Ведущие в мире автокомпании и IT-гиганты ежегодно вкладывают в разработку беспилотных автомобилей сотни миллионов долларов. Проводятся подобные исследования и в нашей стране. Развитие отечественного беспилотного автотранспорта в основном связана с проектом «Беспилотный Камаз».
О нынешнем и завтрашнем дне данного проекта — в материале iot.ru.
О проекте
Разработка «мозга» для беспилотного Камаза велась на протяжении многих лет. Еще в начале 2000 компания Cognitive Technologies, занимающаяся созданием систем искусственного интеллекта, проводила активные исследования в области компьютерного зрения и распознавания образов. К 2011 году специалистам компании удалось добиться впечатляющих результатов, которые по многим параметрам смогли превзойти зарубежные аналоги. Разработанная система компьютерного зрения позволит беспилотным транспортным средствам в сложных климатических условиях двигаться по дорогам, имеющим неидеальное покрытие и нечеткие края. Понимая, что это является основой российской действительности, специалисты компании изначально ориентировались на подобного рода условия. В результате, в разрабатываемые технологии закладывались более сложные математические модели, нежели у зарубежных коллег, что в конечном итоге позволило получить результаты, обладающие значительными конкурентными преимуществами не только на российском, но и мировом рынке.
В феврале 2015 года, когда компании Cognitive Technologies и «Камаз» объявили о начале совместных работ по созданию беспилотного грузовика нового поколения. Созданием «мозга» для автомобиля целиком и полностью занялась Cognitive Technologies. Осенью 2015 года разработчики показали первый прототип беспилотного грузовика. Одним из первых протестировал новинку Дмитрий Ливанов, теперь уже бывший глава Минобрнауки. Узнать более подробно о данном событии можно из следующего видео.
По официальной информации ПАО «Камаз», в рамках проекта работы ведутся по трем основным направлениям:
Создать для водителя умного помощника, способного выполнять адаптивный круиз контроль и экстренно затормозить в критических ситуациях
Создать систему автопилотирования в определенных условиях (например, в пробке)
Создать систему автопилотирования
Немного об основных принципах работы «мозга» грузовика
В проекте «Беспилотный Камаз» Cognitive Technologies использует все свои достижения, полученные за много лет исследований в области распознавания и обработки изображений. В частности, применяется технология фовеального зрения, позволяющая автороботу анализировать окружающую обстановку так же, как к это делает человек.
Известно, что человек видит удаленные предметы благодаря узкой зоне фовеального зрения, которая находится в центре зрительной оси глаза (см. рисунок ниже). Именно в этой зоне предметы передаются в мозг в высоком разрешении, в то время, как элементы из зон периферийного и близкого к периферийному зрению, наблюдаются в низком разрешении.
Области зрения человека. Источник: cognitive.ru
Специалисты Cognitive Technologies научили систему автопилотирования строить так называемую зону интереса – узкую область фовеального зрения, которая окружает наблюдаемый объект.
Данный подход позволил системе в каждый момент времени «видеть» в высоком разрешении только те элементы, который важны для анализа сложившейся дорожной ситуации.
«Разработанная технология дает возможность обрабатывать только необходимую информацию, причем с более высокими показателями качества. Представляете, какое это нам дает преимущество в экономии вычислительные ресурсов и повышении быстродействия обработки информации, когда вместо всего снятого с видеокамеры изображения, нам достаточно обработать 5-7 его процентов», — комментирует ситуацию руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств Cognitive Technologies Юрий Минкин.
По словам представителей компании, качество технического зрения в конечном итоге оказалось лучше, чем физическое зрение человека.
Учитывая трудные условия, в которых может работать автомобиль, разработчикам при создании системы компьютерного зрения необходимо было решить еще ряд сложных и весьма специфических задач. Например, определение элементов дорожной сцены в условиях сильных вертикальных колебаний. Проблема заключается в том, что при движении по участкам, состоящим из ям и кочек, из-за вертикальных колебаний и перемещений автомобиля объекты дорожной сцены могут постоянно смещаться. Чтобы решить данную задачу, специалистам пришлось разработать для системы искусственного интеллекта отдельные специализированные алгоритмы. Отдельные алгоритмы понадобились и для того, чтобы научить беспилотный автомобиль определять границы дорожного полотна различного качества (без разметки, в условиях снежных заносов и т.д.). Здесь система искусственного интеллекта работает также, как это делает человек – определяет границы дорожного полотна лишь на наиболее общих признаках. При этом, абсолютно неважно, двигается ли автомобиль по автомагистрали, или по проселочной и грунтовой дороге. Получить наглядное представление о том, как это происходит, можно из следующего видео.
