На пути внедрения систем беспилотного транспорта имеется множество трудностей. Это и технические проблемы, и необходимость тестирования многих компонентов системы, правовые и моральные аспекты. Андрей Черногоров, генеральный директор Cognitive Technologies, рассказал «Инвест-Форсайту» о разработках компании и поделился своими соображениями о том, что ждет мир в ближайшем будущем с появлением новых программных алгоритмов.
Загадки машинного зрения
– В Cognitive Technologies сейчас активно идет работа над компьютерным зрением для беспилотных автомобилей. Какие здесь возникают сложности?
– Технические сложности реализации компьютерного зрения для беспилотных автомобилей возникают в довольно неожиданных для обывателя местах. Наш мозг умеет плоскую картинку на мониторе воспринимать как объемную, а программа – нет. Это потребует дополнить сведения об объекте данными с радаров или лидаров. Радар может увидеть светофор, а цвет сигнала – увы. Встречное солнце, дальний свет фар автомобиля, туман, грязь, снег, мощное электромагнитное поле от проезжающей электрички – все эти факторы работают против компьютерного зрения. Даже посторонняя тень или выбоина на асфальте при определенном ракурсе уже влияют на качество детекции сенсорами. Кроме того, чтобы увидеть, необходимо и проанализировать информацию согласно ранжированным угрозам и препятствиям. Ведь обычный водитель подсознательно реагирует на необычное поведение соседей по потоку или выбегающего пешехода, а не на цвет машины или одежду человека.
Соответственно, полученный массив информации необходимо правильно интерпретировать для компьютерного мозга. Анализировать все подряд – не хватит быстродействия процессоров, ведь объект тоже довольно быстро перемещается в пространстве.
– Беспилотные машины теперь могут видеть, как люди?
– Искусственный интеллект, обученный интуиции, – прорывная технология, позволившая компании выйти на международный рынок и не заниматься банальным перебором всех вариантов при принятии оперативных решений в пилотировании. Как говорят в компании: уже сейчас «третий глаз беспилотника видит лучше двух человеческих». Наиболее эффективным зрительным сенсором для ИИ автомобильных беспилотников до настоящего времени были видеокамеры. Cognitive Imaging Radar – воплощенное в предсерийных образцах и проходящее дорожные испытания изделие – станет обязательным дополнением «зрения беспилотника».
Четырехмерный радар, работа которого основана на излучении радиоволн и получении отраженной информации, лишен присущих лазерным радарам (лидарам) недостатков, связанных с недостаточной оптической видимостью объектов. Для радиоволн снег, дождь, грязь, туман не являются значимым препятствием. Обычные радары, работающие лишь в одной плоскости, недостаточны для определения формы препятствия. Разработка собственного устройства, особенно найденные технологические решения в части топологии антенной решетки и концентрация в рамках одного проекта программистов и электронщиков, позволила создавать четырехмерную карту дорожной сцены. Что на аппаратном уровне значительно повысило скорость обработки данных. Заявленные технические и ценовые характеристики недоступны для конкурентов, занятых улучшением лидаров.
Трамвай без вагоновожатого
– Как продвигаются проекты Cognitive Technologies с беспилотным транспортом?
– В рамках активного взаимодействия с ПК «Транспортные системы» и «Мосгортрансом» в ближайшие месяцы на линии города выйдет предсерийный образец трамвая с пилотом в кабине для наработки базы знаний сценариев поведения пассажиров, пешеходов, московского траффика в разное время суток и года. Современный трамвай «Витязь-М», уже имеющий массу собственных электронных компонентов, оснащен радарами производства Cognitive Technologies и программным обеспечением. Видеокамеры – покупное изделие. Сенсоры, отвечающие за зрение, уже сейчас имеют промышленное качество картинки, что говорит – технически можно переходить к долговременному тестированию системы в реальных городских условиях. Практика эксплуатации с водителем в кабине даст бесценный опыт для совершенствования софта и «железа».
– Когда в Москве можно будет увидеть беспилотный трамвай?
– В ближайшие пару месяцев беспилотный трамвай «Витязь-М» с оператором в кабине выйдет на линию без пассажиров для тестирования работоспособности всех электронных систем. Трамвай находится в более простых, чем беспилотный автотранспорт, условиях с точки зрения пилотирования, подруливания, выбора оптимального маршрута. Трамвай в действующих ПДД имеет преимущество на дороге. Но разработка зрения для беспилотника на рельсах ничуть не менее ответственная задача, чем у автобуса или автомобиля, так как десятки пассажиров на борту, отсутствие возможности для маневра при необходимости объезда препятствия придают собственную изюминку разработке программного обеспечения.
В отличие от беспилотных автомобилей, для которых круговой обзор не требуется в постоянном режиме, трамвай, в силу специфики эксплуатации, будет иметь 360-градусное зрение. Большинство радаров и камер планируется установить в передней части, в дверях будут сенсоры и датчики, будет обеспечен круговой наружный обзор. Трамвай удобнее автомобиля для размещения компонентов ИИ – запас места и электроэнергии, прописанный «рельсами» маршрут, хорошая статистическая база маршрутного графика. Даже потеря сигнала GPS не страшна, так как отписав в «видеопамяти» образ маршрута, всегда можно сопоставить его с «вшитыми» особенностями. Радары не умеют определять цвет сигнала светофора, но точное знание места его установки позволяет включать распознающую его компоненту только в нужный момент. Как утверждают в компании, беспилотный трамвай в Москве появится к 2021-22 годам, а тестируемый с оператором в кабине – уже в этом году.
