Автоматизация транспортных средств — это использование технологий для помощи или замены оператора транспортного средства, такого как автомобиль, грузовик, самолет, ракета, военный автомобиль или лодка. [2] [3] [4] Вспомогательные транспортные средства являются полуавтономными , тогда как транспортные средства, которые могут передвигаться без человека-оператора, являются автономными . [3] Степень автономности может зависеть от различных ограничений, таких как условия. Автономность обеспечивается передовыми системами помощи водителю (ADAS) различной мощности.
Сопутствующие технологии включают в себя современное программное обеспечение, карты, изменения в транспортном средстве и поддержку за пределами транспортного средства.
Автономия представляет различные проблемы для автомобильных, воздушных и морских путешествий. Дороги представляют наибольшую сложность, учитывая непредсказуемость среды вождения, включая различные конструкции дорог, условия вождения, трафик, препятствия и географические/культурные различия. [5]
Автономность подразумевает, что транспортное средство отвечает за все функции восприятия, мониторинга и управления. [6]
Общество инженеров-автомобилестроителей (SAE) классифицирует автономность дорожных транспортных средств по шести уровням: [7] [8]
Уровень 0 относится, например, к транспортным средствам без адаптивного круиз-контроля . Уровни 1 и 2 относятся к транспортным средствам, в которых часть задачи по вождению выполняется системой ADAS под ответственность водителя.
Начиная с уровня 3, водитель может передать задачу вождения автомобилю, но водитель должен взять управление на себя, когда ADAS достигает своих пределов. Например, автоматизированный пилот в пробке может ехать в пробке , но в противном случае передает управление водителю. Уровень 5 относится к автомобилю, который может справиться с любой ситуацией. [9]
Система восприятия отвечает за наблюдение за окружающей средой. Она должна определять все, что может повлиять на поездку, включая препятствия и другие проблемы. [10] Различные производители используют камеры, радары , лидары , сонары и микрофоны, которые могут совместно минимизировать ошибки. [10]
Дальнейшее технологическое усовершенствование заключается в том, чтобы позволить различным датчикам обрабатывать данные совместно. Координируя данные с различных датчиков и отдавая приоритет наиболее важной информации, эта технология может снизить вычислительную нагрузку системы, тем самым позволяя принимать более быстрые и точные решения в реальных сценариях вождения, эффективно снижая количество дорожно-транспортных происшествий. [11]
Автономные системы обычно полагаются на программное обеспечение машинного обучения для своей работы. [12]
Навигационные системы являются необходимым элементом в автономных транспортных средствах. Глобальная система позиционирования (GPS) используется для навигации на воздушных и водных транспортных средствах, а также на наземных транспортных средствах, особенно для навигации по бездорожью.
Для дорожных транспортных средств выделяются два подхода. Один из них заключается в использовании карт, содержащих данные о полосах движения и перекрестках, полагаясь на систему восприятия транспортного средства для заполнения деталей. Другой заключается в использовании высокодетализированных карт, которые сокращают объем принятия решений в реальном времени, но требуют значительных ресурсов на обслуживание по мере развития окружающей среды. [12] Некоторые системы краудсорсингуют обновления своих карт, используя сами транспортные средства для обновления карты с целью отражения таких изменений, как строительство или движение, которые затем используются всем автопарком. [13]
Другим потенциальным источником информации является сама окружающая среда. Данные о дорожном движении могут предоставляться системами мониторинга на обочинах дорог и использоваться для маршрутизации транспортных средств с целью наилучшего использования ограниченной дорожной системы. [14]
Под автоматизированными транспортными средствами в законодательстве Европейского Союза понимаются конкретно дорожные транспортные средства (легковые автомобили, грузовики или автобусы). [15] Для таких транспортных средств юридически определено конкретное различие между усовершенствованной системой помощи водителю и автономными/автоматизированными транспортными средствами, основанное на различиях в ответственности.
