Google není jediný, kdo vyvíjí chytrá auta budoucnosti

Symbolem inteligentního automobilu je vůz Googlu, ve vývoji je však celá plejáda technologií, které začneme v praxi používat dříve, jsou totiž jednodušší a stejně užitečné.

Inteligentní automobil Googlu bez řidiče je dnes už zažitým symbolem toho, kam se možná za několik desítek let posune osobní doprava na silnicích. Zcela autonomní bezpilotní vůz ale zdaleka není jediným směrem aktuálního vývoje.

Automobilky postupují po malých krůčcích a některé automatizační technologie už pomalu zavádějí do výroby a najdete je v mnoha vozech včetně škodovek. Příkladem takového systému je třeba automatické vykroužení zatáčky. Kamera na čelním skle při rychlostech nad 65 km/h snímá vodorovné dopravní značení před vozem, a hlídá tak přejetí bílé čáry, tedy vyjetí z pruhu. Zavčas za vás pohne volantem a vykrouží zatáčku, pokud byste například usnuli, nebo se dostatečně nevěnovali řízení.

Klepněte pro větší obrázek
Automobil vybavený radary, lasery a další měřící technikou so může osahat nejbližší okolí

Další ukázkou prakticky nasazené technologie je pak adaptivní tempomat. Nastavíte rychlost, kterou auto udržuje, aniž byste museli šlapat na plyn. Ve chvíli, kdy dojedete pomalejší auto, automobil zbrzdí na jeho rychlost a udržuje bezpečný odstup, jehož velikost lze nakonfigurovat. Když před vámi jedoucí auto uvolní trasu, váš vůz opět zrychlí.

Automobil sám přivolá pomoc

Popsané vymoženosti jsou již realitou a mají zabránit celé řadě nehod. Když se už ale nehoda stane, mohou na drahocenných sekundách, než je přivolána pomoc, záviset lidské životy. Proto byl v červenci minulého roku představen systém eCall pro automatizované oznamování dopravních nehod, který by měl být od roku 2015 standardní součástí všech nových automobilů v rámci EU.

Systém eCall v případě nehody automaticky zavolá pomoc, a umožní tak zkrátit dobu potřebnou pro dojezd záchranářů. Podle studie EU systém zachrání až 2,5 tisíce lidských životů, u tisíců dalších nehod zmírní následky a včasně přivolanou lékařskou pomocí také předejde vážnějším zdravotním následkům. V případech, kdy zdravotní stav nedovolí posádce vozidla přivolat pomoc, budou záchranné složky reagovat automaticky.

Klepněte pro větší obrázek
Automobil při havárii sám odešle SOS na linku 112

Centrální jednotka systému eCall je ukrytá pod sedadlem řidiče. V případě havárie zajistí okamžité spojení s linkou 112 a současně odešle základní data o nehodě: čas, zeměpisnou polohu, typ vozidla, směr jízdy, aktivaci airbagů, a dokonce i počet pasažéru, který zjistí podle počtu zapnutých pásů. ECall je určen k přivolání záchranných složek, nikoli k zaznamenávání pohybu vozidla, aktivuje se pouze v případě, kdy vozidlová elektronika vyhodnotí, že došlo k nehodě.

Pak se systém aktivuje automaticky, nicméně umožní i manuální aktivaci a poslouží tak i v jiných situacích než při havárii – srdeční příhoda, nehoda cyklisty nebo trestný čin, kterého je řidič svědkem. Cena samotného zařízení instalovaného při výrobě nového vozu by neměla překročit částku 100 €.

Propojená a komunikující dálnice

Dalším technologickým krokem bude vzájemná komunikace mezi vozy na silnici. Tím se nejen zabrání mnoha nehodám, ale zvýší se také plynulost dopravy. Například vědci z Michiganské univerzity už testují systém pro chytrá auta, který by v ideálním případě měl snížit nehodovost až o 80 %. Autoři nainstalovali komunikační zařízení asi do tří tisíc osobních i nákladních vozidel a také do autobusů veřejné dopravy.

Vozidla díky tomu mohou sdílet informace o aktuální poloze, směru nebo rychlosti, a to nejen mezi sebou, ale také s jednotkami umístěnými v semaforech a jiných signalizačních zařízeních používaných na křižovatkách, v zatáčkách a na dálnicích. Účel komunikačního systému je jediný: má řidiče upozornit na potenciálně nebezpečné situace, jako například když blízké vozidlo začne nečekaně brzdit, náhle přejde do jiného pruhu a podobně. Varování je přitom realizováno vizuálně i akusticky.

