Ako inteligentné autá uľahčia a zelenšia jazdu

Zákonodarcovia v Nevade urobili pred pár týždňami veľmi pokrokový krok, keď prijali opatrenie nariaďujúce nové predpisy pre autá bez vodiča. Mnoho vozidiel sa už zúčastňuje na činnostiach, ktoré kedysi ovládal človek, ako je parkovanie a kontrola šmyku, a netrvá dlho, kým sa budú vedieť navigovať, rozhodovať a jazdiť úplne sami.

Ale v niektorých smeroch nás už svet samosprávnych áut čaká. Vďaka relatívne jednoduchému softvéru a úpravám existujúceho hardvéru veľké automobilky v USA a Európe robia autá inteligentnejšími a ekologickejšími spôsobom, ktorý nemá nič spoločné s hybridné motory alebo alternatívne palivá.

Vzájomne prepojené a prepojené s cloudom budú autá schopné robiť vlastné rozhodnutia – takže budúcnosť šoférovania, zjednodušene povedané, bude z veľkej časti mimo ľudských rúk.

Algoritmy a analýzy budú predpovedať správanie vodiča a predpovedať budúce dochádzanie, pričom budú študovať budúcnosť od niekoľkých sekúnd do niekoľkých hodín po ceste. Sedany vybavené radarom budú vnímať svoje okolie a cestné vlaky a siete medzi autami znížia dopravné zápchy, zabránia smrteľným úrazom a zlepšia spotrebu paliva.

„Veľa interakcií, ktoré dnes máme, má pomôcť vodičovi robiť jeho prácu, ale to, čo musíme urobiť, je pomôžte autu, aby bolo auto inteligentné,“ hovorí Ryan McGee, inžinier z Ford Research and Innovation v Dearborne, Mich. "Keď vezmete auto a pripojíte ho ku cloudu, existuje toľko možností." Tu je len niekoľko z nich.

Vaše auto predpovedá, kde budete jazdiť

Ak nepoužívate hromadnú dopravu, je pravdepodobné, že vaše cesty do práce alebo školy a späť sa riadia typickou rutinou – ráno idete z domu do kaviarne do kancelárie; večer opustíte kanceláriu, možno sa zastavíte v obchode s potravinami a vrátite sa domov. Ford by chcel, aby jeho autá využili vašu predvídateľnosť a uhádli, kam idete, keď zapnete zapaľovanie.

Výskumníci vkladajú históriu jázd do softvérovej služby Google s názvom Prediction API, ktorá využíva a algoritmus strojového učenia na generovanie modelu predpovedaného správania – v tomto prípade konkrétneho vodiča návyky.

„Otázka, ktorú kladieme modelke, je: ‚Kam sa táto osoba chystá ďalej?‘,“ povedal McGee, ktorý na modeli pracuje. "Model by povedal, že je streda o 5:00, takže je pravdepodobné, že pôjdete domov a pošle tieto údaje späť do auta."

Aktuálny systém sa pripája na internet a zaznamenáva, kde sa auto v akom čase a v ktorý deň nachádza. Algoritmus vypočíta zoznam pravdepodobných ciest pre dané miesto a čas. Na základe možností jazdy môže auto posunúť svoju spotrebu energie tak, aby bežalo na batériu namiesto benzínu - čo bude užitočné pre plug-in hybridné autá, vysvetlil McGee. Ford to testoval v plug-in hybride SUV Escape.

V budúcnosti by vlády mohli presadiť nízkoemisné zóny v blízkosti školy alebo parku alebo vybudovať pruhy len na batérie. McGee zvyčajne vyzdvihne svojho syna z futbalového tréningu na ceste domov z práce, povedal. Ak jeho auto pozná jeho zvyky a vie, že v oblasti je zóna s nízkymi emisiami, auto ušetrí trochu šťavy z batérie na túto časť dňa.

"Zabezpečí, že ušetrím dostatok energie, takže keď sa dostanem do tejto oblasti, môžem jazdiť na elektrinu," povedal. "Ak budeme vedieť viac o tom, ako ľudia budú používať auto, môžeme optimalizovať ich výkon."

Ale všetky rutiny sa dajú porušiť – čo ak chcete burrito v stredu, ale túžite po cheeseburgeri vo štvrtok? Auto nebude vedieť, kam pôjdete na obed. Kvôli náhodnosti a nestálej povahe vodičov budú môcť motoristi pridávať do systému doplnky a opravy, ak bude niekedy nainštalovaný vo vozidlách pre masový trh, povedal McGee.

Vaše auto predpovedá, čo urobí premávka

Akonáhle auto pozná zvyky svojho vodiča, môže začleniť ďalšie údaje z cloudu a poskytnúť informovanejšie návrhy. Ak majú prognostici dopravy dostatok údajov a majú dostatočne dobré modely na ich interpretáciu, mali by byť schopní povedať vám v čase obeda, akú máte 17:00. bude vyzerať cesta domov. IBM na to vytvorilo aplikáciu pre smartfóny.