Фонд безопасности дорожного движения AAA протестировал две системы автоматического экстренного торможения: некоторые из них были разработаны для предотвращения столкновений, а другие — для того, чтобы сделать столкновение менее серьезным. В ходе испытаний рассматривались такие популярные модели, как Volvo XC90 2016 года , Subaru Legacy , Lincoln MKX , Honda Civic и Volkswagen Passat . Исследователи проверили, насколько хорошо каждая система останавливалась при приближении к движущимся и неподвижным целям. Было обнаружено, что системы, способные предотвращать столкновения, снижали скорость транспортного средства в два раза по сравнению с системами, предназначенными для смягчения тяжести столкновений. Когда два тестовых транспортных средства двигались на расстоянии в 30 миль в час друг от друга, даже те, которые были разработаны для простого уменьшения тяжести столкновений, избегали столкновений в 60 процентах случаев. [16]
Целью проекта SAfe Road TRAINS for the Environment (Sartre) было создание колонны, в которой ряд автомобилей и грузовиков («поезд») следуют за управляемым человеком транспортным средством. Поезда, как предполагалось, должны были обеспечить комфорт и позволить следующим транспортным средствам безопасно доехать до места назначения. Водители-люди, встречающие поезд, могли присоединиться и делегировать управление водителю-человеку. [17]
В Питтсбурге прошли испытания беспилотных автомобилей Uber. Испытания были приостановлены после того, как автономный автомобиль насмерть убил женщину в Аризоне. [18] [19] В Калифорнии прошли испытания автоматизированных автобусов. [20] В Сан-Диего в ходе испытаний автоматизированного автобуса использовались магнитные маркеры. Продольное управление автоматизированными колоннами грузовиков использовало миллиметровое радио и радар. Waymo, Tesla и провели испытания. Tesla FSD позволяет водителям вводить пункт назначения и позволять автомобилю взять управление на себя.
Ford предлагает Blue Cruise — технологию, которая позволяет автомобилям с геозонами ездить автономно. [21]
Водителям предписано оставаться внимательными, а предупреждения о безопасности внедряются, чтобы предупредить водителя о необходимости корректирующих действий. [22] У Tesla, Inc. был зарегистрирован один инцидент со смертельным исходом, связанный с автоматизированной системой вождения в Tesla Model S. [23] В отчете о происшествии указано, что авария произошла из-за невнимательности водителя и нераспознавания системой автопилота препятствия впереди. [23] У Tesla также было несколько случаев, когда автомобиль врезался в дверь гаража. Согласно книге «Водитель в беспилотном автомобиле: как ваши технологические решения создают будущее», его Tesla автоматически обновилась ночью. На следующее утро после обновления он использовал свое приложение, чтобы, как он говорит, «вызвать» свою машину, она врезалась в дверь гаража.
Еще одним недостатком систем автоматизированного вождения является то, что в ситуациях, когда непредсказуемые события, такие как погода или поведение других водителей, могут привести к смертельным случаям, так как датчики, отслеживающие обстановку вокруг транспортного средства, не в состоянии обеспечить корректирующие действия. [22]
Для преодоления некоторых проблем, связанных с системами автоматизированного вождения, были предложены новые методологии, основанные на виртуальном тестировании, моделировании транспортных потоков и цифровых прототипах [24] , особенно когда применяются новые алгоритмы, основанные на подходах искусственного интеллекта, которые требуют обширных наборов данных для обучения и проверки.
Внедрение автоматизированных систем вождения открывает возможность изменения условий застройки в городских районах, например, расширения пригородных зон из-за возросшей легкости мобильности. [25]
Около 2015 года несколько компаний, занимающихся разработкой беспилотных автомобилей, включая Nissan и Toyota, обещали появление беспилотных автомобилей к 2020 году. Однако прогнозы оказались слишком оптимистичными. [26]
Все еще существует множество препятствий в разработке полностью автономных транспортных средств уровня 5, которые способны работать в любых условиях. В настоящее время компании сосредоточены на автоматизации уровня 4, которая способна работать в определенных условиях окружающей среды. [26]
До сих пор ведутся споры о том, как должно выглядеть автономное транспортное средство. Например, все еще ведутся споры о том, следует ли включать лидар в системы автономного вождения. Некоторые исследователи придумали алгоритмы, использующие только данные с камеры, которые достигают производительности, соперничающей с данными лидара. С другой стороны, данные только с камеры иногда рисуют неточные ограничивающие рамки и, таким образом, приводят к плохим прогнозам. Это связано с природой поверхностной информации, которую предоставляют стереокамеры , тогда как включение лидара дает автономным транспортным средствам точное расстояние до каждой точки на транспортном средстве. [26]
Эти функции требуют многочисленных датчиков, многие из которых полагаются на микроэлектромеханические системы (MEMS) для поддержания небольшого размера, высокой эффективности и низкой стоимости. Главными среди датчиков MEMS в транспортных средствах являются акселерометры и гироскопы для измерения ускорения вокруг нескольких ортогональных осей — критически важных для обнаружения и управления движением транспортного средства.
