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

Ser capaz de ir e voltar do trabalho enquanto dorme, come ou alcança seus blogs favoritos é um conceito que é igualmente atraente e aparentemente distante e futurista demais para acontecer.

Ser capaz de ir e voltar do trabalho enquanto dorme, come ou alcança seus blogs favoritos é um conceito que é igualmente atraente e aparentemente distante e futurista demais para acontecer.
Propaganda

Ser capaz de ir e voltar do trabalho enquanto dorme, come, joga Trivia Crack ou se atualiza em seus blogs favoritos no Feedly é um conceito que é 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 nos perguntávamos sobre as possibilidades de um carro que realmente não tinha necessidade de fazermos nada além de ligá-lo. Este mesmo carro não teria que se preocupar com acidentes, distração ou dirigir sob a influência enquanto fazia milhares - ou mesmo 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 escrevem e podem pensar mais rápido. ”

Embora não seja um único piloto argumentaria que não há alguns motoristas ruins na estrada, quão seguro é o Google Car Os efeitos chocantes do Google Driverless [INFOGRPHIC] Os efeitos chocantes do Google Driverless [ INFOGRÁFICO] O futuro está mais próximo do que você imagina. Graças ao departamento de pesquisa secreta do Google, o Google X, os carros sem motorista são agora uma realidade e poderiam estar atingindo o mainstream em um futuro não muito distante .... Leia mais?

Jurvetson_Google_driverless_car_trimmed

Bem, em um total de 700.000 milhas de estrada registradas, o Google Car sofreu exatamente dois acidentes, dos quais nenhum dos dois poderia ser responsabilizado pelo carro. O primeiro aconteceu quando um motorista humano fez uma traseira com o carro autônomo, e o segundo ocorreu enquanto um humano estava dirigindo o Google Car em um teste. Em contraste, há uma fatalidade para cada 1, 7 milhão de milhas conduzidas no Reino Unido e uma morte por 1, 13 milhões de milhas nos Estados Unidos (dados de 2009). Enquanto o Google Cars ainda precisa registrar tantas milhas, a taxa de acidentes por quilômetro percorrido é decididamente menor que a dos carros operados por humanos.

A tecnologia por trás do carro autônomo do Google

A coisa mais promissora sobre os carros sem motorista do Google é que a maior parte da tecnologia está sendo usada na estrada O carro do amanhã - hoje: as principais ferramentas para colocar um computador no carro O carro do amanhã - hoje: as principais ferramentas para colocar um computador Em seu carro Está se tornando um passatempo cada vez mais popular para adicionar um novo elemento aos carros, um novo centro de entretenimento, GPS e comunicações. O carputer parece ter sido inspirado em parte por programas de TV como ... Read More, e em outras aplicações. Isso significa que a tecnologia que mantém os passageiros seguros não é nova ou não foi testada, e fora de seus softwares e algoritmos proprietários, os carros do Google apresentam muitos hardwares testados e seguros.

Vamos dar uma olhada em algumas delas.

LIDAR

Laser Lightning Detecting and Ranging - ou LIDAR - é usado para construir um mapa 3D e permitir que o carro “veja” perigos potenciais, saltando um feixe de laser das superfícies ao redor do carro para determinar com precisão a distância e o perfil daquele objeto. . O Google Car usa um Velodyne de 64 feixes de laser para dar ao processador integrado uma visão de 360 ​​graus, montando a unidade LIDAR na parte superior do carro (para visualização desobstruída) e permitindo que ele gire em um carro personalizado. base.

LIDAR

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 onde as quatro unidades de radar montadas no pára-choques pegam a folga. Com dois sensores no pára-choque dianteiro, e dois na parte traseira, as unidades de radar permitem que o carro evite o impacto enviando um sinal ao processador de bordo para aplicar 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, a fim de enviar sinais precisos para a unidade de processamento (o cérebro) do veículo, a fim de tomar melhores decisões sobre como evitar acidentes potenciais.

Câmeras de alta potência

A tecnologia da câmera real Como funciona uma câmera digital? [Tecnologia Explained] Como funciona uma câmera digital? [Technology Explained] Leia mais e configuração em cada carro sem motorista varia, mas um protótipo usa câmeras montadas no exterior com ligeira separação, a fim de dar uma visão sobreposta do entorno 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 tudo o mais no carro, elas são tecnologia redundante que permitiria que o carro funcionasse mesmo se não funcionasse corretamente.

Sonar

Mais uma vez, cada protótipo de carro construído pelo Google é um pouco diferente, mas alguns deles testaram a tecnologia avançada de sonar. As limitações do sonar são seu estreito campo de visão 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 cruze dados de outros sistemas em tempo real para aplicar os freios, tensionar os cintos de segurança antes do impacto ou desviar para evitar obstáculos.

Posicionamento

google-map-denmark

Um carro sem volante, sem freio e sem acelerador seria essencialmente inútil sem sistemas avançados de posicionamento para rastrear seu curso e traçar uma rota apropriada até o seu destino. Para este desafio, o Google usa seu próprio sistema de mapas Como o Google Maps funciona? 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? Leia mais, bem como satélites de GPS, unidades de medição inercial e um codificador de roda para determinar a velocidade real. O sistema trabalha em conjunto com as câmeras on-board para processar informações do mundo real, bem como dados de GPS e velocidade de condução para determinar com precisão a posição exata de cada veículo, até alguns centímetros enquanto faz correções inteligentes para coisas como tráfego, estrada construção 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 falarão um dia uns com os outros Como os carros conversarão um dia entre si O transporte de amanhã não se refere apenas ao carro autônomo. O futuro verá redes de carros trabalhando juntas para manter os passageiros seguros e entregá-los aos seus destinos de forma eficiente. Leia mais, pedestres e objetos ao seu redor. Enquanto alguns dados são codificados no carro, como parar em luzes vermelhas, outras respostas são aprendidas com base em experiências de condução anteriores. Cada milha dirigida em cada carro é registrada, e esses dados são processados ​​na tentativa de encontrar soluções para cada situação aplicável.