Беспилотный автомобиль, также, как и человек, самостоятельно определяет места, где заканчивается дорожное полотно и начинается обочина. В соответствии с этим корректируется дальнейшее поведение транспорта: снижается или увеличивается скорость, меняется направление движения и т.д. Скорость реакции автомобиля на изменения окружающих условия значительно выше, чем у человека.
Отдельное внимание разработчики уделяют проблеме безопасности беспилотного автотранспорта.
«Работы в направлении обеспечения безопасности у нас ведутся полным ходом. У Cognitive Technologies над этой проблемой работает отдельная группа и существует большой опыт разработок. Для обеспечения безопасности с точки зрения снижения аварий компанией привлекаются внешние эксперты, создается база прецедентов, что позволяет нам учиться на ошибках других, как например, в случае аварии Tesla. Многие ситуации отрабатываются специалистами на виртуальном полигоне», – комментирует ситуацию порталу iot.ru Юрий Минкин.
Также разработчики не забывают о защите автомобиля от внешнего вмешательства.
«Проблема обеспечения безопасности с точки зрения внешнего вмешательства – это соответствие всем самым строгим автомобильным стандартам. Проработка решений, соответствующих требованиям завтрашнего дня. У нас эта задача решается как на аппаратном, так и на программном уровнях», – продолжает Юрий Минкин. – «Наша компания имеет серьезный опыт решения целого класса задач, связанных с информационной безопасностью».
Финансирование проекта
В настоящий момент, на реализацию проекта «Беспилотный Камаз» государством в лице Минобрнауки было выделено около 300 млн. рублей в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы». Также около 90 млн. рублей инвестиций принадлежат ПАО «Камаз». Однако, учитывая общую стоимость проекта, финансирование в ближайшее время будет еще масштабнее (по некоторым данным, стоимость проекта оценивается в 20 млрд. рублей – сюда входит разработка беспилотного грузовика, создание полигона, практические испытания и переход на промышленную стадию)
В июле 2016 года Дмитрий Медведев подписал постановление, содержащее правила, по которым будет проводится государственное субсидирование беспилотного транспорта. Так, отечественные производители автономных колесных транспортных средств, имеющие штат более 300 человек, могут потенциально рассчитывать на ежемесячное финансирование до 1 млрд руб. Для этого субсидируемой компании необходимо создать опытные образцы систем управления двигателем и оборудованием салона автомобиля, открыть собственный научно-технический центр и предоставить готовый бизнес-план на ближайшие 5 лет. Учитывая уже имеющиеся результаты, проект «Беспилотный Камаз» безусловно может рассчитывать на такую поддержку.
Отдельно надо сказать о стоимость самого беспилотного грузовика. По словам представителей проекта, стоимость беспилотного Камаза будет ненамного выше стоимости обычного автомобиля Камаз. Уже сейчас определены российские поставщики, которые готовы самостоятельно заниматься производством определенных деталей для стереозрения и искусственного интеллекта. Если на этапе промышленных испытаний все они смогут подтвердить результаты, показанные на мелкосерийных испытаниях, то стоимость грузовика вырастет всего на 10-15%.
Испытания беспилотного Камаза
В настоящий момент ведется активная работа по созданию полигона для практических испытаний беспилотного Камаза. При этом недавно прошла информация, что система искусственного интеллекта будет проходить тестирование на «виртуальном полигоне», который откроется на базе центра робототехники Московского института стали и сплавов. По мнению разработчиков, «виртуальный полигон» позволит сэкономить около 2 млрд. рублей.
