Autonomní auta jsou samořídící vozidla, která jsou schopna provozu s minimálním nebo dokonce nulovým lidským zásahem. Tato vozidla využívají umělou inteligenci (AI) a již existující automobilové technologie, jako je adaptivní tempomat, k automatizaci zážitku z jízdy.
Samořídící vozidla se liší co do složitosti od základních systémů, které musí neustále sledovat lidský řidič, až po systémy schopné provozu za jakýchkoli podmínek a zcela bez lidského prvku.
Společnosti jako Waymo již mají autonomní vozy na silnicích a výrobci automobilů jako Tesla, Ford, GM a další vyvinuli své vlastní technologie pro autonomní vozidla, jako je Tesla Autopilot, Argo AI a GM Cruise.
Jak fungují autonomní auta?
Autonomní auta využívají kombinaci umělé inteligence a systémů vozidel založených na stávajících systémech ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) k vytvoření něčeho známého jako Automated Driver System (ADS).
Umělá inteligence v srdci autonomního vozu přijímá vstupy z různých senzorů zabudovaných ve vozidle a využívá tyto vstupy k vytváření obrazu vnějšího světa. S tímto obrázkem v kombinaci s mapou oblasti a daty z družice Global Positioning Satellite (GPS) může autonomní vozidlo bezpečně vykreslit kurz svým prostředím.
Aby se umělá inteligence mohla přesunout z jednoho bodu do druhého, využívá systémy vozidla, jako je elektronický ovladač plynu, brzdy a řízení typu drive-by-wire. Když senzory vozidla, které mohou zahrnovat vše od radaru po lasery, detekují objekt, jako je chodec nebo jiné vozidlo, je AI navržena tak, aby okamžitě provedla nápravná opatření, aby se vyhnula nehodě.
Kromě plného ovládání AI jsou autonomní auta obvykle navržena s možností plné kontroly řidiče. Ve vozidlech, jako je toto, ADS funguje jako velmi pokročilý druh tempomatu, kde řidič může převzít nebo vzdát řízení, kdykoli se mu zlíbí.
Některá autonomní auta jsou navržena tak, aby fungovala bez jakéhokoli lidského zásahu, ačkoli legálnost aut bez řidiče se liší od místa k místu.
Klíčové technologie, které autu umožňují řídit se samo
Aby auto mohlo samo řídit, musí využívat řadu technologií, které jsou v našich vozidlech léta a v některých případech dokonce desetiletí. Auto si musí udržovat elektronickou kontrolu nad každým systémem, od motoru a převodovky až po brzdy, a potřebuje nějaký typ umělé inteligence, aby to všechno spojilo.
Většina technologií, které se využívají v autonomních autech, se nazývá Advanced Driver Assistance Systems, protože byly navrženy tak, aby byl zážitek z jízdy pohodlnější a méně nebezpečný.
Zde jsou některé z nejdůležitějších technologií, které jsou základem autonomních vozidel:
- Umělá inteligence: Autonomní auta by bez umělé inteligence nebyla možná. Tato vozidla jsou řízena programy umělé inteligence, které jsou vyvinuty a trénovány pomocí strojového učení, aby byly schopny číst data z různých senzorů zabudovaných ve vozidle a poté určit nejvhodnější akci v jakékoli dané situaci.
- Drive-by-wire: Tyto systémy jsou v běžných vozidlech již léta a v podstatě nahrazují mechanické spoje elektrickými spoji a ovládacími prvky. Díky tomu je pro vestavěnou AI mnohem snazší ovládat každý jednotlivý systém, jako je řízení, akcelerace a brzdění.
- Udržování v jízdním pruhu: Tyto systémy byly původně navrženy tak, aby pomohly lidským řidičům vyhnout se vyjetí z jízdního pruhu v provozu, ale autonomní vozidla používají mnoho stejných typů senzorů a technik.
- Automatické brzdění: Toto bylo původně navrženo tak, aby předcházelo nehodám automatickým brzděním v situacích, kdy je řidič příliš pomalý, než aby mohl jednat. Autonomní auta používají podobnou technologii v mnohem širším měřítku.
- Adaptivní tempomat: Toto je další systém, který byl původně navržen tak, aby pomáhal řidičům, v tomto případě dynamickým zvyšováním a snižováním rychlosti vzhledem k okolnímu provozu. Autonomní auta musí dělat stejný základní úkol navíc ke všemu, co by normálně dělal řidič.
Stupně autonomie: Mohou být autonomní auta skutečně bez řidiče?
Vývoj autonomních vozů byl pomalým krokem pokroku, nikoli přepínačem, který se někdo rozhodl jednoho dne přehodit. Začalo to v 50. letech 20. století s některými z prvních bezpečnostních a komfortních prvků, které se postupem času staly samozřejmostí, jako jsou protiblokovací brzdy a tempomat, a v roce 2000 zrychlily s ADAS, jako je adaptivní tempomat a automatické brzdění.
Vzhledem k tomu, že autonomní auta prošla tak pomalým a postupným procesem, vyvinula Společnost automobilových inženýrů (SAE) pětistupňovou škálu automatizace.
