Como funcionam os carros autônomos: as porcas e os parafusos por trás do programa de carros autônomos do Google

Propaganda

Ser capaz de ir e vir para o trabalho enquanto dorme, come, joga Trivia Crack ou atualiza seu blogs favoritos no Feedly é um conceito igualmente atraente e aparentemente distante e futurista demais para realmente acontecer.

Quando o Google anunciou seu projeto de carro autônomo em 2008, as visões do Minority Report começaram a girar em nossas cabeças enquanto pensávamos nas possibilidades de um carro que realmente não precisava fazer nada além de ligá-lo em. Esse mesmo carro não precisaria se preocupar com acidentes, distração ou dirigir sob a influência enquanto fazia milhares - ou até milhões - de cálculos de fração de segundo para manter sua segurança.

Você vê, como se vê, os seres humanos são notavelmente ruins em dirigir. De acordo com Joshua Schank, do Eno Center for Transportation:

“As pessoas não são ótimas em dirigir - 30.000 pessoas morrem em acidentes de carro a cada ano (nos Estados Unidos). As máquinas podem ser muito melhores que os humanos quando se trata de dirigir; eles não bebem ou mandam mensagens de texto e podem pensar mais rápido ".

Embora nem um único motorista argumentasse que não há motoristas realmente ruins na estrada, apenas quão seguro é o carro do Google Os efeitos chocantes do carro sem motorista do Google [INFOGRAPHIC]O futuro está mais próximo do que você imagina. Graças ao departamento de pesquisa secreto do Google, o Google X, os carros sem motorista agora são uma realidade e podem estar atingindo o mainstream em um futuro não muito distante ... consulte Mais informação ?

Bem, em um total de 700.000 milhas rodadas registradas, o Google Car sofreu exatamente dois acidentes, dos quais nenhum deles pôde ser responsabilizado. O primeiro, aconteceu quando um motorista humano retrocedeu o carro autônomo e o segundo ocorreu enquanto um humano dirigia o Google Car em um teste. Por outro lado, existe uma fatalidade para cada 1,7 milhão de milhas percorridas no Reino Unido e uma morte por 1,13 milhão de milhas nos Estados Unidos (dados de 2009). Enquanto o Google Cars ainda não registrou tantas milhas, a taxa de acidentes por milha percorrida é decididamente menor do que os carros operados por seres humanos.

A tecnologia por trás do carro autônomo do Google

O promissor dos carros sem motorista do Google é que a maior parte da tecnologia está sendo usada atualmente na estrada O carro do amanhã - hoje: as melhores ferramentas para colocar um computador no seu carroEstá se tornando um passatempo cada vez mais popular adicionar um novo elemento aos carros, um novo centro de entretenimento, GPS e comunicações. O computador parece ter sido inspirado em parte por programas de TV como ... consulte Mais informação e em outros aplicativos. Isso significa que a tecnologia que mantém os passageiros em segurança não é nova ou não foi testada e, fora dos softwares e algoritmos proprietários, os carros do Google apresentam muitos hardwares testados e seguros.

Vamos dar uma olhada em algumas delas.

LIDAR

A detecção e o alcance da iluminação a laser - ou LIDAR - são usados ​​para construir um mapa 3D e permitir que o carro “veja” os perigos potenciais, rebater um feixe de laser das superfícies ao redor do carro para determinar com precisão a distância e o perfil objeto. O Google Car usa um laser Velodyne de 64 feixes para fornecer ao processador de bordo uma visão de 360 ​​graus montar a unidade LIDAR na parte superior do carro (para visualização desobstruída) e permitir que ela gire em um base personalizada.

Radar

Embora o LIDAR seja ótimo para mapear com precisão os arredores, sua única falha fatal é a capacidade de monitorar com precisão a velocidade dos veículos ao redor em tempo real. É aqui que as quatro unidades de radar montadas no pára-choques recebem a folga. Com dois sensores no para-choque dianteiro e dois na traseira, as unidades de radar permitem que o carro evite impactos enviando um sinal ao processador de bordo para acionar os freios ou sair do caminho quando aplicável. Essa tecnologia funciona em conjunto com outros recursos do carro, como unidades de medição inercial, giroscópios e um codificador de roda para enviar sinais precisos para a unidade de processamento (o cérebro) do veículo, a fim de tomar melhores decisões sobre como evitar possíveis acidentes.

Câmeras de alta potência

O real tecnologia de câmera Como funciona uma câmera digital? [Tecnologia explicada] consulte Mais informação e a configuração em cada carro sem motorista varia, mas um protótipo usa câmeras montadas no exterior com uma ligeira separação, a fim de fornecer uma visão sobreposta dos arredores do carro. Essa tecnologia não é diferente do olho humano, que fornece imagens sobrepostas ao cérebro antes de determinar coisas como profundidade de campo, movimento periférico e dimensionalidade dos objetos.