Одним из важнейших шагов для внедрения автономных транспортных средств является их принятие широкой общественностью. Это важное текущее исследование, поскольку оно дает рекомендации для автомобильной промышленности по улучшению их конструкции и технологий. Исследования показали, что многие люди считают, что использование автономных транспортных средств безопаснее, что подчеркивает необходимость для автомобильных компаний гарантировать, что автономные транспортные средства улучшают преимущества безопасности. Исследовательская модель TAM разбивает важные факторы, которые влияют на принятие потребителями, на: полезность, простоту использования, доверие и социальное влияние. [28]
Тестирование автономных транспортных средств в режиме реального времени является неизбежной частью процесса. В то же время регуляторы автоматизации транспортных средств сталкиваются с проблемами защиты общественной безопасности и при этом позволяют компаниям, производящим автономные транспортные средства, тестировать свою продукцию. Группы, представляющие компании, производящие автономные транспортные средства, сопротивляются большинству правил, в то время как группы, представляющие уязвимых участников дорожного движения и безопасность дорожного движения, настаивают на нормативных барьерах. Для повышения безопасности дорожного движения регуляторам рекомендуется найти золотую середину, которая защитит общественность от незрелых технологий, позволяя компаниям, производящим автономные транспортные средства, тестировать внедрение своих систем. [29] Также были предложения принять знания о регулировании безопасности авиационной автоматизации в обсуждения безопасного внедрения автономных транспортных средств, в связи с опытом, накопленным за десятилетия в авиационном секторе по вопросам безопасности. [30]
В некоторых странах к автотранспортным средствам, участвующим в дорожном движении (таким как автомобили, автобусы и грузовики), применяются особые законы и правила, в то время как к другим наземным транспортным средствам, таким как трамваи, поезда или беспилотные управляемые транспортные средства, применяются другие законы и правила, что заставляет их работать в различных условиях и средах.
Система автоматизированного вождения определена в предлагаемой поправке к статье 1 Венской конвенции о дорожном движении :
(ab) « Автоматизированная система вождения » относится к системе транспортного средства, которая использует как аппаратное, так и программное обеспечение для осуществления динамического управления транспортным средством на постоянной основе.
(ac) «Динамическое управление» относится к выполнению всех оперативных и тактических функций в реальном времени, необходимых для перемещения транспортного средства. Это включает в себя управление боковым и продольным движением транспортного средства, мониторинг дорожной обстановки, реагирование на события в дорожной обстановке, а также планирование и сигнализацию для маневров. [31]
Данная поправка вступит в силу 14 июля 2022 года, если она не будет отклонена до 13 января 2022 года. [32]
Функция автоматизированного вождения должна быть описана достаточно четко, чтобы ее можно было отличить от функции вспомогательного вождения.
— СММТ [33]
Существует два четких состояния: транспортное средство либо управляется водителем с помощью технологий, либо автоматизировано, когда технологии эффективно и безопасно заменяют водителя.
— СММТ [33]
Наземные транспортные средства, использующие автоматизацию и телеуправление, включают в себя судостроительные портальные краны, карьерные самосвалы, роботов-саперов, роботов-насекомых и беспилотные тракторы .
Существует множество автономных и полуавтономных наземных транспортных средств, которые производятся для перевозки пассажиров. Одним из таких примеров является технология свободного передвижения по сети (FROG), которая состоит из автономных транспортных средств, магнитной дорожки и системы контроля. Система FROG используется в промышленных целях на заводах и с 1999 года используется в ParkShuttle , системе общественного транспорта в стиле PRT в городе Капелле -ан-ден-Эйссел, которая соединяет бизнес-парк Rivium с соседним городом Роттердамом (где маршрут заканчивается на станции метро Kralingse Zoom ). В 2005 году система потерпела аварию [34] , которая, как оказалось, была вызвана человеческой ошибкой. [35]
Области применения автоматизации в наземных транспортных средствах включают в себя следующее:
Исследования продолжаются, и существуют прототипы автономных наземных транспортных средств.
Масштабная автоматизация автомобилей направлена либо на внедрение роботизированных автомобилей , либо на модификацию современных конструкций автомобилей с целью сделать их полуавтономными.
Полуавтономные конструкции могут быть реализованы раньше, поскольку они меньше полагаются на технологию, которая все еще находится на переднем крае исследований. Примером может служить двухрежимная монорельсовая дорога. Такие группы, как RUF (Дания) и TriTrack (США), работают над проектами, состоящими из специализированных частных автомобилей, которые управляются вручную по обычным дорогам, но также пристыковываются к монорельсу/направляющей, по которой они движутся автономно.
Как метод автоматизации автомобилей без значительной модификации автомобилей, как в случае с роботизированным автомобилем , автоматизированные системы автомагистралей (AHS) направлены на создание полос на автомагистралях, которые будут оборудованы, например, магнитами для направления транспортных средств. Автоматизированные транспортные средства имеют автоматические тормоза, называемые Auto Vehicles Braking System (AVBS). Дорожные компьютеры будут управлять трафиком и направлять автомобили, чтобы избежать столкновений.
