Autonomní řízení: Bezpečné nebo bezohledné

Autopilot je pojem, který zná téměř každý. Především díky letectví. Ostatně po většinu letu letadlo nevyžaduje účast pilotů. Výjimkou jsou obtížné situace na obloze, start a přistání.

24. června 2024 0:00

Fotografie použité jako ilustrace

Autonomní řízení se přitom v posledních letech úzce propojilo s automobilovým světem. Autopilot je momentálně v centru pozornosti a vzbuzuje spoustu nadějí na světlou budoucnost. Koneckonců, jeho hlavním cílem je učinit provoz na silnicích a dálnicích pohodlnější a bezpečnější. S pomocí různých technických prostředků – jako je umělá inteligence, lidary a kamery – budou auta schopna samostatně vyhodnocovat situaci na silnici, rozpoznávat překážky a nebezpečí a hlavně jednat autonomně.

To, co zní jako technická utopie, ve které se můžete uvolnit a nechat vše na stroji, však ještě neodpovídá realitě. Za prvé, automatizace vozidel je rozdělena do různých úrovní, z nichž pouze pátá je skutečně autonomní. Za druhé, otázka bezpečnosti takového systému je stále otevřená.

<strong>Od snu Leonarda da Vinciho po soutěže robotických aut</strong>

Lidstvo sní o vozidlech bez řidiče po celá desetiletí, ne-li staletí. Například první takový koncept se objevil dlouho předtím, než se objevil samotný automobil – již v 15. století. Tehdy Leonardo da Vinci zkonstruoval malý tříkolový samohybný vozík, který je považován nejen za první samořídící vozidlo, ale také za prvního robota všeho druhu. I když ve skutečnosti je to spíše hodinový mechanismus než auto. Zahrnoval řadu pružin pro pohyb a parkovací brzdu uvolněnou na dálku pomocí kabelu.

O čtyři století později, v roce 1925, dokázal elektroinženýr Francis Houdina vytvořit rádiem řízený automobil. Chandler z roku 1926 se proháněl ulicemi New Yorku a byl ovládán z druhého vozu, který za ním šel pomocí vysílače. Auto však nakonec havarovalo a projekt selhal. Ale semeno už bylo zaseto.

Prvním velkým počinem v oblasti autonomního řízení bylo financování projektu autonomních pozemních vozidel (ALV), který používal ranou formu lidaru k navigaci v terénu mimo silnice. A už v roce 1986 spatřil svět Navlab 1 – plnohodnotná dodávka, která pomalu, ale samostatně projížděla předměstí USA. Opravdový průlom však nastal po DARPA Grand Challenge, soutěži robotických aut, která dokázala, že technologie samořízení může fungovat. A to přimělo řadu startupů, technologických firem a výrobců automobilů, aby v průběhu příštího desetiletí zahájily své vlastní programy vývoje AV a najímaly do tohoto procesu bývalé účastníky Grand Challenge.

<strong>Úrovně automatizace vozidel</strong>

K dispozici je 6 úrovní automatizace vozidla. Byly vyvinuty Společností automobilových inženýrů (SAE) a popsány v mezinárodní normě SAE J3016.

Úroveň 0: Žádná automatizace jízdy. Řidič řídí, brzdí a zrychluje bez podpory pomocných systémů. Existuje však několik elektronických asistentů, kteří podle definice SAE mohou být na úrovni 0. Například elektronický stabilizační systém (ESC) nebo systém automatického nouzového brzdění (AEB).

Úroveň 1: Asistence řidiče. Řidič zůstává plně odpovědný za řízení vozidla a musí vždy dávat pozor na provoz, držet pevně volant a být připraven brzdit. K dispozici má však pokročilé asistenční systémy. S asistencí řízení podporují asistenční systémy řízení a brzdění nebo zrychlení v příčném nebo podélném směru, ale ne současně. Například úroveň 1 zahrnuje buď asistenta pro udržování v jízdním pruhu (LKA) nebo adaptivní tempomat (ACC), který vozu umožňuje přizpůsobit rychlost a vzdálenost od vozidla vpředu.