IBM tvrdí, že aplikácia sa dokáže naučiť vzory vodičov, predpovedať, ako bude premávka vyzerať o 30 a viac minút v budúcnosti, a odoslať predpoveď vodičovi skôr, ako sadne za volant. Podľa Johna Daya, programového manažéra IBM Smarter Traffic, Big Blue testoval systém v oblasti San Francisco Bay.

Aplikácia využíva funkciu GPS telefónu na sledovanie pohybov vodiča v rôznych časoch dňa, pričom sa učí jeho alebo jej rutiny. Tiež sa pripája k systému 700 cestných senzorov, ktoré predtým nainštalovalo ministerstvo dopravy v Kalifornii. Senzory sledujú, ako rýchlo idú autá a plynulosť premávky, pričom počítajú autá za minútu. Senzory zhromažďujú údaje každých 30 sekúnd, ale IBM ich agreguje do 5-minútového súboru a vkladá ich do algoritmu. Algoritmus robí korelácie medzi údajmi, aby vytiahol vzory, povedal Day.

"Nástroj je dobrý pri objavovaní a učení sa podpisu spomalenia," povedal. "Zaznamená to v určitej oblasti alebo najmä na križovatke, keď sa premávka spomalí, potom v 83 percentách času, alebo čo to je, máte oveľa väčší problém."

Pomocou týchto podpisov systém analyzuje údaje v reálnom čase, aby vytvoril neustále aktualizovaný model dopravnej situácie, ktorý sa mení každých 5 minút. Zatiaľ čo existujúce predpovedné systémy zakladajú svoje predpovede na aktuálnych podmienkach a predpovedajú, aká bude návštevnosť vyzerá to tak, že ak sa nič nezmení, algoritmus dokáže rozpoznať a vysvetliť vlnové efekty singlu akcie.

Používatelia sa môžu prihlásiť do aplikácie z počítača, aby videli „históriu ciest“ a môžu pridávať alebo odstraňovať trasy podľa toho, ako sa rozhodnú kontrolovať, koľko informácií sa ukladá, povedal Day. Dokonca si predstavuje aplikáciu ponúkajúcu kupóny pre podniky, ktoré vodič často navštevuje.

„Ak máte schopnosť rozpoznať, že niekto tak často jazdí okolo kaviarne, bola by to cenná informácia. Musí sa používať opatrne a spravovať tak, aby mal používateľ plnú kontrolu nad tým, či chce tieto údaje zdieľať, ale áno, určite tam sú možnosti,“ povedal.

Ale skutočná sila aplikácie bude v tom, že pomôže vodičovi vyhnúť sa premávke, povedal. Môže navrhnúť alternatívne trasy a dokonca skontrolovať webové cestovné poriadky. Ak teda vodič bežne odchádza do práce o 8:30, o 8:30 môže dostať textovú správu s predpoveďou dňa – „vaša normálne dochádzanie dnes vyzerá zle, ale tento vlak odchádza o 8:30 a na ulici je k dispozícii 48 parkovacích miest. park-and-ride.“

Day povedal, že systém by mohol fungovať kdekoľvek, kde sú cestné senzory a vodiči so smartfónmi s podporou GPS.

"Choďte do akéhokoľvek mesta a sledujte správy a zvyčajne uvidíte tepelnú mapu, keď niekto hovorí o premávke, rovnako ako meteorológ," povedal. "Takmer všetky mestá majú nejakú sieť cestných senzorov."

Vaše auto predpovedá ďalšie pohyby chodcov a iných vodičov

Teraz, keď vaše auto vie, čo budete robiť a čo budú robiť masy, potrebuje vedieť, čo sa chystá urobiť auto 20 stôp pred ním. Siete medzi autami a pokročilé riadiace algoritmy môžu zabezpečiť, že nedôjde k žiadnym prekvapeniam a dúfajme, že jedného dňa nebudú žiadne nehody. Môžu tiež zlepšiť účinnosť motora a znížiť emisie tým, že zabránia prerušeniu premávky.

Len tento týždeň ministerstvo dopravy USA oznámilo pilotný program, ktorý umožní vodičom otestovať budúce možnosti pripojených áut. Systémy umožnia autám komunikovať medzi sebou as cestnou infraštruktúrou, ako sú semafory a železničné priecestia, ale vodiči si na to musia najskôr zvyknúť. Kliniky v pol tuctu miest umožnia ľuďom testovať bezdrôtovo prepojenú automobilovú technológiu, aby zistili, ako dobre sa vieme prispôsobiť.