В 2006 году Европейская комиссия учредила программу разработки интеллектуальных автомобилей под названием Intelligent Car Flagship Initiative . [36] Цели этой программы включают в себя:
Существует множество других применений автоматизации в отношении автомобилей. К ним относятся:
Сингапур также объявил о наборе предварительных национальных стандартов 31 января 2019 года, чтобы направлять отрасль автономных транспортных средств. Стандарты, известные как Technical Reference 68 (TR68), будут способствовать безопасному развертыванию полностью беспилотных транспортных средств в Сингапуре, согласно совместному пресс-релизу Enterprise Singapore (ESG), Land Transport Authority (LTA), Standards Development Organization и Singapore Standards Council (SSC). [39]
С 1999 года 12-местный/10-местный ParkShuttle работает на 1,8-километровой (1,1 мили) эксклюзивной полосе движения в городе Капелле-ан-ден-Эйссел в Нидерландах. Система использует небольшие магниты на поверхности дороги, чтобы транспортное средство могло определить свое местоположение. Использование совместно используемых автономных транспортных средств было опробовано примерно в 2012 году на больничной парковке в Португалии. [40] С 2012 по 2016 год финансируемый Европейским союзом проект CityMobil2 изучал использование совместно используемых автономных транспортных средств и опыт пассажиров, включая краткосрочные испытания в семи городах. Этот проект привел к разработке EasyMile EZ10. [41]
В 2010-х годах беспилотные шаттлы получили возможность работать в смешанном транспортном потоке без необходимости использования встроенных маркеров направления. [42] До сих пор основное внимание уделялось низкой скорости, 20 миль в час (32 км/ч), с короткими фиксированными маршрутами для «последней мили» поездок. Это означает, что проблемы предотвращения столкновений и безопасности значительно менее сложны, чем для автоматизированных автомобилей, которые стремятся соответствовать производительности обычных транспортных средств. Было проведено много испытаний, в основном на тихих дорогах с небольшим движением или на общественных дорогах или частных дорогах и специализированных испытательных полигонах. [ необходима цитата ] Вместимость различных моделей значительно варьируется от 6 до 20 мест. (Более этого размера существуют обычные автобусы, в которых установлена беспилотная технология.)
В декабре 2016 года Транспортное управление Джексонвилля объявило о своем намерении заменить монорельс Джексонвилл Скайвэй беспилотными транспортными средствами, которые будут ездить по существующей надземной части, а также продолжать движение по обычным дорогам. [43] С тех пор проект получил название «Ultimate Urban Circulator» или «U2C», и испытания проводились на шаттлах шести разных производителей. Стоимость проекта оценивается в 379 миллионов долларов. [44]
В январе 2017 года было объявлено, что система ParkShuttle в Нидерландах будет обновлена и расширена, включая расширение сети маршрутов за пределы исключительного права проезда, чтобы транспортные средства могли двигаться в смешанном движении по обычным дорогам. [45] Планы были отложены, и теперь ожидается, что расширение в смешанном движении произойдет в 2021 году. [46]
В июле 2018 года компания Baidu заявила, что построила 100 экземпляров своей 8-местной модели Apolong и планирует коммерческие продажи. [47] По состоянию на июль 2021 года они не были запущены в серийное производство.
В августе 2020 года сообщалось о 25 производителях автономных шаттлов, [48] включая 2GetThere , Local Motors , Navya , Baidu , Easymile , Toyota и Ohmio.
В декабре 2020 года Toyota представила свой 20-местный автомобиль «e-Palette», который должен быть использован на Олимпийских играх 2021 года в Токио . [49] Toyota объявила, что намерена выпустить автомобиль для коммерческого использования до 2025 года. [50]
В январе 2021 года Navya опубликовала отчет для инвесторов, в котором прогнозировалось, что к 2025 году мировые продажи автономных шаттлов достигнут 12 600 единиц, а рыночная стоимость составит 1,7 млрд евро. [51]
В июне 2021 года китайский производитель Yutong заявил, что поставил 100 моделей своего 10-местного автономного автобуса Xiaoyu 2.0 для использования в Чжэнчжоу . Тестирование проводилось в ряде городов с 2019 года, а открытые для публики испытания должны начаться в июле 2021 года. [52]
Беспилотные автобусы уже используются на некоторых частных дорогах, например, на заводе Yutong в Чжэнчжоу, где они используются для перевозки рабочих между зданиями крупнейшего в мире завода по производству автобусов. [53]
С 2016 года было проведено большое количество испытаний, большинство из которых включало только одно транспортное средство на коротком маршруте в течение короткого периода времени и с бортовым кондуктором. Целью испытаний было как предоставление технических данных, так и ознакомление общественности с технологией без водителя. Опрос 2021 года более 100 экспериментов с шаттлами по всей Европе пришел к выводу, что низкая скорость — 15–20 километров в час (9,3–12,4 миль в час) — была основным препятствием для внедрения автономных автобусов-шаттлов. Текущая стоимость транспортных средств в размере 280 000 евро и необходимость в бортовых сопровождающих также были проблемами. [54]
Названия транспортных средств указаны в «кавычках».