Úroveň 2: Částečná automatizace jízdy. Nejdůležitější rozdíl oproti úrovni 1 spočívá v tom, že pokročilé asistenční systémy nyní mohou současně ovládat podélnou a příčnou dynamiku. Odpovědnost za vše, co vozidlo dělá, však zůstává výhradně na řidiči, který musí systém neustále sledovat, pravidelně se dotýkat volantu a v případě potřeby být schopen okamžitě zasáhnout.

Úroveň 3: Automatizace podmíněného řízení. Od této fáze přebírá dočasně vozidlo úkol řízení. Člověk nemusí neustále sledovat systém a může se věnovat jiným činnostem. Ale až do okamžiku, kdy se systémy dostanou na hranici svých možností. Poté bude muset zasáhnout řidič.

Úroveň 4: Vysoce automatizované řízení. Za určitých podmínek (konkrétní trasa nebo jízda po dálnici) vozidlo funguje zcela autonomně. Člověk již nemusí být připraven zasáhnout: může pracovat, sledovat filmy a dokonce i spát.

Úroveň 5: Plně automatizované řízení. Na této úrovni již není autonomie vozidla závislá na žádných podmínkách. Auto se může pohybovat kdekoliv a za jakýchkoliv podmínek bez přítomnosti lidí. Proto tato auta nevyžadují volant, plynový pedál ani brzdový pedál. V tomto okamžiku lidský řidič již neexistuje – stává se cestujícím.

Hlavní argumenty „pro“.

Klíčový argument ve prospěch autopilota se týká bezpečnosti silničního provozu. Faktem je, že 99 % všech dopravních nehod se stane kvůli lidské chybě: ať už je to únava řidiče, nepozornost nebo úmyslné nedodržování pravidel silničního provozu. Vyloučením lidí jako zdroje chyb a vytvořením komplexnějších systémů (senzory, kamery a systémy umělé inteligence) lze proto zefektivnit řízení, a tím snížit počet nehod.

Z toho plyne další teze – zvýšení efektivity dopravy. Autonomní vozidla jsou schopna interagovat a koordinovat své akce s okolím i mezi sebou navzájem (komunikace Car2x). To snižuje nepříjemné a časově náročné dopravní zácpy, umožňuje jet kratší trasy a obecně zefektivňuje jízdu.

Neméně důležitým faktorem je lidské pohodlí. V závislosti na úrovni autonomního řízení mohou řidiči relaxovat a odpočívat nebo svůj volný čas věnovat práci. Autopilot je navíc přímo spojen s inkluzí a bezbariérovým prostředím. S automatizací úrovně 5 se lidé se zdravotním postižením, kteří se v současné době musí při mobilitě do značné míry spoléhat na ostatní, budou moci opět samostatně zapojit nejen do silničního provozu, ale i do veřejného života obecně.

Autopilot navíc vyžaduje méně parkovacích míst. Auto totiž pasažéra pustí a pokračuje v cestě do dalšího cíle. A pokud je stále potřeba parkovací místo, je člověk ušetřen dlouhého hledání, protože auto to zvládne samo. Zároveň by se mělo snížit i množství emisí CO2.

A posledním faktorem je snížení provozních nákladů. Zejména pro organizace. Bezpilotní doprava umožní ušetřit na logistice a vybavení vozu potřebnými systémy je výhodnější než mzdové náklady pro personál řidiče. Totéž platí pro nákladní dopravu.

…a kritické argumenty proti

Navzdory mnoha výhodám technologie autonomního řízení stále čelí obrovské kritice. Především je to spojeno s otázkou jeho bezpečnosti a řadou etických problémů. Například systém zapojený do silničního provozu musí přenášet, vyhodnocovat a vypočítat velké množství dat v reálném čase, aby mohl vytvářet přesné předpovědi. A abychom plně porozuměli prostředí řízení s velkým počtem účastníků a mnoha dynamickými procesy, musí být tento systém velmi technicky složitý. Jinak si svůj řidičský kurz nedokáže spolehlivě naplánovat z hlediska prostoru a času. K dopravním nehodám proto může vést i jediná softwarová chyba.