O algoritmo de aprendizado processa os dados não apenas do carro em que você está, mas dos outros, a fim de encontrar uma resposta apropriada para cada possível problema. As dinâmicas comportamentais também são mapeadas e esses dados são usados ​​para ajudar a reconhecer situações antes que elas aconteçam, da mesma forma que um driver humano. Por exemplo, os carros são inteligentes o suficiente para reconhecer - e se adaptar a - situações como:

  • Um veículo em movimento lento na linha da direita sugere uma probabilidade maior de que o carro que o segue tente passar.
  • Um buraco de pote ou item estrangeiro na rua mostra uma probabilidade maior de um motorista desviar para evitá-lo.
  • O congestionamento na faixa da esquerda significa que os condutores estão mais propensos a tentar entrar na faixa da direita.

Grandes Obstáculos Enfrentam o Projeto Antes da Adoção Ampla

Embora a tecnologia no programa de carros autônomos do Google seja incrível, isso não significa que não haja problemas significativos que ainda precisam ser resolvidos antes de chegarmos a um futuro dominado por carros autônomos. Para um mundo cheio de carros sem motorista Aqui está como nós vamos chegar a um mundo cheio de carros sem motorista A direção é uma tarefa tediosa, perigosa e exigente. Poderia um dia ser automatizado pela tecnologia de carros sem motorista do Google? Consulte Mais informação .

Tecnologia

Antes de abordar quaisquer outros problemas enfrentados pelo carro autônomo, é importante observar que a tecnologia ainda é a maior barreira que separa os carros sem motoristas 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 como os que você vê na unidade GPS ou no Google Maps. Cada mapa é altamente detalhado até a altura das calçadas e as dimensões da pista em que o carro está atualmente viajando.

O problema com este 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 lhe dar uma ideia de escala, existem mais de 170.000 milhas de estrada apenas 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 é em grande parte devido ao fato de que os carros "trapaceiam" na maneira como respondem a seu 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 ambientes mapeados. É claro, esse é um problema que poderia - em algum momento - corrigir-se até certo ponto, já que cada carro do Google na estrada não está apenas dirigindo, mas também ajudando a criar mapas 3D para outros carros autônomos ao mapear dados.

Problemas adicionais relacionados à tecnologia são:

  • Até agora, o carro tem problemas que impedem a condução de neve, gelo ou chuva forte.
  • Não é possível dizer a cor dos semáforos quando os sensores estão cegos pelo sol ou pelo clarão.
  • Sensores detectam objetos como formas pixeladas, então, hipoteticamente, o carro responderia da mesma maneira - ao desviar - ao perder uma criança na estrada, ou a um jornal que estava flutuando.

semáforo

Regulamentação Governamental

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

“A lei que foi aprovada há quase um ano e meio deixou bem claro que a operação de veículos sem condutor foi permitida na Califórnia e, em geral, acreditamos que isso seja verdade em grande parte dos EUA”.

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

Os consumidores até querem isso?

Embora tenha havido muita agitação sobre a tecnologia de alguns, outros descartaram a idéia inteiramente devido a preocupações com a segurança, ou a falta de vontade de desistir do controle da roda. Enquanto alguns talvez nunca adotem a tecnologia, os Hackers REALMENTE podem assumir o seu carro? Hackers podem realmente assumir seu carro? Leia mais, é seguro dizer que algum segmento da população de consumidores estaria interessado em assumir dois fatores principais: segurança e preços.

Enquanto as preocupações de segurança ainda estão sendo trabalhadas, o carro parece ter um registro de segurança notável a este ponto. Um dilema filosófico foi levantado que é bastante interessante embora; como o carro responderá aos chamados "problemas de trole"? Os problemas de trolley são o termo filosófico usado para descrever questões que surgem onde não há resposta correta. Por exemplo, um carro do Google precisa desviar-se para evitar uma criança, mas ao fazê-lo 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 empolgante e a adoção da tecnologia tem outras aplicações práticas. Por exemplo, um carro que não precisa de um motorista também não precisa de um passageiro. Isso permitiria que seu carro deixasse os pacotes sem você, desse uma carona aos seus amigos para casa (e depois voltasse para sua garagem), ou encontraria seu próprio estacionamento depois de deixá-lo em algum lugar.

Na verdade, a idéia mais excitante de todas pode ser o fato de que isso poderia tornar a noção de “possuir” um carro obsoleto. Esses carros poderiam, hipoteticamente, ser deixados em qualquer lugar e servir como um tipo de táxi para comunidades inteiras sem ter que comprar e manter o carro por conta própria.

Os carros sem motorista são uma ideia interessante para o futuro do transporte, mas até que o Google resolva os desafios tecnológicos e prove que esses carros são de fato mais seguros do que o motorista médio, eles permanecerão apenas isso, uma ideia. Eu, no entanto, estou confiante de que o Google resolverá as dificuldades e que essa tecnologia terá um enorme impacto no futuro do transporte. Como os carros autônomos mudarão o transporte para sempre Como os carros autônomos mudarão o transporte para sempre 2015, a questão não é mais se os carros autônomos substituirão carros movidos manualmente, mas com que rapidez eles assumirão o controle. Consulte Mais informação .

Você compraria um carro autônomo?

Créditos da imagem: Velodyne High-Def LIDAR de Steve Jurvetson, Hoje-taastrup Kommune por Comrade Foot, Traffic Lights de MiloszB, todos via Flickr

In this article