót műszerezzük fel,

hanem a vezetőket is,

hogy képet kapjunk róla, mi történik

a fejükben vezetés közben.

Ez itt Dr. Lene Harbott, amint elektródákat helyez el

John Morton fején.

John Morton egy egykori Can-Am és IMSA versenyző,

aki Le Mans-ban kategória-bajnok is volt.

Fantasztikus autóvezető, aki türelmesen viseli a hallgatókat,

és ezt a fajta kutatást.

Elektródákat teszünk a fejére,

hogy megfigyelhessük az elektromos aktivitást,

ami kialakul John fejében versenyzés közben.

Persze nem hisszük, hogy attól, hogy pár elektródát teszünk a fejére,

pontosan meg fogjuk érteni, mi jár a fejében a pályán.

A neurológusok azonban azonosítottak néhány mintát,

amelyek alapján több fontos megállapítást tehettünk.

Például a nyugalmi állapotban lévő agy

rengeteg alfa-hullámot bocsát ki.

Ezzel szemben a théta-hullámok olyan kognitív

tevékenységekhez kapcsolódnak, mint például a képfeldolgozás,

olyan dolgokhoz, amelyeknél a vezető sokat gondolkozik.

Most már meg tudjuk mérni ezeket,

és láthatóvá tehetjük a théta és

alfa hullámok viszonylagos energiáját.

Ez által mérni tudjuk a mentális terhelést,

vagyis hogy milyen kognitív kihívásokkal néz szembe a vezető

a pálya egyes pontjain.

Kiváncsiak voltunk, hogy tudjuk-e ezt a valóságban is rögzíteni,

a pályán, ezért lementünk délre, Laguna Seca-ba.

Laguna Seca egy legendás versenypálya,

nagyjából félúton Salinas és Monterey között.

Van ott egy kanyarkombináció, amit Dugóhúzónak hívnak.

Nos, a Dugóhúzó egy sikán, amit egy gyors

jobbkanyar követ, miközben az út három emeletet zuhan.

A vezetési stratégia ezen a helyen, ahogy elmagyarázták nekem,

becélozni a távoli bozotós részt,

majd ahogy az út lejteni kezd, rájössz, hogy valójában egy fa teteje volt.

Köszönet tehát a Stanford-i Revs Program-nak,

hogy odavihettük John-t

és hogy beültethettük egy

1960-as Porsche Abarth Carrera volánja mögé.

Az élet túl rövid ahhoz, hogy unalmas autók vezetésére fecséreljük.

Itt láthatják John-t a pályán,

amint megy felfelé az emelkedőn - Ó! Ez valakinek tetszett --

és látható, valóban, a mentális terhelése

-- amit a piros sáv mutat --

láthatják az akcióit, amint közeledik.

Most figyeljék, vissza kellett váltania.

Aztán balra kellett fordulnia.

Keressük a fát, aztán lefelé.

Nem meglepő módon, látható, hogy ez egy elég komoly kihívás.

Látható, hogyan fokozódik a mentális terhelés a mindeközben,

pontosan ahogy várnánk egy ilyen

komplexitású tevékenységtől.

Ám ami igazán érdekes, az, ha megnézzük a pályának azon részeit,

ahol a mentális terhelés nem mutat növekedést.

Megmutatom most önöknek

a pálya másik oldalát.

A hármas kanyar. John be fog hajtani ebbe a kanyarba

és a kocsi hátsó része elkezd kifelé sodródni.

Ezt kormányzással kell korrigálnia.

Lássuk, hogy oldja meg John a feladatot!

Figyeljük a mentális terhelést és a kormányzást.

A kocsi elkezd kifele sodródni, drámai manőver a korrigálására,

és semmi változás a mentális terhelésben.

Semmi kihívás.

Egy teljesen reflex-szerű megoldás.

Persze az adatfeldolgozás még elég kezdetleges,

de határozottan úgy tűnik, hogy ezek a cselekvések

melyeket az autóversenyzők végrehajtanak.

ösztönösek.

Ezeket a dolgokat egyszerűen megtanulták végrehajtani.

És nagyon kevés mentális igénybevétellel jár

ezeknek lenyűgöző manővereknek a végrehajtása.

És a cselekedeteik fantasztikusak.

Ez pontosan az, amit tenni akarunk a kormánykerékkel,

hogy megtartsuk az autót ebben a helyzetben.

Mindez egy remek betekintést

és inspirációt adott nekünk a autonóm járműveinkhez.

Feltettük magunknak a kérdést:

Tudjuk-e a működésüket kevésbé algoritmikussá,

és inkább intuitívvá tenni?

Képesek vagyunk-e a legjobb autóversenyzőktől látott

ösztönös cselekvést

átvinni a mi autóinkba,

vagy esetleg egy olyan rendszerbe, ami

a jövőben az önök autójában is megjelenhet?

Ez egy hatalmas lépés lenne

olyan autonóm járművek irányába,

amelyek olyan jól vezetnek, mint a legjobb emberi autóvezetők.

Itt azonban egy kicsit mélyebben elgondolkoztunk.

Akarunk-e többet a kocsinktól,

mint hogy egyszerűen a sofőrünk is legyen?

Akarjuk-e, hogy az autónk esetleg a partnerünk, egyfajta edzőnk legyen,

olyasvalami, ami képes saját helyzetértékelését használni

a mi képességeink kihasználására?

Képes-e a technológia nem egyszerűen csak helyettesíteni az embert,

de akár a reflexek és ösztönök olyan szintjét elérni,

amire mi magunk képesek vagyunk?

Ahogy haladunk előre ennek a technológiai jövőnek az irányába,

szeretnék megállni és elgondolkozni egy pillanatra.

Hol van az arany középút az emberi és a gépi között?

Mi azt gondoljuk,

hogy használjuk inspirációnak

az emberi test és az emberi elme

rendkívüli, lenyűgőző képességeit.

Köszönöm.

(Taps)