Предлагаются автономные автобусы, а также беспилотные автомобили и грузовики. Автоматизированные микроавтобусы 2-го уровня испытывались в течение нескольких недель в Стокгольме. [106] [107] В Китае также есть небольшой парк беспилотных общественных автобусов в технологическом районе Шэньчжэнь, провинция Гуандун. [108]
Первые испытания автономного автобуса в Соединенном Королевстве начались в середине 2019 года, когда одноэтажный автобус Alexander Dennis Enviro200 MMC, модифицированный с помощью автономного программного обеспечения от Fusion Processing, смог работать в режиме без водителя в автобусном депо Stagecoach Manchester в Шарстоне , выполняя такие задачи, как движение к мойке, заправке и последующей парковке на выделенном парковочном месте в депо. [109] Испытания пассажирских беспилотных автобусов в Шотландии начались в январе 2023 года, при этом парк из пяти транспортных средств, идентичных испытаниям в Манчестере, использовался на маршруте парковки и перехвата пассажиров Stagecoach Fife протяженностью 14 миль (23 км) через мост Форт-Роуд , от северного берега Форта до станции Эдинбург-Парк . [110] [111]
Еще одно автономное испытание в Оксфордшире , Англия, в котором используется аккумуляторный электрический микроавтобус Fiat Ducato на кольцевом маршруте до Милтон-Парка , которым управляет FirstBus при поддержке Fusion Processing, Совета графства Оксфордшир и Университета Западной Англии , также было начато в январе 2023 года. Планируется, что испытательный маршрут будет продлен до железнодорожной станции Didcot Parkway после приобретения более крупного одноэтажного автобуса к концу 2023 года. [112] [113]
В июле 2020 года в Японии Центр исследований мобильности, ориентированной на человека , AIST совместно с Nippon Koei и Isuzu начал серию демонстрационных испытаний автобусов среднего размера Isuzu «Erga Mio» с системами автономного вождения в пяти регионах: городе Оцу в префектуре Сига , городе Санда в префектуре Хёго и еще трех регионах последовательно. [114] [115] [116]
В октябре 2023 года израильский стартап в области искусственного интеллекта Imagry представил на выставке Busworld Europe свое решение для автономного вождения без карт, используя систему распознавания изображений в реальном времени и пространственную глубокую сверточную нейронную сеть (DCNN) для имитации поведения человека за рулем. [117]
Концепция автономных транспортных средств нашла применение в коммерческих целях, например, в автономных или почти автономных грузовиках .
Такие компании, как Suncor Energy , канадская энергетическая компания, и Rio Tinto Group были среди первых, кто заменил грузовики, управляемые людьми, на беспилотные коммерческие грузовики, управляемые компьютерами. [118] В апреле 2016 года грузовики от крупных производителей, включая Volvo и Daimler Company, завершили неделю автономного вождения по всей Европе, организованную голландцами, в попытке вывести самоуправляемые грузовики на дороги. С развитием разработок в области самоуправляемых грузовиков ожидается, что продажи самоуправляемых грузовиков в США достигнут 60 000 к 2035 году, согласно отчету, опубликованному IHS Inc. в июне 2016 года. [119]
Как сообщалось в июне 1995 года в журнале Popular Science , для боевых конвоев разрабатывались самоуправляемые грузовики, при этом только головной грузовик управлялся человеком, а следующие грузовики полагались на спутник, инерциальную систему наведения и датчики скорости движения. [120] В 2013 году компания Caterpillar Inc. совместно с Институтом робототехники Университета Карнеги-Меллона провела первые разработки с целью повышения эффективности и снижения затрат на различных горнодобывающих и строительных площадках. [121]
В Европе таким подходом является проект «Безопасные автопоезда для окружающей среды» .
