Autonómne autá sú vozidlá s vlastným pohonom, ktoré sú schopné prevádzky s minimálnym alebo dokonca nulovým ľudským zásahom. Tieto vozidlá využívajú umelú inteligenciu (AI) a už existujúce automobilové technológie, ako je adaptívny tempomat, na automatizáciu zážitku z jazdy.
Samoriadiace vozidlá sa líšia zložitosťou od základných systémov, ktoré musí neustále monitorovať ľudský vodič, až po systémy, ktoré sú schopné prevádzky za akýchkoľvek podmienok a úplne bez ľudského prvku.
Spoločnosti ako Waymo už majú autonómne autá na cestách a výrobcovia automobilov ako Tesla, Ford, GM a ďalší vyvinuli svoje vlastné technológie autonómnych vozidiel, ako je Tesla Autopilot, Argo AI a GM Cruise.
Ako fungujú autonómne autá?
Autonómne autá využívajú kombináciu umelej inteligencie a systémov vozidiel založených na existujúcich pokročilých asistenčných systémoch vodiča (ADAS) na vytvorenie niečoho známeho ako Automated Driver System (ADS).
Umelá inteligencia v srdci autonómneho auta berie vstupy z rôznych senzorov zabudovaných vo vozidle a tieto vstupy využíva na vytvorenie obrazu vonkajšieho sveta. S týmto obrázkom v kombinácii s mapou oblasti a údajmi z GPS (Global Positioning Satellite) môže autonómne vozidlo bezpečne vytýčiť kurz cez svoje prostredie.
Aby sa AI mohla pohybovať z jedného bodu do druhého, využíva systémy vozidla, ako sú elektronické ovládanie plynu, bŕzd a riadenia. Keď senzory vozidla, ktoré môžu zahŕňať všetko od radaru po lasery, zaznamenajú objekt, ako je chodec alebo iné vozidlo, AI je navrhnutá tak, aby okamžite vykonala nápravné opatrenia, aby sa predišlo nehode.
Okrem úplného ovládania AI sú autonómne autá zvyčajne navrhnuté s možnosťou úplnej kontroly vodiča. Vo vozidlách, ako je toto, ADS funguje ako veľmi pokročilý druh tempomatu, kde vodič môže prevziať alebo opustiť riadenie, kedykoľvek chce.
Niektoré autonómne autá sú navrhnuté tak, aby fungovali bez akéhokoľvek ľudského zásahu, hoci legálnosť áut bez vodiča sa líši od jedného miesta k druhému.
Kľúčové technológie, ktoré umožňujú autu jazdiť samo
Aby auto mohlo jazdiť samo, musí využívať množstvo technológií, ktoré sú v našich vozidlách roky a v niektorých prípadoch dokonca desaťročia. Auto si musí udržiavať elektronickú kontrolu nad každým systémom, od motora a prevodovky až po brzdy, a potrebuje nejaký typ umelej inteligencie, aby to všetko spojilo.
Väčšina technológií využívaných v autonómnych autách je známa ako pokročilé asistenčné systémy pre vodiča, pretože boli navrhnuté tak, aby bol zážitok z jazdy pohodlnejší a menej nebezpečný.
Tu sú niektoré z najdôležitejších technológií, ktoré podporujú autonómne vozidlá:
- Umelá inteligencia: Autonómne autá by bez umelej inteligencie neboli možné. Tieto vozidlá sú riadené programami AI, ktoré sú vyvinuté a vyškolené prostredníctvom strojového učenia, aby boli schopné čítať údaje z rôznych senzorov zabudovaných vo vozidle a následne určiť najvhodnejšiu akciu v danej situácii.
- Drive-by-wire: Tieto systémy sú v bežných vozidlách už roky a v podstate nahrádzajú mechanické spojenia elektrickými spojeniami a ovládačmi. Vďaka tomu je pre vstavanú AI oveľa jednoduchšie ovládať každý jednotlivý systém, ako je riadenie, akcelerácia a brzdenie.
- Udržiavanie v jazdnom pruhu: Tieto systémy boli pôvodne navrhnuté tak, aby pomohli ľudským vodičom vyhnúť sa vybočeniu z jazdného pruhu v premávke, ale autonómne vozidlá používajú mnoho rovnakých typov senzorov a techník.
- Automatické brzdenie: Pôvodne bolo navrhnuté tak, aby predchádzalo nehodám automatickým použitím bŕzd v situáciách, keď je vodič príliš pomalý na to, aby konal. Autonómne autá využívajú podobnú technológiu v oveľa širšom meradle.
- Adaptívny tempomat: Ide o ďalší systém, ktorý bol pôvodne navrhnutý tak, aby pomáhal vodičom, v tomto prípade dynamickým zvyšovaním a znižovaním rýchlosti vzhľadom na okolitú premávku. Autonómne autá musia robiť rovnakú základnú úlohu navyše ku všetkému, čo by vodič normálne robil.
Stupne autonómie: Môžu byť autonómne autá skutočne bez vodiča?
Vývoj autonómnych áut bol pomalým krokom vpred, nie prepínačom, ktorý sa jedného dňa niekto rozhodol prehodiť. Začalo to v 50. rokoch 20. storočia s niektorými z prvých bezpečnostných a komfortných prvkov, ktoré sa postupom času stali samozrejmosťou, ako sú protiblokovacie brzdy a tempomat, a zrýchlili v roku 2000 s ADAS, ako je adaptívny tempomat a automatické brzdenie.
Keďže autonómne autá prešli takým pomalým a postupným procesom, Spoločnosť automobilových inžinierov (SAE) vyvinula päťstupňovú škálu automatizácie.
Táto stupnica popisuje všetko od včerajších plne manuálnych vozidiel až po druh plne automatizovaných vozidiel, ktoré sa očakávajú, že sa do roku 2020 objavia na podlahách showroomov a na diaľniciach.
Toto sú úrovne automatizácie, ktoré môže mať vozidlo:
Úroveň 0: Bez automatizácie
Toto sú tradičné vozidlá, ktoré na fungovanie vyžadujú neustály zásah vodiča. Tieto vozidlá dokonca nemajú funkcie ako protiblokovacie brzdy alebo tempomat.
Úroveň 1: Pomoc vodičovi
Tieto vozidlá sú stále plne ovládané vodičom, ale obsahujú niektoré bežné asistenčné systémy pre vodiča. Vozidlo na tejto úrovni zvyčajne obsahuje základné funkcie, ako je tempomat.
Úroveň 2: Čiastočná automatizácia
V tejto fáze autá získavajú určitú úroveň automatizovanej kontroly nad funkciami, ako je zrýchlenie, brzdenie a riadenie. Vodič má stále nad vozidlom konečnú kontrolu a vozidlo na tejto úrovni nemôže jazdiť samo bez ľudského vodiča.
Vozidlá, ako je toto, zvyčajne majú ADAS, ako je automatické brzdenie, adaptívny tempomat a nejaký typ systému udržiavania v jazdnom pruhu.
Úroveň 3: Podmienená automatizácia
Vozidlá na tejto úrovni obsahujú ADS, takže sú technicky autonómne. Tieto autá sú schopné navigovať z jedného miesta na druhé, identifikovať nebezpečenstvá a reagovať na ne. V prípade núdze je stále potrebná prítomnosť ľudského vodiča a vodič musí zostať ostražitý a pripravený prevziať kontrolu.
Každý systém vo vozidlách na tejto úrovni musí byť automatizovaný a tieto autá tiež vyžadujú rozsiahlu kapacitu umelej inteligencie, aby fungovali bezpečne bez zásahu ľudského vodiča.
Úroveň 4: Vysoká automatizácia
Na tejto úrovni je vozidlo plne automatizované. Je schopný bezpečne navigovať z jedného miesta na druhé vo väčšine podmienok. Za určitých podmienok a za určitých okolností môže auto stále vyžadovať ľudský zásah.
Tento typ autonómneho auta je technicky schopný fungovať bez prítomnosti ľudského operátora, ale môže byť zahrnutá aj možnosť, aby riadenie prevzal ľudský operátor.
Úroveň 5: Úplná automatizácia
Vozidlá na tejto úrovni automatizácie sú skutočne autonómne a môžu fungovať bez vodiča za všetkých jazdných podmienok. V závislosti od konštrukcie môže mať ľudský operátor možnosť prevziať manuálne ovládanie, ale tieto typy vozidiel sú navrhnuté tak, aby nevyžadovali tento typ zásahu.
Aké sú výhody autonómnych áut?
Hlavnou výhodou autonómnych áut a hnacou silou vývoja autonómnych áut je bezpečnosť. Podľa NHTSA je viac ako 90 percent všetkých vážnych nehôd spôsobených jednoduchou ľudskou chybou. Základnou myšlienkou je, že ak by sa z rovnice podarilo úplne odstrániť ľudský prvok, mohlo by sa zachrániť veľa životov.
Okrem veľkých strát na životoch spôsobených každoročne nehodami motorových vozidiel majú tieto udalosti aj podobne masívny ekonomický dopad. Podľa NHTSA stoja nehody ročne stovky miliárd dolárov v dôsledku zníženej aktivity na pracovisku, škôd a straty ekonomickej aktivity.
Praktickejšou výhodou autonómnych áut je, že by mohli potenciálne znížiť dopravné zápchy tým, že budú fungovať efektívnejšie. To by mohlo viesť k skráteniu času dochádzania pre mnohých vodičov. Okrem toho by vodiči mohli využiť čas dochádzania na čítanie, sledovanie správ, prípravu na prácu alebo iné produktívne úlohy.
Ďalšou výhodou, ktorú by autonómne autá mohli poskytnúť, je zvýšená mobilita pre starších a zdravotne postihnutých ľudí. Keďže tieto vozidlá sú schopné prevádzky úplne autonómne, môžu ich bezpečne ovládať ľudia so zhoršeným zrakom a reakčnými časmi a dokonca aj stavmi ako kvadruplégia, ktoré by za normálnych okolností veľmi sťažovali alebo znemožňovali bezpečné vedenie motorového vozidla.
Vďaka možnosti dostať sa do práce, na schôdzky alebo dokonca nakúpiť potraviny si veľké množstvo starších a zdravotne postihnutých ľudí môže zachovať oveľa vyššiu úroveň autonómie, ako by to bolo možné bez prístupu k autu bez vodiča.
Problém väčšiny týchto výhod je v tom, že automatizované autá sprostredkujú plnú hodnotu tejto výhody len vtedy, keď je na cestách dostatočný počet týchto vozidiel.
Autonómne autá môžu napríklad odstrániť ľudský prvok z nehôd len vtedy, keď na ceste nie sú žiadni ľudskí vodiči. Podobne, autonómne autá by boli schopné znížiť dopravné zápchy len vtedy, ak by väčšina vozidiel na ceste bola bez vodiča.
Kým sa autonómne autá nestanú novým štandardom, hlavnou výhodou ich používania je hlavne faktor pohodlia s určitým ohľadom na bezpečnosť.