Klepněte pro větší obrázek
Vliv chytrých vozidel na využitelnost silničních komunikací

Teď si představte, že jste hrozný řidič a porovnejte to s robotem, který je chytřejší, rychlejší a zkušenější. Podle výzkumu z Kolumbijské univerzity bychom v situaci, kdyby za nás řídili roboti, mohli zapomenout na dálniční zácpy – kapacita stávajících silnic by se neuvěřitelným způsobem zvýšila. Na dálnici plné lidských řidičů (s kapacitou přibližně 2,2 tisíce vozidel za hodinu na jeden pruh) zabírají automobily jen asi 5 % plochy silnice. Důvodem je to, že lidé musí mít pruhy dvakrát širší, než je samotné auto, a při dálničních rychlostech musí být vzdálenost mezi automobily aspoň 40–50 metrů.

Klepněte pro větší obrázek
Vzájemně komunikující vozy mohou předcházet haváriím i optimalizovat dopravu

Propustnost dálnice by se s poloautonomními či plně autonomními automobily značně zvýšila už jen díky nutnosti menších rozestupů. Pokud by všechna auta měla adaptivní tempomat, pak se může kapacita dálnice zvýšit přibližně 1,4×. Kdyby byla vybavena jak tímto tempomatem, tak nejrůznějšími čidly a vzájemnou komunikací, zvýší se kapacita až 3,7×, a to bez jakýchkoliv úprav infrastruktury. Jde jen čistě o to, aby byla auta chytřejší a využívala technologií, které jsou dostupné již dnes.

Inteligentní semafory

Doposud byla řeč o komunikaci mezi automobily (tzv. V2V – vehicle to vehicle), velký potenciál však má i komunikace automobilů se samotnou infrastrukturou (tzv. V2I – vehicle to infrastructure). Například automobilka Nissan už v roce 2007 testovala inteligentní dopravní systém, který měl koordinovat jízdu automobilů a práci semaforů. Cíl je prostý – zredukovat nehody, zvýšit bezpečnost chodců, zvýšit průjezdnost křižovatkami, snížit spotřebu díky odbourání zácep a dlouhého stání. V další fázi projektu je cílem vývoje optimalizovat komunikaci mezi automobily a semafory tak, aby byl vytvořen pokročilý dopravní systém, ve kterém semafory spolupracují s dopravou, nesmí ji brzdit nebo pracovat proti ní. Jednoduše řečeno je zohledněn stav a hustota dopravy.

Klepněte pro větší obrázek
Chytrá křižovatka se semafory, které tuší, kdo se blíží

Automobilka Ford zase ve svém středisku pro výzkum a inovace v michiganském Dearbornu v roce 2011 vybudovala „chytrou křižovatku“, která komunikuje se speciálně vybavenými testovacími automobily, jejichž řidiče varuje před potenciálně nebezpečnými dopravními situacemi. Příkladem může být vozidlo, jehož řidič hodlá projet křižovatkou na červenou. Ta je opatřena technikou umožňující monitorovat stav semaforů, GPS souřadnice a digitální mapy, vyhodnocovat možná rizika a následně přenášet informace o nich do blížících se automobilů.

Po přijetí informace může preventivní bezpečnostní systém vozidla rozhodnout, zda je bezpečné do křižovatky vjet, nebo je nutno zastavit. Nezpomaluje-li řidič v takovém případě dostatečně intenzivně, je na to upozorněn vizuálními i akustickými výstražnými signály. Systém tedy nezasahuje do řízení, ale poskytuje řidiči jakési „třetí oko“ pro včasné rozpoznání nebezpečné situace v křižovatce. V Evropě se Ford podílí na několika projektech V2I a V2V v čele s německým programem simTD (Safe and Intelligent Mobility, bezpečná a inteligentní mobilita), zaměřeným na výzkum proveditelnosti a škálovatelnosti bezdrátových komunikačních systémů v podmínkách reálného provozu.