Согласно отчету Strategy& Report компании PWC [122], самоуправляемые грузовики станут источником большого беспокойства по поводу того, как эта технология повлияет примерно на 3 миллиона водителей грузовиков в США, а также на 4 миллиона сотрудников, поддерживающих экономику грузоперевозок на заправочных станциях, в ресторанах, барах и отелях. В то же время некоторые компании, такие как Starsky, стремятся к автономности 3-го уровня, которая позволит водителю играть роль контроля над средой грузовика. Проект компании, дистанционное вождение грузовика, даст водителям грузовиков больший баланс между работой и личной жизнью, что позволит им избегать длительных периодов вдали от дома. Однако это может спровоцировать потенциальное несоответствие между навыками водителя и технологическим переопределением работы.
Компании, которые покупают беспилотные грузовики, могут значительно сократить расходы: больше не будут нужны водители-люди, обязательства компаний из-за аварий с участием грузовиков уменьшатся, а производительность увеличится (поскольку беспилотному грузовику не нужно отдыхать). Использование беспилотных грузовиков будет идти рука об руку с использованием данных в реальном времени для оптимизации как эффективности, так и производительности предоставляемых услуг, например, как способ решения проблемы заторов на дорогах. Беспилотные грузовики могут обеспечить новые бизнес-модели, которые позволят перенести доставку с дневного времени на ночное время или на временные интервалы, в которые движение менее интенсивное.
Несколько самобалансирующихся автономных мотоциклов были продемонстрированы в 2017 и 2018 годах компаниями BMW, Honda и Yamaha. [132] [133] [134]
Концепция автономных транспортных средств также применялась для коммерческих целей, например, для автономных поездов. Первая в мире система городского транспорта без водителя — линия Port Island Line в Кобе , Япония, открытая в 1981 году. [138] Первый самоуправляемый поезд в Великобритании был запущен в Лондоне на маршруте Thameslink. [139]
Примером автоматизированной сети поездов является Доклендское легкое метро в Лондоне .
См. также Список автоматизированных систем поездов .
В 2018 году в Потсдаме прошли испытания первых автономных трамваев. [140]
Автоматически управляемое транспортное средство или автоматически управляемое транспортное средство (AGV) — это мобильный робот, который следует за маркерами или проводами на полу или использует зрение, магниты или лазеры для навигации. Чаще всего они используются в промышленных приложениях для перемещения материалов по производственному объекту или складу. Применение автоматически управляемого транспортного средства расширилось в конце 20-го века.
Самолеты получили много внимания к автоматизации, особенно к навигации. Система, способная автономно управлять транспортным средством (особенно самолетом), известна как автопилот .
Различные отрасли, такие как упаковка и продукты питания, экспериментировали с дронами доставки. Традиционные и новые транспортные компании конкурируют на рынке. Например, UPS Flight Forward , Alphabet Wing и Amazon Prime Air разрабатывают дроны доставки. [141] Zipline , американская компания по доставке медицинских дронов, имеет крупнейшие активные операции по доставке дронами в мире, и ее дроны способны к автономности 4-го уровня. [142]
Однако даже если технология, как показывают различные тесты различных компаний, позволяет этим решениям функционировать правильно, основным возвратом к запуску на рынок и использованию таких дронов неизбежно является действующее законодательство, и регулирующие органы должны принять решение о структуре, которую они хотят использовать для разработки правил. Этот процесс находится на разных этапах по всему миру, поскольку каждая страна будет заниматься этим вопросом самостоятельно. Например, правительство Исландии и департаменты транспорта, авиации, полиции уже начали выдавать лицензии на эксплуатацию дронов. Оно имеет разрешительный подход и вместе с Коста-Рикой, Италией, ОАЭ, Швецией и Норвегией имеет довольно неограниченное законодательство о коммерческом использовании дронов. Эти страны характеризуются наличием регулирующего органа, который может давать эксплуатационные указания или требовать лицензирования, регистрации и страхования. [143]
С другой стороны, другие страны решили запретить, либо напрямую (полный запрет), либо косвенно (эффективный запрет), использование коммерческих дронов. Таким образом, корпорация RAND проводит различие между странами, запрещающими дроны, и странами, в которых существует формальный процесс лицензирования коммерческих дронов, но требования либо невозможно выполнить, либо лицензии, по-видимому, не были одобрены. В США UPS является единственной компанией, имеющей сертификацию по стандарту Части 135, которая требуется для использования дронов для доставки реальным клиентам. [141]
Однако большинство стран, похоже, испытывают трудности с интеграцией беспилотников для коммерческого использования в свои авиационные нормативные базы. Таким образом, на использование этих беспилотников накладываются ограничения, например, они должны работать в пределах прямой видимости (VLOS) пилота, что ограничивает их потенциальный радиус действия. Это касается Нидерландов и Бельгии. Большинство стран разрешают пилотам работать за пределами VLOS, но это связано с ограничениями и рейтингами пилотов, как в случае США.
