Ima li vozača u automobilu

Nalazimo se na pragu još jedne revolucije: eksperimentalna robotska vozila se već kreću po ulicama, a ljudi glume vozače tek koliko da ne bude panike. Hoćemo li uskoro prestati da vozimo?

Robotski automobili u SF filmovima izgledaju futuristički, dok današnji automobili bez vozača izgledaju kao i obični, sa jednim izuzetkom – okićeni su kamerama i senzorima. Osim ove površinske, postoji i jedna suštinska razlika: oni nisu samo plod mašte, nego zaista postoje. Kreću se ulicama, pretiču ostala vozila, strpljivo čekaju na semaforu i pešačkom prelazu, izbegavaju rupe na putu i, zamislite, poštuju saobraćajne propise! Kako oni rade, čemu služe svi ti uređaji, koliko su zaista sigurni i kakvi problemi nas očekuju kad počne uvođenje komercijalnih modela u redovan saobraćaj?

Čemu sve to služi, a uz to i… radi

Lako je nabrojati senzore koji omogućavaju da se virtuelni vozač snađe u saobraćaju i da sigurno dovede putnike do cilja. Najupadljiviji je stub postavljen na sredinu krova, na čijem vrhu je rotirajuća glava Lidar‑a (Light Detection And Ranging, svetlosna detekcija i merenje daljine). On koristi impulsnu lasersku svetlost kojom meri udaljenost do objekta. Pošto Lidar meri daljinu samo do jedne tačke, snabdeven je optikom koja brzo rotira i time u krug skenira okolinu u horizontalnoj ravni. Da bi mogao da „vidi“ ispod i iznad te ravni, on pomera optički sitem i po vertikalnoj osi, ili je sastavljen od većeg broja Lidar‑a (uglavnom 64). Domet ovih senzora je oko 75 metara.

Lidar stvara 3D mapu objekata koji okružuju automobil, ali tu mapu čini samo oblik, a ne i boja i osvetljenost objekata. Zato na vozilu postoji niz kamera, čiji broj varira u zavisnosti od zamisli i ambicija razvojnih timova. Tu su monohromatske stereoskopske kamere sa noćnim vidom, koje pomažu Lidar‑u pri detekciji i merenju udaljenosti do bliskih objekata, kao što su pešaci ili najbliži automobili, kao i kolor kamere sa visokom definicijom, kojima se prepoznaju i klasifikuju okolni objekti ili saobraćajni znaci i semafori do oko 150 metara daljine. Po obimu automobila je postavljen i niz mikrotalasnih radara, kojima se meri udaljenost i detektuju pokreti najbližih automobila i pešaka. Ovi radari su posebno važni za vožnju u koloni na otvorenom putu i u gradskoj saobraćajnoj gužvi.

Neki od uređaja nisu vidljivi spolja, ali su podjednako važni za orijentaciju. Ključni je GPS (Global Positioning System) pomoću kog centralni kompjuter uvek zna gde se trenutno nalazi što, uz bazu podataka za grad ili put kojim se vozi, čini osnovu navigacionionog sistema. Baza podataka se automatski obnavlja, a usput se prikupljaju i trenutni podaci o zastojima u saobraćaju, zatvorenim ulicama i obilaznicama, radovima na putu, meteorološkim uslovima… Tu su i magnetometri kojima se, kao kompasom, meri orijentacija vozila, ali su oni relativno neprecizni i osetljivi na šum raznih magnetnih polja koja stvaraju okolne mašine, tako da se u praksi koriste dva GPS sistema (u prednjem i zadnjem delu vozila po jedan), pa se se iz njihovih relativnih pozicija izračunava orijentacija.

Prijem GPS signala povremeno nije moguć, recimo u tunelima ili u senci velikih metalnih konstrukcija, kada navigaciju preuzima IMU (Internal Measurement Unit, interna merna jedinica). IMU koristi akcelerometre i žiroskope za sve tri ose, čime računa relativnu poziciju i orijentaciju vozila, u odnosu na poslednju apsolutnu poziciju izmerenu GPS sistemom. Najveći nedostatak IMU je kumulativna greška koja je utoliko veća što je duži „ispad“ GPS signala, ali takvi ispadi srećom ne traju dugo.

