Zelfrijdende auto’s evolueren van een futuristische droom naar een moderne realiteit. Maar op de een of andere manier werd de evolutie vertraagd. Lijkt het zo? Stel je voor dat je in je auto stapt, de locatie van de auto invoert (of beter nog, spreekt) in de interface en je vervolgens naar je bestemming laat rijden terwijl je een boek leest, op internet surft of een dutje doet.
Auto’s die zelf kunnen rijden, dat leek ons vroeger iets fantastisch. Maar in de komende jaren zal deze fictie werkelijkheid worden, dankzij de opkomst van zelfrijdende auto's, en zal de manier waarop we ons verplaatsen en vervoeren in onze steden radicaal veranderen.
De afgelopen tien jaar hebben we precies zulke beloften gehoord. We horen over de successen en mislukkingen van ontwikkelaars, over de juridische conflicten bij het gebruik van dergelijke voertuigen, over hun veiligheid en gevaar voor ons, de chauffeurs, op de weg. Laten we proberen alles te begrijpen.
Ook interessant:
- Human Brain Project: een poging om het menselijk brein te imiteren
- Thunderbolt 5 versus Thunderbolt 4: alles wat u moet weten
De geschiedenis van zelfrijdende auto's
Het idee van zelfrijdende auto’s bestaat al heel lang, sinds de jaren dertig zijn ze een integraal onderdeel geworden van science fiction-ideeën over de toekomst. Maar pas onlangs is de technologie die ze werkelijkheid zou kunnen maken zich snel gaan ontwikkelen.
De eerste experimentele prototypes, die extreem traag waren, dateren uit de jaren zestig. Meer recentelijk, in 1960, daagde DARPA (het Amerikaanse ministerie van Defensie dat verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor gebruik door het Amerikaanse leger) ontwikkelaars van over de hele wereld uit om een onbemand voertuig te bouwen dat door de Mojave-woestijn in Californië kan racen, waarbij de winnaar een miljoen dollar werd aangeboden. dollar prijs. De meest succesvolle auto heeft slechts 2004 van de 7 mijl gereden. Maar de race versterkte de overtuiging dat robotauto's een realiteit zijn.
In de volgende race in 2005 legden vijf auto's de afstand af. En bij de Urban Challenge 2007 ontweken voertuigen niet alleen obstakels en bleven ze op de weg, maar hielden ze zich ook aan de verkeersregels, stopten, parkeerden en maakten zelfs toegestane U-bochten. En tegen 2010 hadden de technici van Google een systeem ontwikkeld dat de moeilijkste wegen in Californië (waaronder de beroemde kronkelende Lombard Street in San Francisco) aankon met minimale menselijke tussenkomst.
Nu zijn alle bekende fabrikanten van de auto-industrie bezig met het idee om zelfrijdende auto's te maken, omdat ze het veelbelovend vinden.
Wat zijn zelfrijdende auto’s?
Zelfrijdende auto's zijn voertuigen die geen menselijke hulp nodig hebben om naar hun bestemming te navigeren. Ze gebruiken hiervoor camera's, sensoren en geavanceerde software, die de wegsituatie interpreteert en reageert op voetgangers en andere omgevingen op de weg.
Momenteel zijn er geen legaal rijdende, volledig autonome voertuigen in de wereld. Er zijn echter gedeeltelijk autonome voertuigen: auto's en vrachtwagens met verschillende niveaus van zelfautomatisering, van conventionele auto's met remhulpsystemen tot volledig onafhankelijke zelfrijdende prototypes.
Ondanks het feit dat technologieën Technologieën voor autonoom rijden bevinden zich nog in de beginfase van hun ontwikkeling, worden steeds gebruikelijker en kunnen uiteindelijk een revolutie teweegbrengen in ons transportsysteem (en, bij uitbreiding, in onze economie en samenleving). Autofabrikanten en technologiebedrijven schatten dat zelfrijdende auto's van niveau 4 binnen de komende jaren op de markt kunnen komen. Sommige deskundigen beschouwen dergelijke voorspellingen echter als te optimistisch en onrealistisch, gezien het evolutieproces van zelfrijdende auto's.
Autonomieniveaus van auto's
Auto's hebben verschillende rijniveaus, die experts beoordelen op een schaal van 0 tot 5. Laten we dus eens kijken wat elk niveau betekent.
Niveau 0. Alle grote systemen worden door mensen bestuurd. Dat wil zeggen, dit zijn onze gebruikelijke auto's die nu worden gebruikt.