Общая тенденция заключается в том, что законодательство быстро развивается, а законы постоянно пересматриваются. Страны движутся к более разрешительному подходу, но в отрасли по-прежнему не хватает инфраструктур для обеспечения успеха такого перехода. Для обеспечения безопасности и эффективности необходимо разработать специализированные учебные курсы, экзамены пилотов (тип БПЛА и условия полета), а также меры по управлению ответственностью в отношении страховок.
От этого нововведения веет срочностью, поскольку конкуренция высока, и компании лоббируют быструю интеграцию их в свои продукты и услуги. С июня 2017 года законодательство Сената США повторно уполномочило Федеральное управление гражданской авиации и Министерство транспорта создать сертификат перевозчика, позволяющий осуществлять доставку посылок дронами. [144]
Автономные суда могут обеспечивать безопасность, проводить исследования или выполнять опасные или повторяющиеся задачи (например, проводить большое судно в гавань или перевозить грузы).
Sea Machines предлагает автономную систему для рабочих катеров. Хотя для управления ее действиями требуется человек-оператор, система берет на себя множество обязанностей по активному восприятию и навигации, которые обычно выполняют несколько членов экипажа. Они используют ИИ для ситуационной осведомленности о различных судах на маршруте. Они используют камеру, лидар и фирменное программное обеспечение для информирования оператора о своем статусе. [145] [146]
Buffalo Automation , команда, сформированная из Университета Буффало, создает технологию для полуавтономных функций для судов. Они начали с создания технологий помощи навигации для грузовых судов под названием AutoMate, что похоже на наличие еще одного очень опытного «первого помощника», который будет присматривать за судном. [147] Система помогает делать изгибы и повороты сложных водных путей. [146] [148]
Эта компания из Массачусетса возглавила авангард беспилотных парусных дронов. Datamarans автономно плавают вокруг, собирая данные об океане. Они созданы для обеспечения больших пакетов полезной нагрузки. Благодаря автоматизированной системе и солнечным панелям они могут перемещаться в течение более длительных периодов времени. Больше всего они хвастаются своими технологиями в области передовых метеорологических и океанографических исследований, которые собирают «профили скорости ветра с высотой, течение воды, проводимость, температурные профили с глубиной, батиметрию высокого разрешения, профилирование поддона, измерения магнитометра» [149] [146]
Ожидается, что автономное судно под названием Mayflower станет первым крупным судном, которое совершит беспилотное трансатлантическое путешествие. [150]
Это автономное беспилотное судно использует для навигации как солнечную, так и ветровую энергию. [151]
Sea Hunter — автономный беспилотный надводный аппарат (USV), запущенный в эксплуатацию в 2016 году в рамках программы DARPA «Беспилотное судно непрерывного слежения за подводными лодками» ( ACTUV ).
Подводные аппараты стали объектом автоматизации для таких задач, как осмотр трубопроводов и подводное картирование.
Этот робот — четвероногий ловкий робот, созданный для перемещения по различным ландшафтам на открытом воздухе и в помещении. Он может ходить самостоятельно, не сталкиваясь ни с чем. Он использует множество различных датчиков, включая камеры 360-градусного обзора и гироскопы. Он способен сохранять равновесие, даже если его толкают. Это транспортное средство, хотя оно и не предназначено для езды, может перевозить тяжелые грузы для строительных рабочих или военнослужащих по пересеченной местности. [152]
В Британском кодексе автомагистралей указано, что:
Под беспилотными транспортными средствами мы подразумеваем те, которые перечислены в качестве автоматизированных транспортных средств Государственным секретарем по транспорту в соответствии с Законом об автоматизированных и электрических транспортных средствах 2018 года.
— Правила дорожного движения — 27/07/2022, стр. 4
Великобритания рассматривает способ обновления Британских правил дорожного движения для автоматизированного кодирования:
Автоматизированные транспортные средства могут выполнять все задачи, связанные с вождением, по крайней мере, в некоторых ситуациях. Они отличаются от транспортных средств, оснащенных функциями помощи при вождении (такими как круиз-контроль и помощь в удержании полосы движения ), которые выполняют некоторые задачи, но где водитель все еще несет ответственность за вождение. Если вы ведете транспортное средство с функциями помощи при вождении, вы ДОЛЖНЫ сохранять контроль над транспортным средством.
— предлагаемые изменения в Правила дорожного движения [153]
Если транспортное средство спроектировано так, что после получения соответствующего указания вам необходимо возобновить вождение, в то время как транспортное средство движется само, вы ДОЛЖНЫ оставаться в положении, позволяющем взять управление на себя. Например, вам не следует вставать с водительского сиденья. Вы не должны отвлекаться настолько, чтобы не иметь возможности вернуть управление, когда транспортное средство попросит вас об этом.