Cada câmera possui um campo de visão de 50 graus e tem precisão de cerca de 30 metros. As câmeras em si são bastante úteis, mas, como todas as outras coisas no carro, são uma tecnologia redundante que permite que o carro funcione mesmo que funcione mal.

Sonar

Novamente, cada protótipo de carro fabricado pelo Google é um pouco diferente, mas alguns dos testados possuem tecnologia avançada de sonar. As limitações do sonar são seu campo de visão estreito e seu alcance efetivo relativamente curto (cerca de 6 metros). No entanto, a inclusão fornece ainda outro sistema redundante que permite que o carro efetivamente faça referência cruzada de dados de outros sistemas em tempo real para aplicar os freios, os cintos de segurança antes da tensão para obter impacto ou desviar para evitar obstáculos.

Posicionamento

Um carro sem volante, sem freios e sem acelerador seria essencialmente inútil sem sistemas avançados de posicionamento para rastrear seu percurso e traçar uma rota apropriada para seu destino. Para esse desafio, o Google usa seus próprios sistema de mapas Como o Google Maps funciona?O Google Maps é usado por milhões de pessoas todos os dias e você pode ser um deles, mas como ele realmente funciona e como o Google mantém sua precisão tão bem? consulte Mais informação , bem como satélites GPS, unidades de medição inercial e um codificador de roda para determinar a velocidade real. O sistema trabalha em conjunto com as câmeras de bordo para processar informações do mundo real, dados de GPS e velocidade de condução para determinar com precisão o posição precisa de cada veículo, até alguns centímetros, enquanto faz correções inteligentes para coisas como tráfego, construção de estradas e acidentes.

Software sofisticado

O software processa todos os dados em tempo real, além de modelar a dinâmica comportamental de outros motoristas Como os carros um dia conversarão entre siO transporte de amanhã não é apenas sobre o carro autônomo. O futuro verá redes de carros trabalhando juntos para manter os passageiros em segurança e entregá-los em seus destinos com eficiência. consulte Mais informação , pedestres e objetos ao seu redor. Enquanto alguns dados são codificados no carro, como parar no sinal vermelho, outras respostas são aprendidas com base nas experiências de condução anteriores. Cada milha percorrida em cada carro é registrada e esses dados são processados ​​na tentativa de encontrar soluções para todas as situações aplicáveis.

O algoritmo de aprendizado processa os dados não apenas do carro em que você está dirigindo, mas de outros, a fim de encontrar uma resposta apropriada para cada possível problema. A dinâmica comportamental também é mapeada e esses dados são usados ​​para ajudar a reconhecer situações antes que elas aconteçam, como um motorista humano. Por exemplo, os carros são inteligentes o suficiente para reconhecer - e se adaptar a - situações como:

• Um veículo em movimento lento na linha direita sugere uma probabilidade mais alta de que o carro que o segue tentará passar.
• Um buraco no vaso ou um item estranho na rua mostra uma maior probabilidade de um motorista desviar para evitá-lo.
• O congestionamento na faixa esquerda significa que é mais provável que os motoristas tentem entrar na faixa direita.

Principais obstáculos que o projeto enfrenta antes da ampla adoção

Embora a tecnologia no programa de carros autônomos do Google seja incrível, isso não significa que não há problemas significativos que ainda precisam ser resolvidos antes de chegarmos a um futuro dominado por carros autônomos Veja como chegaremos a um mundo cheio de carros sem motoristaDirigir é uma tarefa tediosa, perigosa e exigente. Um dia, poderia ser automatizado pela tecnologia de carros sem motorista do Google? consulte Mais informação .

Tecnologia

Antes de abordar outros problemas que o carro autônomo enfrenta, é importante observar que a tecnologia ainda é a maior barreira que separa os carros sem motorista do mercado consumidor.

Um desses problemas que o Google enfrenta é a adaptabilidade do sistema de mapeamento. Os mapas usados ​​por esses carros não são os que você vê na sua unidade GPS ou no Google Maps. Cada mapa é altamente detalhado até a altura do meio-fio e as dimensões da faixa na qual o carro está viajando.

O problema com esse nível de detalhe é a enormidade de mapear todo o país - ou o mundo. Atualmente, o Google mapeou aproximadamente 2.000 milhas de estrada para o carro sem motorista operar. Para se ter uma idéia da escala, existem mais de 170.000 milhas de estrada somente na Califórnia e mais de 4 milhões de milhas de estrada pública nos Estados Unidos.

