Kierowca w bagażniku

Siedząc za kierownicą i pędząc po autostradzie, będziesz mógł czytać książkę, bezkarnie gadać przez komórkę, a nawet sączyć piwo. O ile w ogóle w twoim samochodzie będzie kierownica, bo tak naprawdę kierować będzie komputer.

Środek kalifornijskiej pustyni Mojave, kilkaset osób wiwatuje na cześć Juniora – głośno trąbiącego VW Passata, który powoli przetacza się przez parking. Auto właśnie zakończyło konkurencję, w której musiało przejechać przez miasto, obserwować ruch uliczny i wreszcie zaparkować. Każdy początkujący kierowca stawiany jest przed tego typu zadaniami i większość radzi sobie z nimi bez trudu. Mimo to obserwatorzy są bardzo podekscytowani. A to dlatego, że Junior był na drodze całkiem sam – niezależny, kontrolowany przez inteligentną technologię. W skrócie: Junior jeździ bez kierowcy!

Zaawansowany technicznie passat miał dziesięciu innych, równie samodzielnych konkurentów. Wszyscy oni są uczestnikami DARPA Urban Challenge (ang. Miejskie Wyzwanie DARPA), zawodów zorganizowanych przez komórkę armii Stanów Zjednoczonych zajmującą się rozwojem nowych technologii. Zgodnie z założeniami Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych do 2015 roku co trzeci pojazd wojskowy powinien być zdolny do bezzałogowego przemieszczania się po polu walki. W związku z tym DARPA promuje projekty badawcze prowadzone na uniwersytetach na całym świecie związane z konstruowaniem samobieżnych pojazdów. Wybrane zespoły uniwersyteckie wzięły udział w wyścigu samochodowym, by pokazać swoje osiągnięcia. Na zwycięzcę czekało 2 miliony dolarów nagrody.

Wyścig w sztucznym miasteczku to nie pierwsza impreza tego typu. W 2004 roku odbyły się zawody „DARPA Grand Challenge” (ang. Wielkie Wyzwanie DARPA). Wówczas 100 zespołów walczyło o nagrodę w postaci miliona dolarów. Trasa miała długość 240 kilometrów i biegła przez pustynię w Newadzie. Nikt nie zainkasował pieniędzy, bowiem najlepszy samochód pokonał samodzielnie zaledwie… 12 km, po czym utknął w piachu. W kolejnej edycji wyścigu, w 2005 roku było już zdecydowanie lepiej. Pustynię pokonały trzy pojazdy, a nagrodę – 2 mln dolarów – otrzymał zespół z  Uniwersytetu Stanforda (Kalifornia, USA), który do konkurencji wystawił zmodyfikowanego Volkswagena Touarega.

W przypadku DARPA Urban Challenge nie chodziło już wyłącznie o pokonanie wyznaczonej trasy. Pojazdy musiały wykazać się możliwościami samobieżnej jazdy w miejskim ruchu ulicznym. Oczywiście nie odbywało się to na normalnych ulicach. Za miasteczko posłużyła baza amerykańskich sił powietrznych, która dzisiaj wykorzystywana jest jako ćwiczebne pole bitwy. Po ulicach tego niby-miasteczka jeździło w kółko 50 samochodów przeszkód. Prowadzili je profesjonalni kierowcy testowi, których przed ewentualnymi obrażeniami chroniły zabezpieczenia stosowane w samochodach rajdowych. Zadaniem kierowców było aranżowanie sytuacji, które mogłyby wydarzyć się na prawdziwej ulicy – w celu przetestowania samochodów-robotów.