Dalším bodem je, že systém nelze vylepšovat pouze testováním, protože není možné vytvořit prostředí, které by pokrylo všechny situace ve skutečnosti. Jediným řešením je zde mít adaptivní systém, který dokáže detekovat a opravovat chyby. Ale spolu s tím přichází další problém: peníze. Tak složitý produkt prostě nemůže být levný a dostupný. Alespoň v raných fázích.

Ze stejného důvodu nebude možné vyměnit všechna auta najednou. Navíc ne každý to bude chtít dělat: mnoho lidí miluje auta pro samotný proces řízení nebo prostě nedůvěřuje technologii. Dá se tedy předpokládat, že se v budoucnu objeví hybridní provoz, kde zatím není zcela jasné, kdo a jak se má chovat (například z hlediska přednosti). To se neobejde bez změny legislativy. V tomto případě se můžeme setkat i s odrazovým efektem. Navzdory vysokým nákladům budou bezpilotní vozidla jednoznačně velmi populární. A to zase znamená nárůst osobní dopravy. A to, co mělo odlehčit zácpám na silnicích, situaci jen zhorší. Aby se tedy takovému scénáři předešlo, bude nutné alespoň kontrolovat registraci bezpilotních vozidel.

Je tu ještě jedna technická a zároveň právní nuance. Když mluvíme o softwaru, vždy existují dva problematické aspekty: útoky hackerů a ochrana dat. Koneckonců, auto, které je neustále online, jako PC nebo smartphone, se okamžitě stane cílem vetřelců. Zároveň se nebude možné vyhnout ani shromažďování osobních údajů (například obrazových a zvukových nahrávek uvnitř vozu) – u autonomních vozidel jsou nezbytné. Například kompenzovat systémové chyby nebo umět vyhodnotit krizové situace v soudním řízení. Nabízí se zde také otázka: kdo tyto záznamy vlastní – výrobce, majitel služby autonomního carsharingu nebo cestující?

A když už se bavíme o soudu, kdo nese odpovědnost v případě nehody? Soudit auto? V tomto případě bude nutné upravit dopravní předpisy. V případě porušení dopravních předpisů ze strany automatizovaného vozidla totiž logicky nemůže nést odpovědnost žádná skutečná osoba. Zde ale vše závisí na úrovni autopilota. Například v roce 2018 došlo k prvnímu úmrtí v autě bez řidiče: v USA srazilo dívku taxi Uber řízené řidičem. A přestože vyšetřování ukázalo, že auto osobu vpředu ne zcela správně poznalo, viníkem nehody byl taxikář, kterého rozptyloval chytrý telefon a nevěnoval pozornost vozovce.

A v neposlední řadě ztráta zaměstnání. Co je výhodou pro korporace, může být nevýhodou pro jednotlivce. Tam, kde je prostřednictvím rozšíření automatizovaných dopravních sítí dosaženo úspor práce, může dojít ke ztrátě mnoha pracovních míst. Týká se to především odvětví dopravy.

Obraz nejistoty

Kromě výše uvedených nedostatků je dalším velkým problémem, kterému čelí výrobci automobilů a průmysl jako celek, budování a udržování důvěry v průmysl autonomního řízení. Jinými slovy, samořídící auta mají problém s image. Narážejí do stavebních zón, blokují sanitky, jezdí na červenou a dokonce zraňují náhodné cyklisty nebo chodce – podobné titulky plní média po celém světě. Proto v tuto chvíli lidé stále váhají, zda tuto technologii plně přijmout. Například podle nedávné studie Forbes se 93 % Američanů obává samořídících aut. První místo na seznamu navíc zaujímají poruchy v oblasti bezpečnosti a techniky. Spolehlivost, náklady, hacking, životnost vozidla a soukromí jsou také obavy.

Tato nedůvěra mezi lidmi je spojena především se skandály kolem Tesly, kterou mnozí považují za lídra v oblasti autonomního řízení. V loňském roce společnost svolala téměř všechna svá samořiditelná auta ve Spojených státech. Stalo se tak poté, co vyšetřování NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) zjistilo, že během používání autopilota došlo k téměř 1000 nehodám. To mezi lidmi vyvolalo vážné znepokojení: 62 % respondentů studie Forbes uvedlo, že si po stažení nejsou jisti technologií Tesly.