A razão pela qual os carros tiveram um desempenho tão bom em seu teste inicial de 700.000 milhas deve-se, em grande parte, ao fato de os carros "trapacearem" da maneira como respondem ao ambiente. Ou seja, cada carro não está tomando decisões em tempo real sobre como responder a estímulos externos, e o Google não testou a capacidade do carro de responder a situações fora desses mapeados ambientes. Obviamente, esse é um problema que pode - em algum momento - se corrigir até certo ponto, já que cada carro do Google na estrada, não é apenas dirigir, também ajuda a criar mapas 3D para outros carros autônomos com gráficos dados.

Problemas adicionais relacionados à tecnologia são:

• Até agora, o carro tem problemas que o impediriam de dirigir na neve, gelo ou chuva forte.
• Não é possível distinguir a cor dos semáforos quando os sensores estão cegos pelo sol ou pelo brilho.
• Os sensores detectam objetos como formas pixeladas; portanto, hipoteticamente, o carro responderia da mesma maneira - desviando - a falta de uma criança na estrada ou de um jornal que passava flutuando.

Regulamento do governo

Pela letra da lei, pelo menos no estado de origem do Google HQ (Califórnia), os carros autônomos são atualmente legais. Chris Urmson, chefe do projeto de carro autônomo do Google, diz:

“A lei aprovada há quase um ano e meio deixou bem claro que efetivamente sem motorista a operação de veículos era permitida na Califórnia e, em geral, acreditamos que isso seja verdade em grande parte dos NOS."

Dito isso, não tenho certeza se muitos governos imaginaram um futuro com carros sem motorista ao aprovar suas leis e regulamentos de trânsito atuais. É improvável supor que o governo não intervenha em algum momento e faça sua própria investigação quanto à praticidade e segurança de veículos autônomos Carros autônomos: os robôs são bons para o meio ambiente?A maneira como usamos carros vai mudar. Essas mudanças serão amplas, mas uma área que não foi investigada com tantos detalhes: o impacto no meio ambiente. consulte Mais informação .

Os consumidores querem isso?

Embora tenha havido um entusiasmo generalizado sobre a tecnologia de alguns, outros rejeitaram a idéia inteiramente devido a preocupações de segurança ou a falta de vontade de abrir mão do controle da roda. Embora alguns possam nunca abraçar a tecnologia Os hackers podem realmente assumir o controle do seu carro? consulte Mais informação , é seguro dizer que algum segmento da população de consumidores estaria interessado, assumindo que dois fatores principais sejam abordados: segurança e preço.

Enquanto as preocupações de segurança ainda estão sendo resolvidas, o carro parece ter um registro de segurança notável até este ponto. Um dilema filosófico foi levantado que é bastante interessante; como o carro responderá aos chamados "problemas com o carrinho"? Problemas no carrinho são o termo filosófico usado para descrever problemas que surgem onde não há resposta correta. Por exemplo, um carro do Google precisa desviar para evitar um filho, mas isso afetaria a mãe ou um grupo de crianças do outro lado da estrada; O que isso faz?

Então o que vem depois?

No geral, é uma ideia interessante e a adoção da tecnologia tem outras aplicações práticas. Por exemplo, um carro que não precisa de motorista, também não precisa de um passageiro. Isso permitiria que seu carro entregasse pacotes sem você, levasse uma carona para casa dos amigos (e depois retornasse à sua garagem) ou encontrasse seu próprio local de estacionamento depois de deixá-lo em algum lugar.

De fato, a idéia mais interessante de todas pode ser o fato de que isso poderia tornar obsoleta a noção de "possuir" um carro. Hipoteticamente, esses carros podem ser deixados em qualquer lugar e servem como uma espécie de táxi para comunidades inteiras sem precisar comprar e manter o carro.

Carros sem motorista são uma ideia interessante para o futuro do transporte, mas até o Google abordar o problema tecnológico desafios e provar que esses carros são realmente mais seguros que um motorista comum, eles permanecerão exatamente isso, um idéia. No entanto, estou confiante de que o Google resolverá o problema e que essa tecnologia terá um enorme impacto no futuro do transporte Como os carros autônomos mudarão o transporte para sempreÀ medida que avançamos para 2015, a questão não é mais se carros autônomos substituirão carros movidos manualmente, mas com que rapidez eles assumirão o controle. consulte Mais informação .

Você compraria um carro autônomo?

Créditos de imagem: Velodyne High-Def LIDAR por Steve Jurvetson, Hoje-taastrup Kommune camarada Foot, semáforos MiloszB, todos via Flickr