Chris Gerdes: Samochód przyszłości - 240 km/h bez kierowcy

Nadchodzą autonomiczne samochody, które będą jeździć lepiej niż my. Chris Gerdes pokazuje, jak wraz z kolegami pracuje nad robotem-wyścigówką, która przy jeździe z prędkością 240 km/h potrafi uniknąć każdego wypadku. Badając fale mózgowe profesjonalnych kierowców rajdowych, Gerdes zaczął bardziej doceniać instynkt profesjonalnych kierowców. (Sfilmowano podczas TEDx Stanford.)

Ilu z was

usiadło za kierownicą,

choć nie powinniście byli prowadzić?

Byliście w drodze cały dzień,

chcieliście dojechać do domu.

Jeszcze tych kilka mil, mimo zmęczenia.

Być może zdawało wam się,

że wypiliście mniej niż inni,

i możecie jechać do domu.

Może myślami byliście zupełnie gdzie indziej.

Brzmi znajomo?

Czy nie byłoby świetnie,

gdyby na desce rozdzielczej był guzik,

który bezpiecznie doprowadziłby auto do domu?

Na tym miał polegać samosterujący samochód,

niezależny pojazd, o którym marzono od 1939 r.,

od prezentacji General Motors

na stoisku Futurama na Targach Światowych.

To jedno z marzeń,

które zawsze zdawało się odległe o 20 lat.

2 tygodnie temu nastąpił krok naprzód.

Autonomiczny samochód Google

otrzymał w stanie Nevada pierwszą licencję,

która jasno upoważnia

do testowania go na ulicach Nevady.

Kalifornia rozważa podobną ustawę,

dzięki czemu autonomiczny samochód

nie pozostanie wstydliwym sekretem.

(Śmiech)

W laboratorium na uniwersytecie Stanford

pracujemy nad innym autonomicznym samochodem.

Konstruujemy samosterujące samochody wyścigowe,

które potrafią osiągnąć granice

możliwości fizycznych.

Po co to robimy?

Są dwa dobre powody.

Uważamy, że zanim oddamy kontrolę

autonomicznym samochodom,

muszą one dorównywać najlepszym kierowcom.

Jeśli, jak ja, należycie do 70% populacji,

uważających się za kierowców powyżej przeciętnej,

wiecie, że to wysoka poprzeczka.

Jest jeszcze jeden powód.

Kierowcy samochodów wyścigowych

wykorzystują tarcie między oponą a nawierzchnią

i inne metody na szybką jazdę.

Chcemy wykorzystać te możliwości

do unikania wypadków.

Można doprowadzić samochód do granic

nie tylko przez nadmierną prędkość,

ale też przez oblodzoną nawierzchnię,

zmienne warunki.

W takich sytuacjach chcemy,

by samochód potrafił uniknąć

wszelkich możliwych wypadków.

Muszę przyznać, że jest też trzeci powód.

Fascynują mnie wyścigi.

Kiedyś miałem wyścigówkę,

byłem szefem ekipy i instruktorem jazdy,

choć nie na aż tak wysokim poziomie.

Jednym z kilku pojazdów,

które zbudowaliśmy w laboratorium,

jest pierwszy na świecie samochód

samodzielnie wykonujący poślizg kontrolowany.

To jedna z kategorii,

w której nie ma zbyt dużej konkurencji.

(Śmiech)

Oto P1, pojazd elektryczny
zbudowany przez studentów.

Z pomocą tylnej kierownicy

i przedniego systemu sterowania,

potrafi wykonać poślizg kontrolowany.

Potrafi jechać bokiem jak rajdowiec,

wziąć najostrzejszy zakręt,

nawet na śliskich, zmiennych powierzchniach,

nie wpadając w poślizg.

Wraz z Volkswagenem Oracle

pracowaliśmy nad Shelly, autonomiczną wyścigówką,

która osiągnęła 240km/h na równinie solnej,

jeździła po torze wyścigowym w słońcu,

przy wietrze i na deszczu,

dała radę 153 zakrętom i 20 km

drogi wysokogórskiej w Kolorado

bez nikogo za kierownicą.

(Śmiech)

(Brawa)

Chyba nie muszę mówić,

że świetnie się przy tym bawiliśmy.

Pracując nad autonomicznymi samochodami

rozwinęliśmy też coś innego,

mianowicie olbrzymi szacunek

dla możliwości rajdowców.

Testując te samochody,

chcieliśmy porównać je z ludzkimi odpowiednikami.

Odkryliśmy, że ci drudzy są niesamowici.

Biorąc mapę toru wyścigowego

i matematyczny model samochodu,

po paru próbach możemy wytyczyć

najszybszą drogę po torze.

Porównujemy te dane

z jazdą profesjonalnego kierowcy

i podobieństwo okazuje się niesamowite.