Niveau 1. Sommige systemen, zoals cruise control of automatisch remmen, kunnen om beurten de auto besturen.
Niveau 2. Het voertuig ondersteunt minimaal twee gelijktijdige geautomatiseerde functies, zoals accelereren en sturen. Maar veilig werken vereist een mens.
Niveau 3. Onder bepaalde omstandigheden kan de auto alle veiligheidskritische functies besturen, maar wordt verwacht dat de bestuurder het overneemt in geval van een systeemstoring of besturingsprobleem.
Niveau 4. De auto is in sommige rijscenario’s volledig autonoom, maar niet in alle.
Niveau 5. De auto is in elke situatie volledig autonoom.
Tot nu toe hebben we auto's van niveau 0 tot en met 3 beschikbaar, hoewel er nog steeds fel wordt gedebatteerd over niveau 3. Hoewel fabrikanten beloven dat er in 2030 zelfrijdende auto’s van niveau 4 beschikbaar zullen zijn.
Hoe werken zelfrijdende auto’s?
Google, Uber, Tesla, Nissan, Subaru en andere toonaangevende autofabrikanten, onderzoeks- en technologiebedrijven hebben verschillende autonome rijtechnologieën ontwikkeld.
Hoewel de ontwerpdetails variëren, creëren en onderhouden de meeste autonome systemen een interne kaart van hun omgeving op basis van een grote verscheidenheid aan sensoren, zoals radar. De onbemande prototypes van Uber gebruiken 64 laserstralen samen met andere sensoren om een interne kaart te creëren. Bij de prototypes van Google werd in verschillende stadia gebruik gemaakt van lasers, radars, krachtige camera's en sonar.
De software verwerkt die invoer vervolgens, brengt een route in kaart en stuurt instructies naar de systemen van de auto die het accelereren, remmen en sturen regelen. Hardgecodeerde regels, algoritmen voor het vermijden van obstakels, voorspellende modellering en ‘slimme’ objectherkenning (zoals het verschil tussen een fiets en een motorfiets) helpen de software de verkeersregels te volgen en obstakels te overwinnen.
Gedeeltelijk autonome voertuigen vereisen mogelijk de tussenkomst van een menselijke bestuurder als het systeem op onzekerheid stuit, terwijl volledig autonome voertuigen mogelijk niet eens een stuur hebben.
Bovendien kunnen autonome auto's worden onderscheiden als 'verbonden' of niet, op basis van de vraag of ze kunnen communiceren met andere voertuigen en/of weginfrastructuur, zoals verkeerslichten van de volgende generatie. De meeste prototypes beschikken momenteel niet over deze mogelijkheid.
Lees ook:
- De oorlog om satellietinternet: Europa daagt Starlink uit
- Wat zijn neurale netwerken en hoe werken ze?
Wat zouden de voordelen zijn? auto's zonder bestuurder?
Het meest besproken voordeel is de grotere verkeersveiligheid. Vorig jaar kwamen alleen al in Groot-Brittannië 1770 mensen om het leven op de wegen, en raakten meer dan 26000 mensen ernstig gewond. In de Verenigde Staten zijn de cijfers zelfs nog alarmerender: 36750 doden onder voetgangers en fietsers. De statistieken in Oekraïne zijn niet minder alarmerend. Aangezien de meeste ongevallen het gevolg zijn van fouten van de bestuurder, kan zelfs een adoptie van auto's zonder bestuurder bij 90% jaarlijks tot 22000 levens redden.
Een ander voordeel zou zijn dat vervoer toegankelijk wordt gemaakt voor mensen die voorheen niet konden autorijden. We hebben het over kinderen, gehandicapten en ouderen, die in theorie zonder chauffeur zouden kunnen reizen, wat de toegankelijkheid van het vervoer zou verbeteren.
Maar er zijn hier nog steeds veel juridische conflicten. En het is nog steeds niet duidelijk wie de schuld krijgt van een eventueel ongeval, wie en welke straf daarvoor moet worden gedragen, enz.
De gevolgen voor het milieu zijn een zaak van ernstige zorg en grote onzekerheid. Toegankelijke, betaalbare en handige zelfrijdende auto’s kunnen het totaal aantal gereden kilometers per jaar vergroten. Als deze voertuigen op benzine rijden, kunnen de klimaatschadelijke transportgerelateerde emissies dramatisch stijgen. Als voertuigen echter worden geëlektrificeerd, zullen de emissies aanzienlijk worden verminderd. Naarmate geëlektrificeerde, zelfrijdende auto’s meer gedeelde ritten mogelijk maken (via diensten als Lyft of Uber bijvoorbeeld), zouden de emissies nog verder kunnen dalen.