Tato škála popisuje vše od zcela manuálních vozidel včerejška až po druh plně automatizovaných vozidel, u kterých se očekává, že se do roku 2020 objeví v showroomech a na dálnicích.
Toto jsou úrovně automatizace, které může mít vozidlo:
Úroveň 0: Žádná automatizace
Toto jsou tradiční vozidla, která ke svému fungování vyžadují neustálý zásah řidiče. Tato vozidla nemají ani funkce jako protiblokovací brzdy nebo tempomat.
Úroveň 1: Asistence řidiče
Tato vozidla stále ovládá výhradně řidič, ale obsahují některé běžné asistenční systémy pro řidiče. Vozidlo na této úrovni bude obvykle obsahovat základní funkce, jako je tempomat.
Úroveň 2: Částečná automatizace
V této fázi získávají automobily určitou úroveň automatizované kontroly nad funkcemi, jako je zrychlení, brzdění a řízení. Řidič má stále nad vozidlem konečnou kontrolu a vozidlo na této úrovni nemůže řídit samo bez lidského řidiče.
Vozidla jako toto obvykle mají ADAS jako automatické brzdění, adaptivní tempomat a nějaký typ systému udržování v jízdním pruhu.
Úroveň 3: Podmíněná automatizace
Vozidla na této úrovni obsahují ADS, takže jsou technicky autonomní. Tato auta jsou schopna navigovat z jednoho místa na druhé, identifikovat nebezpečí a reagovat na ně. V případě nouze je stále vyžadována přítomnost lidského řidiče a řidič musí zůstat ve střehu a připraven převzít řízení.
Každý systém ve vozidlech na této úrovni musí být automatizován a tato auta také vyžadují rozsáhlou kapacitu umělé inteligence, aby fungovala bezpečně bez zásahu lidského řidiče.
Úroveň 4: Vysoká automatizace
Na této úrovni je vozidlo plně automatizované. Je schopen bezpečně navigovat z jednoho místa na druhé za většiny podmínek. Za určitých podmínek a za určitých okolností může auto stále vyžadovat zásah člověka.
Tento typ autonomního vozu je technicky schopen provozu bez přítomnosti lidského operátora, ale může být zahrnuta možnost, aby řízení převzal lidský operátor.
Úroveň 5: Plná automatizace
Vozidla na této úrovni automatizace jsou skutečně autonomní a mohou pracovat bez řidiče za všech jízdních podmínek. V závislosti na konstrukci může mít lidský operátor možnost převzít ruční ovládání, ale tyto typy vozidel jsou navrženy tak, aby nevyžadovaly tento typ zásahu.
Jaké jsou výhody autonomních vozů?
Hlavní výhodou autonomních vozů a hnací silou vývoje autonomních vozů je bezpečnost. Podle NHTSA je více než 90 procent všech vážných nehod způsobeno prostou lidskou chybou. Základní myšlenkou je, že kdyby bylo možné z rovnice zcela odstranit lidský prvek, mohlo by být zachráněno mnoho životů.
Kromě velkých ztrát na životech způsobených každoročně nehodami motorových vozidel mají tyto události podobně masivní ekonomický dopad. Podle NHTSA stojí nehody každý rok stovky miliard dolarů v důsledku snížené aktivity na pracovišti, škod a ztráty ekonomické aktivity.
Praktičtější výhodou autonomních vozů je, že by mohly potenciálně snížit dopravní zácpy tím, že budou fungovat efektivněji. To by mohlo vést ke zkrácení doby dojíždění mnoha řidičů. Řidiči by navíc mohli využít svůj čas na dojíždění ke čtení, sledování zpráv, přípravě na práci nebo k jiným produktivním úkolům.
Další výhodou, kterou by autonomní auta mohla poskytnout, je zvýšená mobilita pro starší a postižené lidi. Protože jsou tato vozidla schopna provozu zcela autonomně, mohou je bezpečně ovládat lidé se zhoršeným zrakem a reakční dobou a dokonce i stavy, jako je kvadruplegie, které by za normálních okolností velmi znesnadnily nebo znemožnily bezpečné řízení motorového vozidla.
S možností dostat se do práce, na schůzky nebo dokonce nakoupit potraviny si může velké množství starších a zdravotně postižených lidí udržet mnohem vyšší úroveň autonomie, než by bylo možné bez přístupu k autu bez řidiče.
Problém většiny těchto výhod spočívá v tom, že automatizovaná auta zprostředkovávají plnou hodnotu této výhody pouze tehdy, když je na silnici dostatečný počet těchto vozidel.
Autonomní auta mohou například odstranit lidský prvek z nehod pouze tehdy, když na silnici nejsou žádní řidiči. Podobně by autonomní auta byla schopna snížit dopravní zácpy pouze tehdy, pokud by většina vozidel na silnici byla bez řidiče.
Dokud se autonomní auta nestanou novým standardem, hlavní výhodou jejich používání je hlavně faktor pohodlí s určitým ohledem na bezpečnost.