Ak sa dobre neprispôsobíme, autá budú čoskoro vybavené, aby sa s tým vysporiadali. Výskumníci z MIT vyvíjajú nové algoritmy zahŕňajú modely ľudského správania varovať vodičov pred možnými kolíziami a prevziať kontrolu nad vozidlom, aby sa predišlo zrážke.

Pre účely systému je jazda rozdelená na dve činnosti: brzdenie a zrýchľovanie. V závislosti od toho, akú akciu vodič v danom čase vykonáva, existuje len toľko možných výsledky o tom, kde bude auto ďalšie, podľa MIT News, ktorý nový algoritmus predstavil ako posledný mesiac. Domitilla Del Vecchio, odborný asistent strojného inžinierstva na MIT, tiež začlenil modely, ktoré predpovedajú ľudské správanie, napríklad keď vodiči spomalia alebo zrýchlia na križovatke.

Výsledný systém dokáže podľa MIT určiť body v križovatke, kde hrozí zrážka vozidiel. Vozidlo vybavené týmto algoritmom sa pokúsi predpovedať, čo urobí druhé auto – tiež konzultuje semafory a svoje vlastné palubné senzory – a podľa toho bude konať, aby sa vyhlo nehode.

V budúcnosti, ktorá nebude zahŕňať vôbec žiadnych ľudských vodičov, budú musieť algoritmy počítať s premenlivými počtami áut, ktoré konajú v zhode, pričom zohľadňujú vlnové efekty jednej akcie. Napríklad, ak jedno auto spomalí, aby sa vyhlo zrážke, ostatné autá musia tiež zmeniť svoje správanie. Distribuovaný riadiaci systém by kontroloval zrýchlenie, brzdenie, zmenu jazdného pruhu a výjazd z diaľnice pre všetky autá v danej skupine.

Výskumníci v Univerzita Carnegie Mellon vytvorila simuláciu, ktorá dokáže preukázať bezpečnosť takéhoto systému, dokonca aj vtedy, keď viacero áut vykonáva viacero zložitých úloh. Tím vedený Andre Platzerom, odborným asistentom informatiky, začal len s dvoma autami v jednom pruhu. Potom pridali ďalšie autá, aby ukázali, že môže pracovať s ľubovoľným počtom vozidiel, a pridali viac pruhov, aby ukázali, že počet sa môže tiež líšiť. V konečnom dôsledku zostáva systém odolný voči nárazom bez ohľadu na vozidlá alebo jazdné pruhy, na ktorých sa podieľajú – teda na rovnej diaľnici. Budúce simulácie budú musieť brať do úvahy premenné, ako sú zakrivené cesty, uviedol Platzer vo vydaní CMU.

Riadiace systémy pre autonómne vozové parky sú však o niečo ďalej v budúcnosti. Autá nepotrebujú pokročilé algoritmy, aby fungovali v zhode, aby znížili preťaženie a zabránili kolíziám – európski výskumníci to už robia jednoducho tým, že autám umožňujú vzájomnú komunikáciu. Systémy, ako je tento, môžu znížiť emisie a zlepšiť účinnosť motora tým, že umožnia autám jazdiť v sklze.

Švédska automobilka Volvo testuje "cestné vlaky", ktoré zahŕňajú kolóny áut vedené profesionálnym vodičom. Autá sa môžu pripojiť k vlaku a pripojiť sa cez bezdrôtové spojenie a adaptívny tempomat bude zodpovedať rýchlosti lídra. Senzory v autách zaistia, aby si každý od seba udržiaval bezpečnú vzdialenosť. Začiatkom tohto roka Volvo testovalo cestný vlak s jedným autom a návesom.

Cieľom je znížiť spotrebu paliva, znížiť dopravné zápchy a urobiť jazdu bezpečnejšou. Automobilka dúfa, že túto technológiu nasadí do roku 2020.

A minulý mesiac to zistili nemeckí vedci komunikuje len päť áut z každých 1 000 stačí na zníženie preťaženia. Senzory v autách môžu zbierať dáta a vymieňať si ich s inými autami cez miestne bezdrôtové siete, ako aj prenášať ich do centrálneho dopravného riadiaceho centra. Predbežné údaje z jednoročného testu ukázali, že minimálne päť áut stačilo na ovplyvnenie zápchy. Test bol súčasťou projektu Európskej únie Dynamic Information and Application for Mobility with Adaptive Networks and Telematics Infrastructure (DIAMANT).

Vaše auto sa toho až tak veľa nezmení – jeho počítače áno

Pre výrobcov automobilov a pre spotrebiteľov je dobrou správou, že väčšinu týchto technológií možno implementovať pomocou a niekoľko jednoduchých kódov a algoritmických zmien – autá nemusia znovu vynájsť koleso, aby umožnili veľké vylepšenia. S aktualizáciami, ako sú tieto, by sa jazda v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov mohla stať oveľa bezpečnejšou a oveľa menej frustrujúcou. Ak by teraz aj ľudia jazdili inteligentnejšie...