Technologieën en benaderingen voor de creatie van zelfrijdende auto's
Ontwikkelaars gebruiken een verscheidenheid aan methoden en benaderingen, steeds geavanceerdere technologieën en componenten van hogere kwaliteit om prototypes van zelfrijdende auto's te creëren. Maar de meeste hebben veel gemeen, omdat het principe hetzelfde is: een voertuig creëren dat niet alleen het rijproces beheert, maar ook de situatie op de weg in de gaten houdt en de juiste beslissingen neemt. Hier zijn enkele van de belangrijkste technologieën:
- Sensoren: zelfrijdende auto's gebruiken doorgaans een combinatie van sensoren zoals lidar (lichtdetectie en bereik), radar, camera's en ultrasone sensoren om hun omgeving waar te nemen.
- Kaarten: kaarten met hoge definitie spelen een cruciale rol. Deze kaarten bevatten gedetailleerde informatie over de weg, verkeersborden en andere elementen van de weginfrastructuur die het voertuig helpen navigeren.
- Management systemen: Auto's maken gebruik van geavanceerde realtime controlesystemen, waarbij de snelheid, het stuur en het remmen indien nodig worden aangepast.
- Machine learning en kunstmatige intelligentie: geavanceerde kunstmatige intelligentie-algoritmen worden gebruikt om data van sensoren te verwerken, beslissingen te nemen en te leren van ervaringen. Deep learning wordt vaak gebruikt voor beeld- en patroonherkenning.
Op dit laatste punt wil ik graag wat dieper ingaan.
Sommige bedrijven, zoals Waymo, ontwikkelen hun eigen kunstmatige intelligentie en controlesystemen die zijn ontworpen voor autonoom rijden. Platform NVIDIA DRIVE biedt een schaalbare, op AI gebaseerde oplossing voor autonome voertuigen die door verschillende autofabrikanten en technologiebedrijven wordt gebruikt. We moeten ook open source-frameworks noemen, zoals ROS (Robot Operating System), die sommige bedrijven gebruiken om hun autonome systemen te bouwen.
Bovendien investeren veel bedrijven in onderzoek en ontwikkeling om hun eigen AI-oplossingen voor hun zelfrijdende auto’s te creëren.
Ook interessant:
- De gevaarlijkste werelden: 14 planeten waarop niets kan overleven
- Mysteries van de kosmos, waarop we de antwoorden nog steeds niet weten
Waarom zo’n langzame vooruitgang?
Er wordt geschat dat de technologie om veilige autonome voertuigen te creëren voor ongeveer 80% ontwikkeld is. Het zal veel meer tijd kosten om het proces volledig te verbeteren - het vereist de ontwikkeling van de nieuwste technologieën, componenten van hogere kwaliteit en verbetering van de pilotsystemen.
Uitdagingen die nog moeten worden aangepakt, zijn onder meer ongebruikelijke en zeldzame gebeurtenissen die zich op elke straat of snelweg kunnen voordoen, zoals het weer, overstekende dieren, aanleg en onderhoud.
Een andere reeks problemen ontstond nadat Cruise en Waymo hun autonome taxidiensten in San Francisco lanceerden. De Amerikaanse National Highway Traffic Safety Administration begon in december 2022, slechts zes maanden nadat de diensten waren goedgekeurd, met het onderzoeken van incidenten waarbij voertuigen "mogelijk ongepast hadden geremd of geïmmobiliseerd waren". In een aantal gevallen moesten sleepwagens worden opgeroepen om de voertuigen te verplaatsen. Dit betekent dat er tot nu toe meer problemen dan successen zijn.
Wat gebeurt er nu?
Actieve autonome voertuiginitiatieven kunnen in twee categorieën worden gegroepeerd: ritdiensten (Cruise, Waymo en Uber) en de verkoop van zelfrijdende auto's aan het publiek (Tesla).
Cruise is een dochteronderneming van General Motors, opgericht in 2013. Vanaf september 2022 exploiteerde het een vloot van 100 robotaxis in San Francisco en was van plan zijn vloot uit te breiden tot 5000. Critici merkten op dat dit het verkeer in de stad zou vergroten. In december 2022 begon Cruise ook diensten aan te bieden naar Chandler, Arizona en Austin, Texas.