— предлагаемые изменения в Правила дорожного движения [153]
С помощью уровня автономности показано, что чем выше уровень автономности, тем меньше контроля у людей над своими транспортными средствами (самый высокий уровень автономности, не требующий вмешательства человека). Одна из немногих проблем, связанных с развитием автоматизации транспортных средств, связана с доверием конечных пользователей к технологии, которая управляет автоматизированными транспортными средствами. [154] Согласно общенациональному опросу, проведенному Kelley Blue Book (KBB) в 2016 году, показано, что большинство людей по-прежнему предпочли бы иметь определенный уровень контроля над своим собственным транспортным средством, а не заставлять транспортное средство работать на уровне автономности 5 или, другими словами, полностью автономно. [155] По мнению половины респондентов, идея безопасности в автономном транспортном средстве уменьшается по мере увеличения уровня автономности. [155] Это недоверие к системам автономного вождения оказалось неизменным на протяжении многих лет, когда общенациональный опрос, проведенный Фондом AAA по дорожному движению и безопасности (AAAFTS) в 2019 году, показал тот же результат, что и опрос KBB в 2016 году. Опрос AAAFTS показал, что, хотя люди и имеют определенный уровень доверия к автоматизированным транспортным средствам, большинство людей также сомневаются и недоверчиво относятся к технологиям, используемым в автономных транспортных средствах, причем наибольшее недоверие испытывают к автономным транспортным средствам 5-го уровня. [156] Опрос AAAFTS показал, что доверие людей к системам автономного вождения возросло, когда повысился уровень их понимания. [156]
Возможность возникновения неисправностей в технологии автономного транспортного средства также является одной из причин недоверия пользователей к системам автономного вождения. [154] Фактически, это опасение, за которое проголосовало большинство респондентов в опросе AAAFTS. [156] Несмотря на то, что автономные транспортные средства созданы для повышения безопасности дорожного движения за счет минимизации аварий и их серьезности, [156] они все равно стали причиной смертельных случаев. До 2018 года произошло не менее 113 аварий, связанных с автономными транспортными средствами. [157] В 2015 году Google заявила, что их автоматизированные транспортные средства испытали не менее 272 отказов, и водителям пришлось вмешаться примерно 13 раз, чтобы предотвратить смертельные случаи. [158] Кроме того, другие производители автоматизированных транспортных средств также сообщали об отказах автоматизированных транспортных средств, включая инцидент с автомобилем Uber. [158] Авария с участием беспилотного автомобиля Uber, произошедшая в 2018 году, является одним из примеров аварий с участием беспилотных транспортных средств, которые также указаны в Списке смертельных случаев с участием беспилотных автомобилей. Отчет Национального совета по безопасности на транспорте (NTSB) показал, что беспилотный автомобиль Uber не смог идентифицировать жертву за достаточное время, чтобы затормозить и избежать столкновения с жертвой. [159]
Еще одна проблема, связанная с автоматизацией транспортных средств, — это этические вопросы. В действительности автономные транспортные средства могут столкнуться с неизбежными дорожно-транспортными происшествиями. В таких ситуациях необходимо провести множество рисков и расчетов, чтобы минимизировать размер ущерба, который может нанести авария. [160] Когда водитель-человек сталкивается с неизбежной аварией, он предпримет спонтанное действие, основанное на этической и моральной логике. Однако, когда водитель не контролирует транспортное средство (уровень автономности 5), система автономного транспортного средства — это тот, кто должен принять это мгновенное решение. [160] В отличие от людей, автономные транспортные средства не имеют рефлексов и могут принимать решения только на основе того, на что они запрограммированы. [160] Однако ситуация и обстоятельства аварий отличаются друг от друга, и одно решение может быть не лучшим решением для определенных аварий. Согласно двум исследованиям, проведенным в 2019 году, [161] [162] внедрение полностью автоматизированных транспортных средств в дорожное движение, где все еще присутствуют полуавтоматические и неавтоматизированные транспортные средства, может привести ко многим осложнениям. [161] Некоторые недостатки, которые все еще требуют рассмотрения, включают структуру ответственности, распределение обязанностей, [162] эффективность принятия решений и производительность автономных транспортных средств в их разнообразном окружении. [161] Тем не менее, исследователи Стивен Амбрелло и Роман В. Ямпольский предполагают, что подход к проектированию, чувствительный к ценностям, является одним из методов, который можно использовать для проектирования автономных транспортных средств, чтобы избежать некоторых из этих этических проблем и проектировать с учетом человеческих ценностей. [163]
{{cite journal}}
: CS1 maint: DOI inactive as of November 2024 (link)