SARTRE: Auta zapojená do umělého vláčku

Další možností, jak těžit z výhod, které přináší chytrá auta, je možnost zapojení více aut do tzv. „silničního vlaku“. Zabývá se tím evropský výzkumný projekt SARTRE, jehož cílem je vyvinout autonomní robotická auta, která budou schopna automaticky sledovat jedno vůdčí vozidlo a řadit se za něj do onoho silničního vlaku.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Osobní vůz v tuto chvíli řídí kamion, řidič si tedy může přečíst noviny. Podívejte se na video automobilky Volvo

Vůdčí vozidlo je řízeno živým řidičem a auta se mohou připojovat za něj a delegovat mu tak část zodpovědnosti. V té chvíli se u „zavěšených“ aut řízení uchopí automatika, která zvolí optimální rozestupy mezi vozy a sleduje chování vůdčího automobilu. Řidič takto vedeného auta si tak pak může číst noviny, telefonovat či svačit, a projekt by tak mohl přinést také zvýšenou bezpečnost, komfort i nižší náklady na přepravu zboží či lidí nebo snížení četnosti zácp, a to vše bez nutnosti vynakládat peníze za úpravu infrastruktury. Technologicky je vše zvládnuté, překážkou ovšem zůstává legislativa, která by to povolila. A ta je stále velmi pozadu.

Klepněte pro větší obrázek
Schéma fungování vlaku SARTRE

To americký stát Nevada je mnohem pokrokovější – jako první schválil robotická auta bez řidiče. Ještě nedávno bylo automatické auto dílem sci-fi a dnes už se první zcela autonomní auta prohání, zatím tedy v testovacích verzích, po Americe. Průkopnické počítačem řízené automobily, které byly schopné dorazit do cíle skrze různorodý terén, má na svědomí především univerzita ve Stanfordu a tamní výzkumné týmy.

Ve spolupráci s vojenskou organizací DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) posunuly vývoj další kus dopředu. Jedním z hlavních hráčů v této oblasti je třeba Google, který dlouhodobě věnuje mnoho energie a prostředků do vývoje samořídících vozidel. Cílem Googlu je dostat první taková auta do běžného provozu během příštích deseti let. Například v srpnu 2012 Google oznámil, že jeho zcela autonomní auta již najezdila více než 300 tisíc mil bez jediné nehody.

Když se vám nechce řídit

Možná si myslíte, že pro kvalitní automatické řízení představuje jednu z nejdůležitějších komponent GPS navigace. Není tomu tak. Na satelitní navigaci se nelze stoprocentně spolehnout, a to už vůbec ve smyslu přesnosti, aktuálnosti map nebo funkčnosti v tunelech a podobně odstíněných místech. GPS se tak stává především doplňkovým systémem. Hlavní součástí automatického řízení je totiž řada senzorů po celém obvodu vozidla, včetně střechy.

Rozpoznávání obrazu je dnes už také velmi pokročilé, především díky Googlu a také vysokému paralelnímu výkonu dnešních počítačů. Zpracovat obraz a porovnat jeho části s databází je sice výpočetně náročné, ale s dnešními vícejádrovými procesory a čipy to lze velmi snadno paralelizovat. Na použitelné automatické řízení na silnicích plné měnících se překážek a situací nestačí žádný „geniální“ algoritmus nebo program. Pro rozpoznávání je důležitá nejen obrovská databáze se všemi parametry, hodnotami a statistikami, ale také zkušenosti nabité postupným zkoušením a vylepšováním.

Klepněte pro větší obrázek
Chytré auto Googlu má celou hromadu senzorů

A právě Google má všechny potřebné technologie pro rozpoznávání hlasu i obrazu, mapové podklady (včetně Stree View) a je vybaven jak personálně, tak finančně. Proto je dost možné, že se v budoucnu stane hlavním hráčem v oblasti automaticky řízených vozidel. Automatické systémy, které dokážou řídit za nás, budou muset mít několikanásobné jištění a redundanci takřka všech součástí, aby se co nejvíce snížila jakákoli šance špatného vyhodnocení, poškození, chyby či chvilkové nefunkčnosti.

Přesto jde o zatím vzdálenou budoucnost. Nejen pro vysokou cenu takového řešení, prozatímní fázi vývoje, ale především kvůli legislativě, která má s doháněním technologického pokroku problémy. Těžko říct, jak se bude řešit situace, kdy automaticky řízené vozidlo způsobí dopravní nehodu – kdo bude viníkem.

Článek vyšel v časopisu Computer

Témata článku: Technologie, Budoucnost, SE, Ford, Lives, Nevada, Europa, Volvo, Nissan

56 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Mclane87 23. 8. 2013 13:52:43
    Má to jednu výhodu do budoucna, nebudeme číst o dopravních nehodách, které...
  • Petr Buno 22. 8. 2013 23:20:33
    Tak mě napadá, že by to silničáři měli implementovat už teď :-D Nebyly by...
  • Nargon 22. 8. 2013 22:42:27
    A já jen čekám až v nějakém zpravodajství uslyším reportáž: "Šokující...
Určitě si přečtěte