Centralni kompjuter

Senzori mogu da dojave sistemu gde se vozilo nalazi, kako je orijentisano, kojom brzinom i u kom pravcu se kreće, gde se nalaze okolna vozila, kako i kuda se kreću, gde se nalazi put, kakvog je kvaliteta, koji su meteorološki uslovi i tome slično. Tokom predprocesiranja signala sa kamera i Lidar‑a prepoznaju se ostala vozila, prepreke i pešaci, meri se brzina i smer njihovog kretanja. U istoj fazi se prepoznaju i saobraćajni znaci i svetla na semaforu. Sve su to važni segmenti procesa, za koji su razvijeni složeni i zanimljivi algoritmi, ali i nealgoritmaski sistemi kao što su neuronske mreže. Sa tako pripremljenim podacima, centralni kompjuter nema težak posao da šalje komande servo sistemima: volanu, kočnicama i motoru, bez obzira da li je to motor sa unutrašnjim sagorevanjem ili električni.

Ako centralni kompjuter proceni da nema dovoljno podataka za sigurnu vožnju (ako, recimo, nije siguran gde je ivica puta), on će odmah pozvati vozača da sam preuzme komande. Ukoliko se to ne dogodi, kompjuter mora brzo da uspori vozilo, da ga dovede do najbezbednijeg raspoloživog mesta i zaustavi ga. Veoma je važno da je vozač jasno može da vidi ko vozi, mašina ili čovek, jer bi svaki nasporazum mogao da ima teške posledice. Zanimljivo je da razvojni timovi još uvek nemaju konačno rešenje za ovu signalizaciju i da je još uvek smatraju izazovom na kome treba raditi.

Postoji još nešto što može da doprinese sigurnoj vožnji. Vozila će moći međusobno da komuniciraju i da dojavljuju jedno drugom svoje parametre. Za ovo treba najpre ustanoviti protokol i ovakvom komunikacionom jedinicom snabdeti što veći broj vozila u prelaznoj fazi, u kojoj će neka vozila imati sposobnost autonomne vožnje, neka će to moći samo delimično, a neka će voziti čovek.

Ako mislite da je taj trenutak daleko, setite se da već postoje automobili sa nekim od performansi koje će imati robotska vozila. Na ulicama se u ovom trenutku nalaze vozila koja koriste radare za praćenje brzine automobila koji su ispred, pa koriguje brzinu tako da održi sigurno rastojanje. Takođe su u opticaju automobili koji automatski prate kolovoznu traku i sami se parkiraju, a Volvo je za sledeću godinu najavio vozila koja su u stanju da preuzmu potpunu kontrolu u gužvama, kad vožnju treba prilagoditi okolnim automobilima. Jedan od elemenata robotske vožnje i sami koristimo već godinama: to je ABS (Anti‑lock Braking System), koji samostalno odlučuje da koriguje našu kontrolu nad kočnicama kada je put klizav.

Koliko su sigurna robotska vozila?

Svakom vozaču je već poznat problem poverenja u nekog drugog vozača. Kad sedne na suvozačko sedište, on će često imati manje poverenja u nekoga drugog nego u samog sebe, pa će mu davati savete, pritiskaće pod umesto kočnice ili će se barem osećati nelagodno. Zato stručnjaci prognoziraju da će robotska vozila biti spremna za upotrebu pre nas. Drugim rečima, nama će trebati više vremena da se prilagodimo pomisli na to da nas velikom brzinom, između drugih isto tako brzih i teških automobila, uz provalije i stene, vozi mašina.