Трамвай нового поколения «Витязь-М» на остановке в Москве. Алексей Куденко / РИА Новости
Препятствия на пути беспилотников
– Почему в нашей стране так сложно перейти на полностью беспилотный транспорт?
– Переход на полностью беспилотный транспорт – проблема больше общечеловеческая, чем специфически российская. Солнце во всем мире одинаково засветит видеокамеру; туман, грязь и снег не имеют национальной принадлежности. Возможно, русский живой водитель трамвая и подождет подбегающего пассажира, чего точно никогда не сделает система, а вот поступает ли уже сейчас так же немецкий «трамваевожатый» – неизвестно. Потому что подбегать могут каждые секунды, график сдвинется, кто-то все равно останется ждать следующий. У нас в стране при наличии политической воли отработка на линии пассажирского транспорта после согласования с «Мосгортрансом» становится рабочим процессом, причем мы имеем дело со встречным партнерским подходом, у нас есть доступ к огромному массиву разноплановой статистической информации. Содействие практиков на местах – колоссальная помощь, открывающая факторы и особенности, которые просто не приходят в голову электронщику или программисту.
Транспортные системы, связанные с перевозкой пассажиров, – это прежде всего огромная ответственность, поэтому, кроме резервирования, мы предусматриваем дублирование функционала, например изображение-обманка введет в заблуждение видеокамеру, но при отсутствии подтверждения от радаров система распознает ошибку. Для создания безопасных систем автопилотирования разработчикам необходимо в реальных условиях тестирования проверить множество узлов, программ, их взаимодействия между собой, учесть особенности тысяч факторов и накатать миллионы километров. Требования автопроизводителей к порогу ошибки – одна на миллион километров пробега – потребует для сотни тестовых машин, которые гипотетически будут 365 дней в году проходить тестирование, порядка 15 лет испытаний. Человечество ставит перед беспилотниками завышенную планку – ни один водитель не способен к миллионному безошибочном пробегу.
Беспилотники и окупаемость
– Технически сегодня у нас есть и электрические автомобили, и электрические самолеты, но вот их экономика вызывает сомнения. Не окажутся ли беспилотные транспортные системы слишком дорогими?
– Собственные разработки радаров и программного обеспечения уже сейчас, на примере четырехмерного радара, позволили создать конкурентное по качеству и цене изделие. Стоимость которого, в отличие от западных разработок, никак не сравнима с ценой всего автомобиля и при запуске в серийное производство может быть равна цене одного из привычных обязательных компонентов. Нужно не забывать: очень многое в автомобиле сделано для обеспечения удобства и безопасности водителя. Полностью беспилотный транспорт даже внешний вид кардинально изменит – отпадет многое из того, что требовалось человеку-оператору. Эти узлы и детали больше не будут формировать конечную себестоимость изделия.
Современные автомобили технически готовы к скорейшему внедрению беспилотного управления. Дорожная инфраструктура в большинстве стран, особенно закрытые территории и согласованные маршруты, хоть завтра готова принять беспилотники. Проблемы лежат не в техническом плане. Львиную долю цены электротранспорта имеет тяговая электробатарея, уберите её из конечной цены – получите в разы меньшую, чем у машин с ДВС, цену – в силу простоты конструкции. При оценке стоимости эксплуатации беспилотной транспортной системы обязательно станут учитывать выпадающий фонд оплаты труда водителей.
– Возможно, вы примете участие в создании нового типа роботов, которые будут ходить по производству?
– Это не наш ориентир. Мы сфокусированы на автомобильном рынке, отстающем в плане автоматизации. Уже производится 100 миллионов машин, готовых к тому, чтобы включать в себя элементы автономности. Вождение – одна из самых сложных ежедневных повседневных человеческих функций. В силу зашкаливающего количества факторов, которые приходится учитывать во время обычного бытового вождения, долго не существовало правильных алгоритмов, обрабатывающих задачу; до сих пор нет мощных вычислителей, необходимых беспилотникам. Автопром требует, чтобы система обрабатывала гигантский объем данных прямо на борту. Не на суперкомпьютерах, а прямо на машине в режиме реального времени на скорости больше 100 километров в час. Разработчики алгоритмов учат компьютер думать, как человек.
– Какие, на ваш взгляд, нас ожидают самые серьезные социальные последствия развития новых технологий в ближайшие десятилетия?
– В компании считают, что человечество обязано договориться об использовании ИИ, как когда-то договорилось об атоме.
«Очень давно у общества не было задачи создания новой морали, морального кодекса, религии – чего-то такого глобального, что определяло бы последующие правила игры».
Эта цитата, приведенная после рассмотрения примера, кого предпочтет давить беспилотник и кто предстанет перед судом, ставит больше вопросов, чем ответов. Человечество вполне успешно решит технические и программные вопросы. Справится ли оно с новым видом моральной ответственности?
Беседовала Кристина Фирсова
