Лоуренс Бернс - Автономия. Как появился автомобиль без водителя и что это значит для нашего будущего

Если самоуправляемая машина вынуждена полагаться только на собственные датчики, ей очень сложно идентифицировать светофоры – отчасти поэтому светофоры отсутствовали на трассе DAPPA Urban Challenge. «У автобусов на корме красные огни, – говорит программист проекта Chauffeur Натаниель Фэрфилд. – Но от этого они не становятся светофорами, верно? Иногда их и люди с трудом различают. Что, если ты едешь по незнакомой местности? Иногда люди понимают сигналы неправильно. Ты видишь зеленый свет, но тебе нужно повернуть налево. Нужно ли именно здесь ждать, пока загорится стрелка? Если ты не знаешь местности, трудно правильно понимать сигналы».

Идентифицировать светофор и правильно интерпретировать его сигналы становится гораздо проще, если самоуправляемый автомобиль может обратиться к заранее снятому трехмерному изображению дороги, по которой движется, – оно безошибочно скажет, куда и на что следует смотреть.

«И тогда можно определить семантику данного конкретного светофора, – объясняет Фэрфилд. – Что именно он означает? На какие полосы распространяются его сигналы? Относятся ли они к полосе, выделенной для поворота налево? Это очень большое подспорье».

Нанести на карту каждый светофор, каждый знак остановки, каждую полосу для поворота налево кажется невероятно сложной задачей; так оно и есть. Но вы же помните, что в проектах Street View и Ground Truth уже делались аналогичные снимки для этих же дорог. Зная, что это технически возможно, Монтемерло, Фэрфилд, Урмсон и остальные разработчики решили исходить из предположения, что отметить расположение всех светофоров на всех необходимых трассах тоже скорее всего возможно.

Теперь требовалось, собственно, изготовить робота. Это была задача Левандовски, и он подошел к ней так же, как к постройке Pribot для доставки пиццы на Трежер-Айленд. По углам машины он установил четыре акустических радара, которые должны были предупреждать машину о близких препятствиях. Автомобиль был оснащен приемником GPS, снабжавшим его точными координатами, и датчиками вращения колес, отслеживавших его движение с очень высокой степенью точности. Необходимое компьютерное оборудование, занимавшее когда-то весь багажник Chevrolet Tahoe, теперь было настолько компактным, что уместилось в отсеке для запасного колеса Prius. Но сердцем системы был лидар фирмы Velodyne, напоминавший вращающееся на крыше машины «ведерко» из KFC. Лидар представлял собой пучок из 64 лазерных излучателей, осуществляющих 15 млн измерений в секунду в 360 градусах вокруг автомобиля.

Разработку программного обеспечения, которое должно было контролировать все аспекты поведения машины, начали с кода для Junior, написанного стэнфордской командой Труна. Модифицировать его пришлось очень существенно. Одним из первых усовершенствований, внесенных разработчиками на этот раз, была возможность управлять машиной со смартфона: чтобы она начала ускоряться, достаточно было наклонить аппарат вперед, чтобы тормозить – назад. Разработка и тестирование системы, отвечавшей за автономное управление Prius, требовали проводить в машине по многу часов за раз, сначала за написанием кода, затем – за его загрузкой в Prius. После этого нужно было проконтролировать, как изменения влияют на поведение машины на дороге. Так проходили долгие часы: написание кода, пробная поездка, все сначала. Полигоном была выбрана верхняя гравийная парковка возле арены Shoreline Amphiteatre в Маунтин-Вью, отделенной от штаб-квартиры Google всего одной недлинной аллеей. Долгов больше других работал в машине, подчас – до поздней ночи. Как-то раз, около трех часов ночи, Долгов сидел в Prius, отлаживая код. Подняв глаза, он заметил приближающуюся полицейскую машину. «Как поживаете, офицер?» – поинтересовался Долгов у полицейского на своем английском с русским акцентом. И тут к нему внезапно пришло понимание, что проект самоуправляемого автомобиля, проект настолько секретный, что о нем знают очень немногие даже в высшем эшелоне управления Google, рискует выплыть наружу.

«Что вы тут делаете?» – спросил полицейский, и Долгов просто улыбнулся и объяснил, что тестирует технологию для Google. В Маунтин-Вью этого, слава богу, достаточно, чтобы удовлетворить любопытство офицера полиции.

Чтобы научить автомобиль-робот водить, нужно с нуля привить ему навыки, которыми обладает человек: взять, к примеру, тщательно выверенную последовательность действий при нажатии педали тормоза. Большинство водителей никогда не давят резко на педаль что есть силы. Наоборот, они наращивают усилие постепенно, мягко вводя машину в режим замедления, постепенно нарастающего до момента полной остановки – и тогда водитель снимает усилие мгновенно. Долгов воспроизвел в программном обеспечении Chauffeur подобную кривую.

Далее возникает проблема постоянного подруливания на дороге, которое знакомо любому водителю из его собственного опыта. Никто не держится неподвижно в центре своей полосы, вместо этого он (или она) все время слегка «плавает» внутри нее под действием тысячи внешних факторов. Машины, припаркованные у правой обочины, заставляют сместиться влево. Приближающиеся по встречной – вправо. Мелкая коррекция траектории проводится много раз в минуту и является необходимым условием того, что пассажиры чувствуют себя в безопасности.

Один из заездов Prius, в котором машина показала обнадеживающие результаты, проходил на летном поле Федерального аэродрома Моффетт, всего в нескольких минутах к востоку от кампуса Google. Как только Prius научился без проблем кататься по взлетно-посадочной полосе аэропорта, Урмсон решил, что пора выводить машину на дороги общего пользования. Но было ли это, по крайней мере, законно? Адвокаты компании внимательно исследовали законодательство штата в части дорожного движения и обнаружили, что оно не запрещает компьютеру управлять автомобилем. Закон безоговорочно требовал, чтобы человек находился в водительском кресле, но ни слова не говорил о том, что тот должен управлять автомобилем.

В мае 2009 года Урмсон выбрал участок дороги общего пользования для первого испытания Prius – центральную автомагистраль Маунтин-Вью. Довольно логичный ыбор: она была прямой, содержалась в хорошем состоянии, и посередине ее тянулся широкий бульвар, надежно изолирующий робота от встречного трафика. Ради безопасности других водителей Урмсон организовал сопровождение Prius несколькими машинами, следовавшими за ним сзади и образовывавшими барьер между роботом и остальными участниками движения. Долгов занял место на пассажирском сиденье, Урмсон вывел машину на магистраль, активировал систему автоматического управления – и обнаружил, что машина безостановочно мечется по полосе. Любой незначительный ориентир: фонарный столб, почтовый ящик, знак парковки – заставлял ее рыскать то вправо, то влево.