Hoćete li moći mirno da spavate u takvoj vožnji? Koliko hrabrosti će vam trebati da poverite takvom vozilu svoju decu da ga svakog dana voze do škole? Proizvođači koji rade na razvoju ovih vozila tvrde da su čak i sadašnja eksperimentalna robotska vozila sigurnija od automobila koje voze ljudi. Opasnost od prostog kvara sistema je najmanja, jer su razvijeni višestruki sistemi koji se međusobno nadgledaju, a za zaključak o svakom okolnom objektu se koriste koincidentni podaci iz više senzora. Postoji, ipak, nekoliko razloga zbog kojih se ovi automobili još uvek ne koriste, a najvažniji je ekonomski – sve to treba učiniti dovoljno jeftinim da bi se isplatila serijska proizvodnja. Takođe, senzore treba minijaturizovati i prilagoditi ih tako da ne budu upadljivi. U kasnijoj fazi se očekuje smanjenje broja senzora, verovatno samo nekoliko stereoskopskih kamera koje rade kao oči vozača, samo što ih ima više (tako da nema „mrtvih uglova“), na boljim pozicijama, sa boljom oštrinom i noćnim vidom. Kamere čije performanse prevazilaze ove zahteve već odavno postoje, ali će takvo pojednostavljenje sistema biti moguće tek kad budemo imali na raspolaganju veću procesorsku snagu uređaja za predprocesiranje, neophodnu za prepoznavanje objekata i merenje njihovih parametara.

Još jedan važan razlog je taj što ne postoji zakonodavstvo koje bi regulisalo pravna pitanja. Recimo, ko će snositi krivicu ako dođe do nesreće? Je li krivac proizvođač, vlasnik, „faktor tehnika“, ili „viša sila“? Treba se setiti da smo i do sada imali neugodne situacije, kada su proizvođači povlačili veliki broj vozila iz saobraćaja zbog greške u proizvodnji. Koliko će takvih grešaka biti u ovakvim vozilima, koja su neuporedivo složenija od klasičnih?

Evo još zanimljivih pitanja. Podrazumeva se da će robotska vozila poštovati sve saobraćajne propise i ograničenja, ali kako će to vozači primiti? Hoće li se ljutiti kao što se sada (ponekad i opravdano) ljute što im na otvorenom putu saobraćajni znak bez razloga ograničava brzinu na 40 km/h? Hoće li se formirati klasa povlašćenih koja će dobiti vozila s mogućnošću kršenja ograničenja? Hoće li se pojaviti hakeri koji će „krekovati“ ovakva vozila tako da mogu malo više da „dodaju gas“, i kako će to uticati na sigurnost vožnje?

U odbranu nove automobilske tehnologije treba nabrojati i nekoliko nesumnjivih prednosti ovog sistema vožnje. Kompjuteri ne spavaju, ne nerviraju se, ne zamaraju se, ne piju i ne drogiraju se, ne svađaju se međusobno i ne pokušavaju da ispolje svoje komplekse u vožnji. Za njih nema mrtvih uglova, magle, mraka, panike zbog ptice koja je udarila o staklo. Disciplinovana vožnja je neuporedivo sigurnija od plahovite i ofanzivne, pa će savršeni vozač, makar i virtuelni, uvek biti bolji od prosečnog. Najjači argument dolazi od Google‑ovog robotskog automobila, najpoznatijeg od svih, koji već ima staž od pola miliona kilometara bez ijednog incidenta! Koliko vozača može da se pohvali takvim profesionalnim bilansom?

Ekonomski momenat

Verovatno će najveću prepreku uvođenju robotskih automobila u masovnu upotrebu predstavljati njihova cena. Ne zato što će oni sami po sebi biti skupi, nego zato što ovakva vozila neće trpeti baš nikakve improvizacije od strane korisnika. Do sada smo mogli da krpimo automobile tek toliko da prođu tehnički pregled i da možemo da ih vozimo još jednu godinu, ali će u integrisane elektronske sisteme biti ugrađene blokade koje će odbijati vožnju ako nije sve u savršenom stanju, ili ako nešto od propisanih servisa i kontrola nije izvršeno u predviđeno vreme. Sve ovo iziskuje stalne troškove, zbog kojih će proizvođači zadovoljno trljati ruke.

Kada će sve to biti? Za sad postoji prognoza da će redovna proizvodnja i komercijalna upotreba putničkih automobila započeti oko 2020. godine i da će u sledećoj deceniji broj robotskih vozila u SAD rasti po stopi od 10 miliona vozila godišnje. Kod nas će to svakako ići sporije, ali mlađi čitaoci mogu očekivati da će jednom videti kako u njihovom gradu većinu čine robotski automobili. Nama starijima je dovoljno i to što smo bili svedoci nečega što je takođe preokrenulo svet – kompjuterske revolucije.

Voja Antonić

(Objavljeno u časopisu PC#204)