Všechny tyto obavy lidí spolu s neochotou platit vyšší cenu jsou tedy hlavním důvodem, proč bude růst trhu s samořízenými vozidly v příštích letech pravděpodobně pomalý.

Výhody autonomního řízení jsou přitom zřejmé. Zlepšení bezpečnosti silničního provozu, snížení pracovní zátěže řidičů a omezení dopravních zácp jsou jen některé z nich. Stále je však před námi mnoho problémů. Nejdůležitější z nich je: budou lidé schopni tento systém skutečně zabezpečit? Ale i kdyby k tomu došlo, bude zde spousta byrokratických problémů, jejichž vyřešení bude pravděpodobně trvat roky. K úplné automatizaci jsme proto stále velmi daleko.

Věříte autonomnímu řízení?

Chcete-li nahlásit chybu, zvýrazněte text a stiskněte Ctrl + Enter

Přihlaste se k odběru ABW a přečtěte si novinky dříve než kdokoli jiný!

Zlepšení taktických a technických vlastností vozidel je jen jedním z úkolů, na kterém inženýři a konstruktéři neustále pracují. Protože rychlost a komfort jsou samy o sobě velmi dobré, ale v nouzových situacích neposkytují maximální ochranu osobám sedícím v kabině. Proto byl svého času zaveden do oběhu pojem „aktivní bezpečnost vozidla“, což znamená eliminaci nouzové situace při zachování kontroly řidiče nad vozem, což umožňuje předcházet případným nehodám a snížit zranění. Navíc, na rozdíl od pasivní bezpečnosti, která je zaměřena na zmírnění následků poté, co již došlo k nehodě, tyto systémy provádějí svá nastavení automaticky, bez účasti osoby za volantem.

Mnoho výrobců automobilů si své vývojové trendy v této oblasti patentuje, ale většina z nich funguje na stejném principu. Rozdíl je pouze ve zkratkách a názvech. Kromě toho existují systémy, které se staly tradičními, i nové systémy, které se objevily relativně nedávno.

Seznam aktivních bezpečnostních systémů

BŘIŠNÍ SVALY. Protiblokovací brzdový systém je téměř jediným systémem, který téměř všichni výrobci osobních automobilů nazývají stejně. Umožňuje vám znovu získat kontrolu nad vozem v případě nouzového brzdění a na kluzkém povrchu. Funguje samozřejmě úplně jinak než klasické brzdy, které při náhlém zastavení nebo prudké zatáčce zablokují kola, což může vést ke smyku.

Řídicí jednotka ABS, která přijímá signály z četných senzorů, automaticky sleduje rychlost otáčení každého kola. A pokud je tato rychlost jiná, aktivní bezpečnostní systém vozu sníží tlak v brzdovém potrubí a konkrétní kolo přestane zpomalovat. Protiblokovací brzdový systém navíc plní své funkce 10krát rychleji než nejzkušenější řidič.

Osoba za volantem si však musí pamatovat, že přítomnost ABS ho zavazuje vzdát se některých návyků. Například při nouzovém brzdění nemůžete brzdový pedál sešlápnout přerušovaně, protože to vyřadí ABS. K zastavení stačí jednou sešlápnout pedál a podržet jej, dokud se vůz úplně nezastaví. Skutečnost, že protiblokovací systém začal fungovat, je indikována vibracemi na pedál a charakteristickým zvukem.

ESP (ESC, VSA atd.) – systém kontroly stability, který umožňuje stabilizovat vůz při prudkém nájezdu do zatáčky. Jedná se možná o nejsložitější elektronické zařízení v systému aktivní bezpečnosti, protože nejen brzdí potřebná kola pro udržení zvolené trajektorie manévru, ale také řídí točivý moment přenášený na hnací nápravu vozidla. A k tomu ESP vyžaduje kontrolu nad škrticí klapkou, tedy redukci palivové směsi dodávané do válců motoru. Tento systém je navíc celý komplex, který zahrnuje ABS, TCS, elektronickou uzávěrku diferenciálu atd.