Cruise, de zelfrijdende eenheid van General Motors die een robotaxidienst exploiteert in San Francisco, heeft toestemming aangevraagd om zijn autonome voertuigen in heel Californië te testen.https://t.co/KbsLjk7JvC
— MarktWatch (@MarketWatch) 21 maart 2023
Waymo, het voormalige Google Self-Driving Car-project, werd in januari 2009 opgericht. Het bedrijf gaf in 4,8 $2020 miljard uit en in 5,2 $2021 miljard. Waymo One biedt autonome ritdiensten in zowel Phoenix als San Francisco. Ze is van plan dit jaar de straten van Los Angeles te betreden.
Bedrijf Uber is een belangrijke kracht geweest in de ontwikkeling van autonome voertuigen, omdat een deel van het bedrijfsplan het vervangen van menselijke bestuurders was. Er zijn echter ook problemen geweest, waaronder een crash in maart 2018 waarbij een zelfrijdende Uber een vrouw doodde die met haar fiets aan de overkant van de straat liep in Tempe, Arizona. In 2020 verkocht Arizona Uber zijn AV-onderzoeksdivisie aan Aurora Innovation.
Maar in oktober 2022 keerde Uber terug naar de implementatie van zelfrijdende auto’s en tekende een deal met Motional, een joint venture tussen Hyundai en Aptiv. Motional gaat autonome voertuigen leveren voor de bezorg- en servicediensten van Uber.
Lyft, het op een na grootste bedrijf voor het delen van ritten, na Uber, is actief in de VS en Canada. Net als Uber had Lyft een autonome divisie, en in 2016 voorspelde mede-oprichter van Lyft, John Zimmer, dat in 2021 het merendeel van de ritten op zijn netwerk zou worden gereden door zelfrijdende voertuigen (en dat tegen 2025 het particuliere autobezit "volledig zou ophouden"). ). Maar dit gebeurde niet. Daarom verkocht Lyft eind 2021 ook zijn zelfrijdende autodivisie aan Toyota.
In 2022 zei Zimmer dat de technologie bestuurders niet zal vervangen, althans niet voor de komende tien jaar. In augustus 2022 werkte Lyft echter samen met Motional om robottaxi's te lanceren in Las Vegas en Los Angeles.
Telsa is de wereldleider in de verkoop van batterij-elektrische voertuigen. Het streeft er ook naar om volledig geautomatiseerde voertuigen te verkopen. Eind 2022 waren er echter geen Tier 3-, 4- of 5-voertuigen verkocht in de VS.
Wat Telsa aanbiedt is een volledig autonoom besturingssysteem voor $ 15. Kopers erkennen dat ze een bètaversie kopen en alle risico's op zich nemen. Telsa is niet verantwoordelijk voor eventuele systeemstoringen.
In februari 2023 heeft de Nationale Verkeersveiligheidsadministratie onthuld: “Bètaversie van volledig autonome software waarmee een voertuig de snelheidslimiet kan overschrijden of op illegale of onvoorspelbare wijze over kruispunten kan rijden, verhoogt het risico op een ongeval". Dit leidde ertoe dat Tesla 362 voertuigen terugriep voor een software-update.
Een andere tegenslag voor de verkoop van zelfrijdende voertuigen was de aankondiging in oktober 2022 dat Ford en VW besloten te stoppen met de financiering van het zelfrijdende technologiebedrijf Argo AI, wat tot de sluiting ervan leidde. Zowel Ford als VW hebben besloten hun focus te verleggen van automatiseringsniveau 4 naar niveaus 2 en 3.
Wat staat ons te wachten?
Hoewel de huidige tests veelbelovend zijn, denken veel experts dat het nog tientallen jaren zal duren voordat zelfrijdende auto’s mainstream worden en te koop zijn. Aan de andere kant benadrukt Tesla-eigenaar Elon Musk dat zelfrijdende auto's in de nabije toekomst beschikbaar zullen zijn voor het publiek. Ondertussen zullen door mensen bestuurde voertuigen autonome rijfuncties blijven krijgen, zoals het navigeren door verkeerslichten, kruispunten en stadsverkeer zonder menselijke tussenkomst.
Hoewel het nog vele jaren zal duren, voorspellen deskundigen dat zelfrijdende auto’s uiteindelijk het dominante vervoersmiddel ter wereld zullen worden, en dat het aantal menselijke bestuurders aanzienlijk zal afnemen. Hoewel we niet precies weten wanneer dit zal gebeuren, lijdt het geen twijfel dat zelfrijdende auto's onze toekomst zijn. Deskundigen zijn het erover eens dat dit werkelijkheid zal worden, maar ze doen geen voorspellingen over de timing.
Ook interessant: