Из разных уголков планеты все чаще прилетают новости о том, что началась тестовая эксплуатация беспилотного автотранспорта — такси, грузовики, доставщики. Производители все настойчивее анонсируют свои умные ассистенты и автономные системы управления. А законодатели разных стран мира разрабатывают стандарты и активно занимаются регулированием этой отрасли. И, похоже, будущее, когда автомобиль сможет обходиться без водителя, все ближе… О том, так ли это и какова перспектива развития автономных транспортных систем в мире, мы решили спросить эксперта по нейронным сетям и большого энтузиаста беспилотного транспорта, руководителя отдела разработки систем восприятия компании «ЭвоКарго» Алексея Воропаева.
— Алексей, как вы оказались в отрасли? C чего начинали и как пришли к беспилотным авто?
Достаточно долго я работал в Mail.ru, занимался разными проектами, в том числе связанными с интернет-поиском, рекомендательными системами. Для проекта «Маруся» делал систему распознавания и синтеза речи: голос Маруси — это мое детище. Потом занимался системами обработки изображений, распознавания лиц для Облако.Mail.ru и т. д.
С 2018 года меня увлекла тема беспилотных автомобилей. В 2021 году я начал руководить разработкой беспилотного тягача в лаборатории робототехники Ozon. А с 2022 года я работаю в «ЭвоКарго». Сейчас основной фокус моих интересов — нейронные сети.
— Чем занимается «ЭвоКарго»?
Мы предоставляем комплексный логистический сервис для перевозки грузов на производственных и промышленных предприятиях, складских комплексах. Мы сами с нуля производим беспилотные платформы (небольшие грузовики грузоподъемностью 2 тонны) и разрабатываем для них ПО. Помимо платформ, наш сервис включает в себя систему управления флотом и перевозками на объекте клиента.
Наши машины — уже не прототип. Мы работаем на реальных объектах: нефтедобывающих и металлургических заводах, складах крупной логистической компании, а также тестируем наш сервис в ОАЭ.
Лично я в «ЭвоКарго» отвечаю за разработку систем восприятия — это нейронные сети, которые обрабатывают информацию, полученную с датчиков, и определяют, где находится авто, где располагаются препятствия, где можно проехать, а где нет.
— Система восприятия — один из элементов беспилотного авто. Давайте разберемся: как устроен беспилотный автомобиль?
Сегодня практически все беспилотные автомобили созданы по схожей схеме. Внутри есть ряд модулей, каждый из которых решает свою задачу и позволяет автомобилю перемещаться в пространстве. Первый — это модуль восприятия (за него я отвечаю). Он получает данные с камер, лидаров, других датчиков и обрабатывает их, выдавая информацию о том, где и на каком расстоянии находится препятствие, куда можно ехать, а куда нет. Второй модуль называется локализация. При помощи различных сенсоров он с точностью до сантиметра определяет, где в пространстве находится машина. Дальше информация из модулей восприятия и локализации поступает в третий модуль — планирования и управления. На основе высокоточной карты (с точностью до сантиметра), своего положения и положения препятствий на дороге он формирует маршрут, выдает команды двигателю, тормозам и т. д. Соответственно, в этот модуль загружается рабочее задание, и машина едет.
— Можем ли мы говорить, что в основе технологии беспилотного авто лежит искусственный интеллект?
Само понятие ИИ достаточно размытое. Если брать классическое академическое определение ИИ, то это некоторая система, которая самостоятельно действует в реальном мире и принимает решения. И в этом смысле беспилотный автомобиль — это самый настоящий ИИ. Но не надо его понимать как интеллект человеческий, ведь он устроен по-другому.
Но для обывателя сегодня ИИ — это в первую очередь нейронные сети. И да, они активно используются, в основном в двух модулях — модуле восприятия и модуле управления, в той части, которая предсказывает поведение других участников дорожного движения. Например, когда вы за рулем авто и понимаете, что если не остановитесь или не притормозите, то траектории с автомобилем, едущим рядом, пересекутся. В этом моменте в беспилотном авто так же используются нейронные сети.
В остальных модулях (локализации, построения маршрута) нейронные сети не используются, но академически их тоже можно считать алгоритмами ИИ, поскольку в них происходит выбор маршрута, построение оптимальной траектории и т. д.
— Как управляется ваш автомобиль?
У наших машин нет кабины водителя и присутствие человека в них не предусмотрено. Конечно, пока идет отладка, рядом присутствует контролер, который может остановить машину в любой момент. Но при работе в реальных условиях грузовик перемещается самостоятельно по заданному маршруту.
— Как происходит процесс разработки, какие специалисты привлечены к созданию беспилотников?
У нас есть программисты, менеджеры, тестировщики, веб-разработчики, дизайнеры, в том числе и промышленные. У нас очень большой конструкторский и производственный отделы, это то, что отличает нас от классической разработки ПО.
У нас очень строгие требования к тестированию, ведь автомобиль должен быть безопасным. Сначала ПО проходит проверку в симуляторе, и только после этого, когда мы убеждаемся, что все правильно работает, отдел тестирования приступает к проверке в реальных условиях. Служба эксплуатации контролирует правильность траектории движения и безопасность.
— На каком этапе развития создание беспилотных систем?
