So kommen wir in eine Welt voller fahrerloser Autos

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Autofahren ist eine dieser Aufgaben, die so mühsam, gefährlich und anspruchsvoll ist, dass sie fast schon danach schreit, von Robotern übernommen zu werden. Vor kurzem hat die Technologie endlich angefangen zu Der Transport von morgen: Großartige Erfindungen, die unser Pendeln verändern könnenDer Verlauf der menschlichen Zivilisation ist seit jeher vom Verkehr geprägt. Der Verkehr von morgen löst vielleicht nicht alle diese Probleme, aber er kann einige lösen – und es ist wichtig, darüber nachzudenken... Weiterlesen den gesunden Menschenverstand einzuholen. Der Elevator Pitch für selbstfahrende Autos ist ein Kinderspiel.

1,2 Millionen Menschen sterben jedes Jahr bei Autounfällen, und 50.000 sind verstümmelt. Wir könnten fast alle diese Leben retten. Millionen von Menschen verschwenden Milliarden von Stunden beim Pendeln. Jetzt können sie arbeiten, Netflix schauen oder ein Buch lesen. Mit Roboterautos würden wir Parkplätze und Staus loswerden.

Blinde, ältere Menschen und Menschen, die zu jung zum Autofahren sind, könnten sich ohne menschlichen Fahrer frei bewegen. Die Einsparungen an Leben, Dollar und Produktivität sind unberechenbar. Maschinen werden nicht betrunken, müde oder abgelenkt. Sie befolgen die Verkehrsregeln genau. Das sind Dinge, die jeder will, mit

weitreichende Auswirkungen Die schockierenden Auswirkungen des fahrerlosen Autos von Google [INFOGRAPHIC]Die Zukunft ist näher, als Sie vielleicht denken. Dank der streng geheimen Forschungsabteilung von Google, Google X, sind fahrerlose Autos jetzt Realität und könnten in nicht allzu ferner Zukunft den Mainstream erreichen... Weiterlesen – die Hundert-Milliarden-Dollar-Frage lautet: Wie lange werden wir brauchen, um dorthin zu gelangen?

Eine Welt fahrerloser Autos

Google beschreibt das Projekt in a letztes Blog-Update so was:

„Seitdem wir das Google-Projekt für selbstfahrende Autos gestartet haben, arbeiten wir auf das Ziel hin, Fahrzeuge zu entwickeln, die die gesamte Last des Fahrens tragen können. Stellen Sie sich vor: Sie können mittags eine Fahrt in die Innenstadt machen, ohne 20 Minuten Pufferzeit für die Parkplatzsuche zu haben. Senioren können ihre Freiheit behalten, auch wenn sie ihre Autoschlüssel nicht behalten können. Und betrunken und abgelenkt am Steuer? Geschichte. […] sie bringen dich auf Knopfdruck dorthin, wo du hin willst. Und das ist ein wichtiger Schritt, um die Verkehrssicherheit zu verbessern und die Mobilität für Millionen von Menschen zu verändern.“

Autonome Autos waren in den letzten Jahren ein heißes Thema, mit Google an der Spitze. Google hat seine Flotte experimenteller Roboterautos mehr als 1,1 Millionen Kilometer ohne ernsthaften Zwischenfall und hat kürzlich einen neuen Niedergeschwindigkeits-Elektro-Prototyp vorgestellt, um Stadtfahren verfeinern – ganz ohne Lenkrad oder Bremsen.

Außerhalb von Google, Toyota, Honda, und Ford alle haben ihre eigenen Projekte für selbstfahrende Autos, obwohl keines von ihnen annähernd so fortschrittlich ist wie das von Google. Tatsächlich haben mehrere Autohersteller die Idee von vollautonomen Autos als zu schwierig abgetan und sich stattdessen auf Fahrerassistenzfunktionen konzentriert.

Google hat seinerseits einen aggressiven Zeitplan für die Kommerzialisierung skizziert, in der Hoffnung, mit den Autoherstellern zusammenzuarbeiten, um dies zu erreichen Veröffentlichung autonomer Fahrzeuge, auf denen Google-Software ausgeführt wird und von Drittanbietern hergestellt wird, vor dem Ende des Jahrzehnt. Tatsächlich beabsichtigt Google, dass diese Fahrzeuge spätestens bis zum auf den Markt kommen 2018. Was steht diesem Ziel also im Weg?

Technologische Herausforderungen

Der Prototyp von Google ist wirklich, wirklich gut – aber er ist nicht perfekt. So funktioniert das Auto jetzt:

Das primäre Sinnesorgan des Roboters ist ein sich drehender LIDAR-Turm auf dem Dach des Autos. Der LIDAR-Turm malt die Welt rund um das Auto mit einem Infrarot-Laserstrahl mit sehr hoher Geschwindigkeit. Durch die Aufzeichnung der Position und Intensität des zurückreflektierten Laserlichts kann ein einfacher Algorithmus für maschinelles Sehen schnell a. berechnen dreidimensionale Karte der Objekte um das Auto herum mehrmals pro Sekunde, wodurch Objekte wie Autos, Fußgänger, Gehwege, und Verkehrskegel.

Das Auto verfügt als sekundärer Sinn über eine Reihe von Kameras, mit denen es zusätzliche Informationen über das Fahrzeug sammelt Umgebung um ihn herum (Identifizieren von Signalen von Radfahrern und anderen Autos und Lesen des Status von Ampeln und Zeichen). Schließlich verfügt das Auto über ein GPS, das ihm auf wenige Meter genau sagt, wo es sich im Weltraum befindet.

Keiner dieser Sinne allein ist gut genug, um das Auto zu steuern, aber durch die Verwendung einer cleveren Software, die diese Datenquellen zusammenführt, kann das Auto intelligente Fahrentscheidungen treffen. Um die Aufgabe zu erleichtern, verwendet Google seit Jahren Streetview-Autos mit LIDAR-Geschütztürmen – Autos, die Sie nicht nur bereitstellen mit schrägen Reisen in die Vergangenheit Mit Google Street View in die Vergangenheit reisenGoogle Street View ist das beste Tool, um in 80 Sekunden um die Welt zu reisen. Mit einem einfachen, aber unterhaltsamen Update von Google Street View können Sie jetzt die Zeit zurückdrehen. Weiterlesen , haben systematisch Straßen auf der ganzen Welt in 3D kartiert.

Alle diese Daten wurden sorgfältig mit Tags versehen, um dem Computer des Autos die Positionen der Ampeln sowie die Geschwindigkeitsbegrenzungen und Fahrspurbezeichnungen für jede Straße mitzuteilen.

Der Roboter kann seine GPS-Position verfeinern, indem er seine aktuellen LIDAR-Daten mit alten 3D-Karten der Straße vergleicht, auf der er sich befindet, um sicherzustellen, dass dies nicht der Fall ist aus der Fahrspur herausdriften (dadurch kann er auch navigieren, wenn kein GPS zur Verfügung steht, z. B. wenn er durch einen Tunnel oder einen Parkplatz fährt Garage). Darüber hinaus kann das Auto auf die Metadaten seiner lokalen Umgebung zugreifen, um Geschwindigkeitsänderungen zu melden und zu wissen, wo es nach Ampeln suchen muss.

Diese Kombination aus Hard- und Software kann viele bemerkenswerte Dinge tun: Sie kann die Bewegungen von Radfahrern und Fußgängern sehen und vorhersagen. Es kann Baukegel und durch Umleitungsschilder blockierte Straßen erkennen und mit Schildern auf die Absichten von Verkehrspolizisten schließen.

Es kann Vier-Wege-Stopps bewältigen, seine Geschwindigkeit auf der Autobahn anpassen, um mit dem Verkehr Schritt zu halten, und sogar sein Fahren so anpassen, dass die Fahrt für seine menschliche Nutzlast angenehm ist. Die Software kennt auch ihre eigenen toten Winkel und verhält sich vorsichtig, wenn sich Querverkehr oder ein Fußgänger darin verstecken könnte.

Es gibt leider auch Einige Dinge, die das Auto nicht kann. Das größte Problem ist das Wetter: Googles Autos wurden größtenteils in Kalifornien getestet. Bei einem größeren Roll-out auf der ganzen Welt müssen autonome Autos mit Sturzfluten, dichtem Nebel und tiefem Schnee problemlos zurechtkommen. Was ein Problem ist, denn all die machen sich ernsthaft mit dem Schwerlaster der Sinne des Roboters herum: dem LIDAR.

Schnee und stehendes Wasser streuen den Laserstrahl, wodurch eine zuverlässige Datenerfassung erschwert wird, und Nebel oder starker Regen können die Sichtweite des LIDAR drastisch verkürzen. Ohne ein zuverlässiges LIDAR liegt der Roboter buchstäblich tot im Wasser.

Die Behebung des Wetterproblems ist noch ein offenes Forschungsgebiet. Wenn wir Glück haben, ist es vielleicht möglich, mithilfe intelligenter Rauschfilteralgorithmen aussagekräftige Daten zu extrahieren wetterbewölktes LIDAR, oder verlagern Sie die Last auf die Kameras, damit der Roboter weiter manövrieren kann, wenn auch wahrscheinlich in einer reduzierte Geschwindigkeit.

Wenn nicht, kann es erforderlich sein, eine neue Reihe von Sensoren (möglicherweise SONAR oder RADAR) hinzuzufügen, um dem Roboter auch bei einem LIDAR-Fehler 3D-Mapping-Funktionen zu ermöglichen. Google arbeitet jedenfalls daran.

Ein tieferes Problem ist jedoch der sogenannte Long Tail. Stellen Sie sich das so vor: Der Großteil des Fahrens, das selbstfahrende Autos ausführen müssen, ist auf der Autobahn. Für einen Roboter ist das Fahren auf der Autobahn einfach. Der nächste Anwendungsfall wäre wahrscheinlich langsames Stadtfahren bei gutem Wetter, was Roboter auch ziemlich gut können.

Obwohl diese wahrscheinlich 90% aller Fahrsituationen darstellen, mit denen die Autos jemals konfrontiert werden, sind sie leider nicht die einzigen beiden Möglichkeiten. Was ist mit Paraden? Was ist mit Krankenwagen? Felsrutschen? Autounfälle? Platte Reifen? Jaywalking-Hunde? Straßenbauarbeiten? Tornados? Von der Polizei angehalten werden?

Der Punkt ist, dass Sie, wenn Sie die Liste der Fälle durchgehen, die das Auto bearbeiten muss, nach Wahrscheinlichkeit sortiert sind finden Sie, dass es eine fast unendliche Anzahl von ihnen gibt, jede mit einem winzigen Stück des Wahrscheinlichkeitskuchens. Sie können das Verhalten nicht für jede Möglichkeit hart codieren.

Sie müssen akzeptieren, dass Ihr Roboterauto irgendwann auf etwas stößt, das Sie nicht geplant haben, und sich falsch verhält. Es könnte sogar dazu führen, dass Menschen getötet werden. Das Beste, was Sie tun können, ist, genügend Fälle abzudecken, damit der Roboter immer noch sicherer ist als ein von Menschenhand gesteuertes Auto.

Im Moment ist das Google-Auto noch nicht weit genug auf dieser Liste, aber es kommt langsam näher, und Google arbeitet an der Entwicklung sicheres Fallback-Verhalten, um sicherzustellen, dass das Auto niemanden aktiv schädigt, selbst bei Softwarefehlern oder unerwartetem Fahren Bedingungen.

Die Methode von Google, diese Fälle aufzubauen, ist clever: Das Unternehmen hat eine Richtlinie, die besagt, dass, wenn das Auto einen Fehler macht oder ein Mensch gezwungen wird, die Kontrolle zu übernehmen, der Vorfall wird protokolliert, und die Software wird überarbeitet, bis sie simulierte Versionen desselben Szenarios bestehen kann. Alle umfangreichen Änderungen an der Software werden anhand dieser Ereignisdatenbank getestet, um sicherzustellen, dass nichts versehentlich beschädigt wurde.

Es gibt auch weichere Einschränkungen – die von den Robotern verwendeten LIDAR-Geschütze kosten derzeit mehr als 30.000 US-Dollar. Die gute Nachricht hier ist, dass dies hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass diese LIDAR-Geschütztürme ein Spezialgegenstand sind, der nur für wenige Anwendungen verwendet wird. Die Massenproduktion wird diese Kosten sicherlich senken.

Wenn darüber hinaus selbstfahrende Autos in das Kabinenmodell übernommen werden (wahrscheinlich von Googles Schützling Uber bereitgestellt), wird das benötigte Verhältnis von Autos zu Autonutzern wahrscheinlich niedrig sein: Personen, die zu ähnlichen Orten fahren, können durch eine zentralisierte Routing-Software gegen reduzierte Gebühren zusammengelegt werden, und die Autos können mehr oder weniger kontinuierlich aufrechterhalten Verwendungszweck. Dies reduziert die Kosten pro Benutzer drastisch, selbst wenn die Autos selbst sehr teuer sind.

Rechtliche Herausforderungen

Selbstfahrende Autos klingen ziemlich nach einer Einkaufsliste mit Dingen, die die Aufsichtsbehörden erschrecken: autonome Roboter mit tödlichem Gewalt, disruptive neue Technologien, mechanisierte Arbeitslosigkeit und große Konzerne, die Millionen von Kameras überall aufstellen Welt.

Roboterautos werden wahrscheinlich Menschen töten (wenn auch mit einer viel geringeren Rate als menschliche Fahrer), sie werden Millionen von Lastwagen verdrängen Fahrer und Hunderttausende von Taxifahrern, und sie werden Google eine enorme Menge an persönlichen Daten über ihre Benutzer. Unnötig zu erwähnen, dass es Widerstand gegen die Legalisierung selbstfahrender Autos geben wird, zumal sie eine umfassende Überarbeitung der bereits bestehenden regulatorischen Infrastruktur erfordern.

Damit selbstfahrende Autos zu einem legalen Bestandteil unseres Lebens werden, müssen wir auf einiges verzichten sehr alte gesetzliche Vorschriften: darunter der Gedanke, dass der Mensch auf dem Fahrersitz eines Autos für seine Aktionen.

Die Staaten, die eine vorläufige Verordnung erlassen haben, um die Erprobung autonomer Fahrzeuge zu ermöglichen (einschließlich Kalifornien und Nevada) haben eine Vielzahl von rechtlichen Abkürzungen verwendet, um die Forschung zu ermöglichen Platz.

In Kalifornien zum Beispiel die Person, die die Fahrt des Autos einleitet, ist rechtlich der Betreiber, auch wenn sie gerade nicht im Auto sitzen. Dies ist eine offensichtlich unzureichende langfristige Antwort, da dies bedeutet, dass (zum Beispiel) der Betreiber könnten mit DUI aufgeladen werden, auch wenn sie sich nicht in der Nähe des Fahrzeugs befanden, das sie währenddessen entsandt haben Trinken.

Kalifornien hofft, dauerhaftere Vorschriften für solche Verbraucherfahrzeuge zu erlassen bis Anfang 2015, aber Consumer Watchdog, eine unabhängige Interessenvertretung, setzt sich dafür ein, die Verordnung um achtzehn Monate zu verschieben, um gründlichere Sicherheitstests zu ermöglichen.

Google hofft, den Gesetzgeber zu ermutigen, die Haftung für die Handlungen des Autos bei den Herstellern der selbstfahrenden Hardware zu übernehmen, die sie sehen als die fairste Art und Weise, die Schuld zu verteilen: Es erscheint albern, wenn das Gesetz einen menschlichen Bediener für ein Verhalten verantwortlich macht, das er nicht kontrollieren kann Über.

Die beteiligten Aufsichtsbehörden zugeben dass die Gesetzgebung für autonome Fahrzeuge ein schwieriges Problem ist:

„Wir sind wirklich gut darin, Fahrer zu lizenzieren und Fahrzeuge und die Autoverkaufsbranche zu regulieren, aber wir haben nicht viel Erfahrung bei der Entwicklung dieser Art von Standards“, sagte Soublet. „Also wenn wir anfangen, uns solchen Dingen zu nähern, müssen wir uns zurückziehen. Wir haben nicht die technischen Möglichkeiten, dies zu tun. Wir müssen das aus regulatorischer Sicht angehen, was wir als Abteilung leisten können.“

Sie sind sich jedoch einig, dass das Feld die Mühe wert ist.

„Es ist ein Thema, das dich anzieht. Es ist unsere Zukunft. Wir finden es sehr spannend, an […] Brian [Soublet] und ich zu arbeiten, wir können nicht glauben, dass wir daran arbeiten. Es ist etwas, das die Art und Weise, wie wir alle leben, verändern wird.“

Eine bundesstaatliche Regulierung ist in Arbeit, wird aber möglicherweise erst in mehreren Jahren eintreffen. Die National Highway Traffic Safety Administration veröffentlichte eine vorläufige Stellungnahme zu diesem Thema, in der sie ihre Begeisterung für die Aussicht auf vollautonome Fahrzeuge zum Ausdruck brachte.

„Amerika steht an einem historischen Wendepunkt für Autoreisen. Kraftfahrzeuge und die Beziehungen der Fahrer zu ihnen werden sich in den nächsten zehn bis zwanzig Jahren wahrscheinlich deutlich verändern, vielleicht mehr als in den letzten hundert Jahren.“

Allerdings scheint auch die NHTSA nicht darauf vorbereitet, in absehbarer Zeit eine klare Regelung zu erlassen, und plant, diese Regulierungsfragen größtenteils in den Händen der einzelnen Staaten zu belassen, was die Möglichkeit aufwirft, dass schlecht regulierte Staaten „tote Zonen“ sind, die autonome Autos auf Überlandfahrten vermeiden müssen. Hier beginnt die gute Nachricht. Die hoffnungsvolle Mutter dieser Maschinen ist Google, das zufällig auch einer der größten Lobby-Monster in den Vereinigten Staaten ist (es belegt den achten Platz und schlägt Boeing und Lockheed Martin). Google ist gut vorbereitet, die Regulierung in eine für die Zukunft autonomer Fahrzeuge verträgliche Form zu bringen.

Die Straße entlang

Wenn es eine einfache Botschaft aus der aktuellen Situation gibt, dann diese: Die Herausforderungen, die es noch zu lösen gilt, bevor autonome Fahrzeuge zum Mainstream werden können, sind schwierig und beträchtlich. Die technische und rechtliche Infrastruktur ist derzeit nicht vorhanden, damit diese Fahrzeuge ihr Potenzial wirklich ausschöpfen können. Diese Probleme sind jedoch auch gut definiert, lösbar und werden von einigen der klügsten Menschen der Welt untersucht.

Es besteht eine sehr gute Chance, dass die Technologie zumindest bis zum vorläufigen Datum 2018 von Google in Testmärkten wie Kalifornien und Nevada eingesetzt werden kann. Es besteht eine noch größere Chance, dass die Technologie in zehn Jahren die Art und Weise, wie fast jeder auf der Erde lebt, radikal verändert hat.

Diese Veränderungen reichen von der Autokultur (das Ende des Autobesitzes als Übergangsritus für Erwachsene), der Art und Weise, wie Menschen arbeiten und Kontakte knüpfen, und der Art und Weise, wie wir unsere Städte gestalten. Wenn diese Herausforderungen gemeistert werden können, wird dies die bedeutendste Veränderung im Transportwesen seit der Erfindung des Automobils sein.

Feature-Bild: „Der Liebeskäfer“, von JD Hancock
Bilder: „Google selbstfahrendes Auto im Computer History Museum“, von Don DeBold, “Selbstfahrendes Auto von Google“, von Roman Boed, “Selbstfahrendes Auto von Toyota“, David Berkowitz, “Velodyne High-Def LIDAR“, Steve Jurvetson