«Виртуальный полигон» представляет собой набор программного обеспечения, позволяющего моделировать различные дорожные ситуации. При этом отдельное внимание планируется уделять моделированию нестандартных ситуаций, вплоть до криминала, чтобы система автопилота была готова к возникновению подобных ситуаций. Получить представление об обучении системы искусственного интеллекта на виртуальном полигоне можно из следующего видео:
Стоит отметить, что участие в создании «виртуального полигона» принимают эксперты из Кембриджа и Массачусетского технологического института. Однако пока они весьма сдержаны в оценке шансов российских компаний на глобальный успех.
«Полагаю, что любая развивающаяся нация должна иметь развитую автомобильную индустрию. Россия нуждается в автомобильной и грузовой индустрии. А процесс автоматизации и роботизации транспорта – это будущее этих индустрий», — говорит Эдвард Кроули, профессор MTI.
Помимо всевозможного видеоанализа, «виртуальный полигон» может быть использован в качестве площадки для проведения различных соревнований между компаниями-разработчиками беспилотных транспортных средств. Это позволит наглядно продемонстрировать заказчику конкурентоспособность каждой разработки, чтобы он смог выбрать лучшего подрядчика для реализации своих целей.
Для того, чтобы приступить к испытаниям беспилотного Камаза в реальных условиях, необходимо решить ряд вопросов в законодательной области. Так, например, необходимо определить, какую ответственность за управление беспилотным автомобилем будет нести производитель транспортного средства. Соответствующие поправки необходимо внести в Уголовный и Гражданский кодексы, ПДД, КоАП и некоторые технические регламенты. Также МВД уже сейчас предполагает, что многие преступники будут пытаться использовать систему автопилотирования в качестве орудия для преступлений. Так что необходимо определить степень уголовной ответственности за подобные деяния.
Как недавно сообщали «Известия» со ссылок на директора департамента программ развития Минтранса Алексея Семенова, вопросами законодательства по части беспилотников сейчас активно занимаются Министерство транспорта, внутренних дел, а также образования и науки.
Представители проекта «Беспилотный Камаз» также ведут активную работу с регуляторами по части законодательства.
«Мы активно работаем над созданием законодательной базы. В этом году нами были инициированы слушания в Государственной Думе по проблеме законодательного обеспечения движения беспилотного транспорта в России. Мы предложили варианты определений, что такое беспилотное транспортное средство, что такое субъект ответственности, что такое оператор, а что – водитель», – прокомментировал ситуацию iot.ru Юрий Минкин.
Учитывая это, передвижение беспилотных транспортных средств по дорогам общего пользование сможет начаться только через несколько лет.
«По нашим оценкам, такие испытания могут начаться не раньше 2019 — 2020 года», – продолжает Юрий Минкин.
А пока можно оценить текущую маневренность беспилотного Камаза.
Перспективы проекта
В настоящий момент грузовик нового типа разрабатывается только для гражданских целей, однако эксперты отмечают, что в дальнейшем спектр применения техники будет расширен. В частности, речь идет об оборонной промышленности.
Альянс, занятый развитием проекта «Беспилотный Камаз», также в будущем планирует продавать отдельный компоненты автопилотируемых грузовиков и всевозможных помощников другими компаниям. Конкуренцию иностранным компаниям планируется навязать, в том числе, и за счет низких цен.
«Мы создаем эти узлы и это русское производство. Вы удивитесь, но камеры производятся в Петербурге. Оптика японская, а все остальное производится в Петербурге. Элементов в «мозгу» — российских — 52 процента. Плюс софт мы производим самостоятельно, а софт — это 70 процентов стоимости всей конструкции. Учитывая это, а также конъюнктуру рубль-евро, мы сейчас намного дешевле», — рассказывает Ольга Ускова, президент группы компаний Cognitive Technologies.
Само серийное производство беспилотных автомобилей намечено на 2025 год. Об этом летом 2016 года сообщило ТАСС, со ссылкой на гендиректора компании ПАО «Камаз» Сергея Когогина.
«Мы рассчитываем, что подойдем к серийному производству к 2025 году», — сказал он.
Сергей Когогин также напомнил, что Камаз уже представил беспилотный автомобиль, отдельно напомнив, что основным рынком для компании в этом направлении является Россия.