Až na vzácné výjimky lze ESC vypnout podle uvážení řidiče. A to nejen proto, že majitel vozu není zvyklý řešit elektroniku, preferuje osobní kontrolu nad vozem. Pokud například auto uvízne ve vyjeté koleji a někdo se ho snaží vytlačit houpáním, je nutné tento bezpečnostní prvek deaktivovat.

TCS (ASR, TRC atd.) také zabraňuje smyku vozu, ne však změnou velikosti točivého momentu přenášeného na nápravu, jako je tomu u ESP, ale zamezením prokluzu hnacích kol. Je charakteristické, že tyto aktivní bezpečnostní vlastnosti vozu se projevují na jakémkoli typu povrchu vozovky a bez ohledu na to, jak je otevřená škrticí klapka. Princip činnosti je poměrně jednoduchý: čím vyšší je frekvence otáčení kol, tím více počítač ovládající toto zařízení snižuje výstupní výkon motoru. Velmi často se protiprokluzový systém používá současně s ABS, protože má podobné senzory na kolech.

EDB nebo EBV je jen „přídavek“, tedy rozšíření funkčnosti protiblokovacího systému ABS. Jediným účelem tohoto elektronického zařízení je rozdělovat brzdné síly, což zabraňuje zablokování kol na zadní nápravě. Když se při brzdění posune těžiště vozu dopředu, jsou tato kola nezatížená a k jejich zablokování stačí i mírné sešlápnutí brzdového pedálu. Aby se tomu zabránilo, EDB použije zadní brzdy o něco později než přední brzdy. Systém zároveň sleduje brzdnou sílu vytvořenou na každém kole.

EDS – automatická uzávěrka diferenciálu, jejíž činnost si bez ABS rovněž nelze představit. A princip fungování je stejný: snímače sledují rychlost otáčení kol, a pokud je na některém z nich zjištěna nevyváženost, je dán příkaz k aktivaci odpovídajícího brzdového mechanismu. Tím se eliminuje prokluz kol a zvyšuje se průchodnost vozidla na polních cestách přerozdělením točivého momentu.

PDS – tato zkratka znamená, že vůz je vybaven systémem prevence kolize s chodci. Tato relativně nová elektronická „vycpávka“ neustále snímá prostor před vozem (za tímto účelem jsou instalovány radary nebo videokamery), a když detekuje osoby na silnici, automaticky přibrzdí, aby zpomalil. V současné době je přítomnost PDS v zahraničních automobilech spíše výjimkou z pravidla než zavedenou normou, protože taková „chytrá“ technologie není dostupná pro všechny majitele automobilů.

BAS (EBA apod.) celkem dobře doplňuje systém aktivní bezpečnosti, který je velmi účinný při prudkém sešlápnutí brzdového pedálu. Navíc se tato elektronika dodává ve dvou typech. V jedné verzi se obejde bez pomoci ABS, pouze hlídá rychlost pohybu táhla brzdových válců. A když řidič doslova dupne na brzdu, BAS aktivuje elektromagnetický pohon, který tlačí tyč maximální silou. Ve druhé verzi funguje systém společně s ABS na podobném principu s tím rozdílem, že v případě nouzového zastavení vzniká maximální tlak v brzdových vedeních.

Elektronické asistenty

Výše nebyly popsány všechny aktivní bezpečnostní prvky vozu. Ostatně existují i ​​elektronické asistenty, které byly vyvinuty poměrně nedávno. Systém všestranného výhledu například zahrnuje kamery, které řidiči umožňují sledovat slepá místa; Asistent jízdy v jízdním pruhu zajišťuje automatické vyrovnání vozidla. Aktivní bezpečnostní systém prémiových zahraničních vozů navíc zahrnuje tempomat (udržuje rychlost nastavenou řidičem), parkovací senzory (usnadňuje parkování při nedostatku místa), elektronický asistent změny jízdního pruhu atd.

Závěr

Dnes už nikdo netvrdí, že elektronika moderního auta hraje hlavní roli při zajišťování bezpečnosti lidí a bezpečnosti vozidla. Podceňování jejich důležitosti je k vaší vlastní škodě. Nikdo kromě řidiče přitom nebude hlídat používání bezpečnostních pásů, dodržování rychlostních limitů a další podmínky, na kterých do značné míry závisí životy a zdraví cestujících.