Когда придут роботы-водители?

Написать это меня сподвигла статья Тоямы Токанавы  https://aftershock.news/?q=node/650928. Главный ее недостаток - в ней слабо освещена именно техническая сторона вопроса. Сначала хотел отписаться в комментариях, но потом все же решил написать развернуто.

Системы "электронных водителей" можно разделить на три вида - автопилоты, полуавтономные и автономные. Автопилоты позволяют сохранять общее направление движения в определенных условиях, но при этом водитель должен сидеть на своем месте в готовности быстро перехватить управление. Автономные системы не подразумевают наличия органов управления вообще, они ездят только в беспилотном режиме. Полуавтономные системы могут двигаться в беспилотном режиме в относительно простых условиях, но в то же время имеют полный комплект органов управления для движения под управлением водителя в тех условиях, где автоматика справиться не может.

Начнем с простого - с автопилота. Все технические возможности для его реализации есть уже сейчас. Причем наметилось две линии развития. Первая - это использование лидаров и большого количества других датчиков для полного контроля обстановки не только в оптическом, но и в других диапазонах волн. Система получается очень дорогой и сложной, зато в перспективе она станет полуавтономной и может во многих случаях ездить вообще без водителя. Весьма заинтересованы в такой системе, например, военные, для которых деньги не проблема.

Вторая линия, наоборот, направлена на максимальное удешевление автопилота, чтобы он стал таким же массовым и привычным, как круиз-контроль. Такие системы базируются на видеокамерах с программами распознавания образов, а в качестве дополнительных датчиков используют штатные парктроники. Ни во что более серьезное такие автопилоты вырасти не могут, это именно "продвинутый круиз-контроль" и наличие водителя за рулем обязательно (кроме редких исключений, о которых ниже). Такой автопилот может успешно выполнять две вещи. Во-первых, "тыркаться" в пробке, поддерживая определенное расстояние до переднего автомобиля. Во-вторых, держать автомобиль в полосе на загородном шоссе с хорошим состоянием покрытия и разметки, позволяя водителю расслабиться и, например, перекусить на ходу. Таких дорог в мире достаточно много и эта функция будет востребована. Вдобавок это позволит предотвратить непреднамеренные выезды на "встречку" или в кювет при засыпании водителя или возникновении внезапных проблем со здоровьем, что само по себе весьма ценно, за это не грех и доплатить.

С точки зрения бизнеса наиболее привлекательными выглядят автономные автомобили. Именно они позволяют отказаться от водителей вообще и тем самым сэкономить на их зарплате - иными словами, окупить свою цену. Допустим, мы создали такой автомобиль, обвешали его кучей датчиков, загнали в память ПДД и выпустили на улицы мегаполиса. Что произойдет дальше? Правильно, этот чудо-аппарат намертво встанет уже при выезде со двора на оживленную магистраль. Ведь он по ПДД обязан всех пропускать - он и будет пропускать хоть до ночи, нервы-то у него "железные" в прямом смысле. Аналогичная ситуация возникнет при объезде заторов из-за аварии или дорожных работ. Иными словами, такая машина будет полезна только в городах с хорошими, но относительно свободными дорогами. А вы много знаете таких городов среди мегаполисов? Мне кроме Пхеньяна что-то ничего в голову не приходит... Чем черт не шутит, а вдруг и вправду Северная Корея станет пионером в области беспилотных такси?

Но если отвлечься от мегаполисов, то вырисовывается такой типичный американский даунтаун, или коттеджный поселок по-нашему. Дороги хорошие, движения практически нет, расстояния небольшие и можно особо не торопиться, общественный транспорт отсутствует как класс. И тут сценарии "отвезти бабушку к врачу", "забрать ребенка из школы" или "доехать домой из бара" вполне реализуемы. Но все равно это представляется довольно отдаленной перспективой. Скорее в этой роли будут выступать полуавтономные автомобили, хотя бы из соображений унификации. Переход к автономным машинам возможен лишь после того, как полуавтономные станут действительно массовыми и научатся напрямую "общаться" между собой при движении в автоматическом режиме, формируя общими усилиями картину дорожной обстановки в реальном времени и "договариваясь" о порядке проезда в сложных ситуациях.

Другой вопрос - а за чей счет этот банкет? Зачем простому обывателю переплачивать весьма немалые деньги за полуавтономные машины? Зачем бизнесу их закупать, если все равно нужен водитель и никакой экономии не предвидится?