Komputery na kółkach
Kierowca siedzi w bagażniku

Na linii startowej stanęło kilka samochodów, które świetnie nadawałyby się na niedzielny wypad z całą rodziną nad jezioro. Znacznie wyróżniała się na tym tle żwawa, żółta, 13-tonowa ciężarówka. Wszystkie samochody miały jedną wspólną cechę – były naszpikowane elektroniką. W bagażnikach, na tylnych siedzeniach i częściowo także na przednim siedzeniu pasażera znajdowały się przeróżne komputery i zwoje kabli. Na dachu, na zderzakach z przodu i z tyłu oraz na bokach pojazdów umieszczono czujniki, które za pomocą radarów promieni laserowych skanują otoczenie i przesyłają uzyskane informacje do komputera sterującego, zazwyczaj umieszczonego w bagażniku. Przetwarza on wszystkie dane w czasie rzeczywistym i decyduje, czy pojazd powinien dodać gazu, czy przyhamować, jechać prosto, czy skręcić, przejechać przez skrzyżowanie, czy się zatrzymać.

Zespoły konstruktorów poświęciły na stworzenie odpowiedniego oprogramowania sterującego tą ogromną ilością sprzętu równie wiele czasu co na zbudowanie samych pojazdów. „To, co wygląda na wyścig samochodów, tak naprawdę jest wyścigiem programistów. Oprogramowanie sterujące nie tylko musi uwzględniać niezliczone przypadki, ale być przy tym całkowicie bezbłędne i stabilne” – podkreśla dr Sebastian Thrun, dyrektor Stanford Racing Team. Wykorzystany przez zespół Stanforda sprzęt komputerowy to dwa typowe pecety oparte na procesorach Core 2 Duo, standardowy osprzęt sieciowy, kilka urządzeń sterujących czujnikami i dodatkowa bateria. To wyjątkowo ascetyczny zestaw, który nie tylko zmieścił się w bagażniku, ale nawet zostawił w nim jeszcze trochę miejsca.

Inne zespoły reprezentują odmienne podejście do tematu. Na przykład Chevrolet Tahoe, nazywany Bossem, to prawdziwe centrum komputerowe na kołach. Pojazd stworzony przez Tartan Racing Team jest aż po dach  załadowany 800 kilogramami sprzętu – potrzebował dodatkowej klimatyzacji, aby nawet w gorącym kalifornijskim słońcu jego wnętrze było chłodne. Dziesięć serwerów na pełnych obrotach przetwarza dane na potrzeby tego SUV-a. „Boss tworzy symulacje tysięcy możliwych zdarzeń, jakie mogą mieć miejsce w danej sytuacji, i kiedy zachodzi taka potrzeba, natychmiast podejmuje właściwą decyzję” – tłumaczy dr William Whittaker, dyrektor Tartan Racing. To cała fura danych. „Na koniec wyścigu takiego jak ten analizujemy około pół terabajta danych. Umieszczony na dachu samochodu specjalny radar, będący połączeniem lasera i teleskopu, przesyła do tych dziesięciu serwerów w bagażniku 40 megabitów danych na sekundę. Niektóre zespoły pamiętały także, by zadbać o urodę swoich konstrukcji. Na przykład zespół Insight Racing umieścił w sportowym Lotusie dziesięć połączonych ze sobą Maców mini. Lotus odpadł jednak w półfinałach.

Podczas ostatniej sesji treningowej, na dzień przed wyścigiem, finaliści zrozumieli, że ich wyszukany sprzęt i dopieszczone oprogramowanie nie stanowią gwarancji sukcesu. Kiedy pojazdy po raz pierwszy stanęły obok siebie w swoich boksach, dało się wyczuć nerwowe drgania. Powód? Systemy radarowe i laserowe robotów kłóciły się ze sobą. Problem w pewnym stopniu został rozwiązany, kiedy organizatorzy wyścigu zdecydowali, że na linii startowej w jednym czasie mogą znajdować się tylko trzy pojazdy, które muszą zachować od siebie odpowiednio duży odstęp. Ale nerwowość, zamiast się zmniejszyć, jeszcze bardziej wzrosła. Zaczął bowiem wiać wiatr, który wzbijał w powietrze tumany pustynnego kurzu. Konstruktorzy nie mieli pewności, czy takie warunki nie zakłócą działania czujników.