Owszem, są subtelne różnice,

jednak człowiek potrafi usiąść za kierownicą

i jechać bardzo szybko

bez algorytmu porównującego

opłacalność szybkiej jazdy na zakręcie

z czasowym zyskiem

na następnej prostej.

W dodatku umieją to powtórzyć

okrążenie za okrążeniem.

Za każdym razem

wykorzystują samochód do granic możliwości.

To niesamowite.

W nowym samochodzie

już po kilku okrążeniach odszukają najszybszą trasę

i mogą wziąć udział w wyścigu.

Zaczęliśmy się zastanawiać,

co dzieje się w ich głowach.

Postanowiliśmy to zbadać

i monitorować nie tylko samochód,

ale też i kierowców

żeby dowiedzieć się

jak myślą w trakcie jazdy.

Tutaj dr Lene Harbott przyczepia elektrody

do głowy Johna Mortona,

byłego kierowcy rajdowego

wyścigów Can-Am, IMSa i Le Mans.

Świetny kierowca

i chętnie współpracuje ze studentami.

Elektrody na głowie

monitorują aktywność elektryczną mózgu

podczas jazdy po torze.

Oczywiście elektrody nie pozwolą nam

odczytać jego myśli podczas jazdy,

ale neurobiolodzy odkryli wzory pracy mózgu,

ilustrujące istotne aspekty rozumowania.

W stanie spoczynku

mózg generuje dużo fal alfa.

Fale theta wiążą się z funkcjami poznawczymi,

jak przetwarzanie sygnałów wzrokowych,

kiedy kierowca myśli bardzo intensywnie.

Można to zmierzyć

porównując moc względną

fal theta i fal alfa.

Dostajemy pomiar pracy umysłowej,

poziom wyzwania, jakie stawia przed kierowcą

każdy odcinek trasy.

Chcąc zarejestrować to na torze,

pojechaliśmy do Laguna Seca.

To legendarny tor wyścigowy

położony między Salinas i Monterey.

Ma zakręt zwany "korkociągiem",

zakręt-pułapkę, po którym następuje

ostry skręt w prawo połączony z trzypiętrowym spadkiem.

Strategię pokonania tej przeszkody
wyjaśniono mi tak:

kierujesz się na tamten krzak,

a kiedy droga opada widzisz, że to czubek drzewa.

Dzięki programowi Revs

mogliśmy zabrać tam Johna,

by posadzić go za kierownicą

Porsche Abarth Carrera, rocznik 1960.

Nie warto marnować życia na kiepskie samochody.

To John na trasie.

Wjeżdża pod górę.

Widać poziom pracy mózgu,

przedstawiony jako czerwony wskaźnik.

Widać jak pracuje.

Musi zredukować bieg,

skręcić w lewo,

uważać na drzewo i zjechać na dół.

To bardzo wymagające zadanie.

Praca mózgu wzmaga się,

jak można oczekiwać

przy tak złożonych czynnościach.

Najciekawsze są odcinki trasy,

gdzie poziom pracy mózgu nie wzrasta.

Pokażę teraz inną część trasy.

Pokażę teraz inną część trasy.

Przy trzecim zakręcie tył samochodu

wpadnie w lekki poślizg.

John wyrównuje kierownicą.

Teraz zwróćcie uwagę

na poziom pracy mózgu i kierownicę.

Poślizg, szybkie wyrównanie

i brak zmian w pracy mózgu.

Zero wyzwania.

Po prostu refleks.

To dopiero pierwsze próby analizy danych,

ale wydaje się, że większość wyczynów

kierowców rajdowych

jest odruchowa.

To wyuczone czynności.

Wykonanie tego niezwykłego zadania

nie wymaga od nich wiele wysiłku umysłowego.

A efekty są niesamowite.

Dokładnie takie manewry,

jakich wymaga dana sytuacja.

Pozwoliło nam to zrozumieć

jak lepiej budować autonomiczne samochody.

Zadaliśmy sobie pytanie,

czy mogłyby mniej polegać na algorytmach,

a więcej na intuicji.

Czy odruchy kierowców

da się wprowadzić

do wyścigówek,

a w przyszłości być może

również do samochodów osobowych?

Byłby to ogromny krok

w stronę samochodów autonomicznych,

jeżdżących jak profesjonalni kierowcy.

Tutaj zastanowiło nas,

czy chcemy, by samochód

był czymś więcej niż szoferem?

Może mógłby być partnerem, trenerem,

który pomógłby nam osiągnąć

pełen potencjał?

Czy zamiast zastępować człowieka,

technologia może nam pomóc

w udoskonalaniu refleksu i intuicji?

Zmierzamy w kierunku technologicznej przyszłości.

Warto się zastanowić, gdzie leży złoty środek

między człowiekiem a maszyną?

Zastanawiając się nad tym,

dajmy się zainspirować

niezwykłym zdolnościom

ludzkiego ciała i umysłu.

Dziękuję.

(Brawa)