Вопросы вполне разумные. И на первом этапе внедрения ответ на них простой - бизнесу такие системы не нужны, они банально не окупаются. Однако по мере развития и оптимизации полуавтономных систем, по мере насыщения дорог такими автомобилями и отработки сети прямого обмена информацией наступит такой момент, когда полуавтономные системы фактически превратятся в автономные, даже сохранив (пока) традиционные органы управления. Но ездить в "ручном" режиме они будут всего несколько процентов времени, и эти несколько процентов "особо тяжелых случаев" вполне могут обеспечить "водители по вызову" - аналог нынешних "трезвых водителей". Такая система уже станет вполне прибыльной. Однако кто ее будет развивать на начальном этапе? Вот тут как раз пригодится помощь государства. Кроме того, есть и определенные бизнес-сценарии, которые могут оказаться прибыльными даже на этапе внедрения. Во-первых, это некий симбиоз такси и каршеринга. Заказанный автомобиль без водителя подается к дому клиента (или к ближайшему месту, до которого он сможет доехать в автоматическом режиме). Клиент садится за руль и едет куда надо, при желании включив продвинутый автопилот и занимаясь своими делами. Оставляет машину где хочет, и машина сама уезжает на ближайшую стоянку в ожидании следующего заказа. Второй сценарий - междугородние грузовые перевозки. Автопоезд в автоматическом режиме едет по трассе, объезжая крупные города по окружной. При въезде в город назначения за руль садится водитель и вручную отгоняет машину на разгрузку. Водитель может быть "привязан" как к фуре (в этом случае при движении по трассе в автоматическом режиме он спит и это время не считается рабочим), так и к городу (этот вариант дешевле, но придется решать вопрос с охраной груза на трассе). В таком режиме фура может ехать круглосуточно (с короткими остановками на заправках), и вполне хватит одного водителя - расходы на зарплату снизятся втрое, а скорость доставки увеличится в полтора раза. За такой жирный кусок стоит побороться.

Есть и еще один похожий сценарий, дающий подобный эффект (и сверх того еще и экономию топлива). Помните, я обещал рассказать о примере применения автопилота без водителя за рулем? Причем тут достаточно даже простого автопилота.

Итак, объединяем 2-3 фуры в караван, чтобы они двигались почти вплотную (буквально на расстоянии метра-двух). Функционально такой караван является "цивильным" аналогом австралийских "дорожных поездов" (см. фото в заставке). Автопилот будет автоматически поддерживать расстояние между автомобилями с помощью парктроников или камеры, его можно подстраховать механической штангой перед бампером, которая будет автоматически включать тормоза при контакте с отбойным брусом переднего автомобиля (кстати, примерно по тому же принципу работают тормоза прицепов-дач). Автопилот первого автомобиля будет работать в режиме сканирования, распознавая потенциальную опасность и передавая сигнал о ней задним автомобилям каравана, чтобы уменьшить время реакции. За рулем первого автомобиля будет живой водитель (подстрахованный автопилотом), задние автомобили на трассе могут двигаться в автоматическом режиме, но с водителями в кабине (причем необязательно за рулем). При необходимости водители могут брать управление на себя (например, при проезде больших городов с хитрыми дорожными схемами, где движение единым караваном невозможно). Водители также будут управлять грузовиками на начальном и конечном участках пути (то есть до формирования каравана и после его расформирования). Каждые 8 часов водители меняются (просто пересаживаясь или вместе с машинами). Если путь длинный и движение фур достаточно плотное, один и тот же грузовик может быть участником нескольких караванов по очереди. В результате получаем экономию 50% на зарплате (один водитель без сменщика) и на расходе топлива. По моим прикидкам, для каравана из двух машин сила сопротивления воздуха снизится примерно на треть (причем не только для задней машины, но и для передней!), что даст экономию топлива в районе 20%. Плюс это снизит нагрузку на двигатель и позволит держать более высокую среднюю скорость, не переключаясь на пониженные передачи на небольших подъемах.

Итак, что можно сказать в итоге. Появление полностью автономных систем с массовым увольнением водителей в ближайшее время не предвидится, для этого потребуется замена по сути всего нынешнего автомобильного парка, и это вряд ли случится раньше чем через 15-20 лет. Кроме того, на этапе внедрения потребуется значительное субсидирование со стороны государства, и вовсе не факт, что "автоперевозочная мафия" в плане борьбы за субсидии окажется сильнее "электромобильной" или "зеленоэнергетической". Однако массовое внедрение простейших автопилотов по сути уже началось, и скоро они станут такими же привычными, как навигаторы или парктроники. Но их функция будет не в замене водителя, а в подстраховке и облегчению его труда (то есть примерно та же, что и у автопилота в самолете - ведь его внедрение не привело к массовому увольнению летчиков и даже не сократило их количество).