Przycisk bezpieczeństwa
Wypadek robotów

Wkrótce jednak wiatr się uspokoił i taki pozostał przez cały wyścig. W powietrzu słychać było tylko nieustanne trąbienie pojazdów-robotów. Hałas ten towarzyszył uruchamianiu maszyn, bowiem w momencie przełączania się w tryb automatyczny wydają one głośny dźwięk ostrzegawczy. To obowiązkowy wymóg bezpieczeństwa postawiony przez organizatorów. Od tego momentu orientowały się już same, bazując na przekazanych im na pendrive’ach plikach nawigacyjnych

w detalach opisujących dany obszar i na pliku z wyznaczoną trasą. Następnie każdy samochód ruszał w „miasto”. Na wszelki wypadek za każdym pojazdem z komputerowym kierowcą jechał samochód bezpieczeństwa, w którym siedział przedstawiciel danego zespołu konstruktorów z pilotem pozwalającym wyłączyć robota, gdyby ten zagroził bezpieczeństwu testowych kierowców symulujących ruch.

Te środki bezpieczeństwa okazały się niezbędne. Gdyby nie przycisk bezpieczeństwa, nic nie powstrzymałoby wielkiej ciężarówki TerraMax od zburzenia ściany budynku. Inny przykład: VW Passat zespołu Carolo z Politechniki Braunschweig przejechał przez zakręt na wprost i zatrzymał się dopiero przed bramą garażu. Nieopodal w tym samym czasie miał miejsce pierwszy w historii wypadek samochodowy robotów – dwa bezzałogowe pojazdy zderzyły się przy wjeździe na rondo.

Z wojska do cywila
Mniej ofiar na drogach

Podczas DARPA Urban Challenge trudno odnieść wrażenie, że tak naprawdę są to ćwiczenia wojskowe. Uniwersyteckie zespoły mają za sponsorów wielkie koncerny. Na samochodach umieszczono logo takich firm jak: VW, GM czy Google. Szczególnie zadowolony z tej rywalizacji jest Intel, którego procesory znajdują się w niemal każdym z pojazdów. „To prawdziwe laboratorium na ulicy, a zarazem świetny przykład wykorzystania procesorów wielordzeniowych, gdyż równolegle trzeba analizować różne dane” – ocenia Jerry Bautista, szef działu technologicznego w Intelu. Producenci samochodów chcą wykorzystać testowane technologie do poprawy swoich systemów bezpieczeństwa. Niewykluczone więc, że dziś futurystycznie wyglądające rozwiązania trafią równocześnie na pole walki i nasze ulice.

Junior kończy swój przejazd, nie popełniwszy żadnych błędów, i przekracza linię mety bez zadrapania na karoserii. Passat błyszczy wśród konkurentów pod względem stylu jazdy, który do złudzenia przypomina sposób, w jaki prowadzą ludzie. Porusza się i hamuje delikatnie, powoli skręca. Lecz ten elegancki styl jazdy okazał się też źródłem porażki Juniora. Chevy Tahoe był od niego aż o 20 minut szybszy. I choć pojazd zespołu Tartan Racing poruszał się dość topornie, to praktycznie cały czas utrzymywał niemal maksymalną dozwoloną prędkość.

TECHNOLOGIA W ZWYCIĘSKIM POJEŹDZIE

Samochód: Potężny terenowy SUV Chevy Tahoe z 2007 roku, z 5,3-litrowym, 8-cylindrowym silnikiem, napędem na cztery koła i automatyczną skrzynią biegów.

Czujniki: Pięć czujników radarowych monitoruje zasięg około 200 metrów przed pojazdem i po jego bokach. Rozpoznają one przeszkody, zarówno te stojące, jak i znajdujące się w ruchu. Są dodatkowo wspierane przez kolejne cztery systemy Lidar (laserowe radary), które monitorują bliskie otoczenie samochodu, np. trzymają samochód na danym pasie ruchu albo ostrzegają o możliwych kolizjach. Po trasie auto wiedzione jest przez zwykły system GPS.

Komputer: 10 komputerów z Intel Core 2 Duo (każdy po 2,16 GHz); ten wieloprocesorowy system koordynowany jest poprzez gigabitową sieć Ethernet.

Info:www.tartanracing.org

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.