Есть такая теория развития любой сложной технологии, как Gartner Hype Cycle. Смысл ее в том, что с появлением новой технологии к ней возникает взрывной интерес, который зачастую сопровождается завышенными ожиданиями. Со временем интерес спадает, финансирование уменьшается, может наступить разочарование от неоправданных ожиданий. Наступает так называемая «зима». Именно в этом месте сейчас и находится индустрия беспилотных авто. Хайп, когда все об этом говорили, прошел.
Большое количество компаний сейчас терпят убытки, проходят стадии слияний, поглощений, закрытия. Но есть и компании, как «ЭвоКарго», которые продолжают развиваться, ведут опытную эксплуатацию в реальных условиях. В такое время как никогда важно осознать ценность уже имеющихся технологий, выйти на плато и активно внедрять свои продукты в жизнь, не дожидаясь очередной волны хайпа. Того, чего мы достигли, уже достаточно, чтобы делать некоторые бизнес-процессы эффективнее и приносить пользу нашим клиентам.
— Какие сложности в развитии отрасли и на пути внедрения вы бы выделили?
Дороговизна и сложность сенсоров. И один из основных — лидар, который лазером сканирует окружающее пространство и дает точную информацию по расстоянию и наличию препятствий. Конечно, за последние пять лет лидары существенно подешевели, но тем не менее являются достаточно дорогими и хрупкими сенсорами.
Если говорить про камеры, то это относительно дешевые устройства, но для них нужно дорогие ускорители вычислений, чтобы большие нейронные сети могли работать прямо на борту автомобиля.
Ну и консерватизм людей, которые побаиваются новой технологии. Само по себе это не является препятствием, поскольку, когда люди увидят все плюсы беспилотной техники, начнут ею пользоваться. Но из-за этой боязни может произойти какое-то чрезмерное госрегулирование отрасли, что может замедлить темпы внедрения.
— Программные сбои беспилотников — это пока еще несовершенство технологии?
Тут надо разделять две истории. Первое — несовершенство технологии: конечно, сейчас идет активная разработка и, как в любом ПО, здесь появляются ошибки, которые могут приводить к разной степени драматичности последствиям. Поэтому каждое обновление ПО на наших машинах проходит много этапов тестирования, прежде чем попасть в эксплуатацию — от автотестов и проверок на симуляторе до проездов на тестовых полигонах при разных нагрузках и в разных погодных условиях.
Второе — в основе беспилотной системы лежат нейронные сети, и у них есть такое свойство: они как человек, по стечению обстоятельств могут не увидеть какой-то момент, что может привести к инциденту. Сложно сделать нейронную сеть такой, чтобы она видела достаточно хорошо. Но можно сделать так, чтобы она видела лучше, чем человек.
Если говорить про отрасль в целом, то основной измеритель качества технологии — это количество километров, которое может проехать беспилотный автомобиль без инцидентов. То есть берется общий километраж, который проезжают автомобили, и это число делится на общее количество аварий. И насколько мне известно, сегодня у некоторых американских компаний-производителей беспилотных авто данный показатель выше по сравнению со статистикой авто, управляемых человеком. То есть беспилотный автомобиль с точки зрения аварийности уже безопаснее, чем управляемый водителем.
Как только мы докажем, что беспилотный автомобиль ездит лучше и безопаснее, чем управляемый человеком, хоть и бывают программные сбои, это уже повод внедрять технологию повсеместно.
— Когда автопилот пятого уровня может стать доступным для обывателей?
Сейчас все компании работают над четвертым уровнем автономности: это когда авто функционирует без участия человека, но в ограниченных условиях. Например, наши грузовики передвигаются по закрытой территории, беспилотные такси обслуживают определенных районы города или регионов.
Если говорить о четвертом уровне автономности, то такие беспилотники уже появляются — в Иннополисе, например. Думаю, через несколько лет, с поправкой на экономическую ситуацию, они будут внедряться повсеместно.
Пятый уровень подразумевает возможность работы без ограничений, как человек. Т. е. он и в забитом московском дворе припаркуется, и в Магадан вас довезёт, и по проселочной дороге без карты на рыбалку вас свозит. И вот этот уровень пока что недостижим.
— Что поможет преодолеть психологический барьер при переходе к беспилотному автотранспорту? Насколько вам комфортно в таком авто?
Я энтузиаст этого дела, понимаю, как это работает, поэтому мне очень комфортно и интересно. А в целом, думаю, это вопрос привычки. Вот я, например, лет пять катаюсь на лошадях и очень хорошо помню свой первый раз и страх, который я тогда испытывал. Сегодня я вполне уверенно чувствую себя на лошади.
— Беспилотники в области грузоперевозок изменят рынок?
Я бы отметил два основных момента. Первый заключается в исчезновении человеческого фактора. Беспилотная машина может ехать 24/7, ей нужна только заправка. Перемещаясь с разрешенной скоростью, она будет доставлять груз существенно быстрее, чем это сделает водитель. Плюс появляются возможности для организации сверхдальних логистических коридоров. Все это открывает новые горизонты для рынка грузоперевозок.
Второй момент — перераспределение рынка от логистических компаний, которые занимаются перевозкой, к производителям автомобилей. Есть один нюанс, который особенно актуален с внедрением электрического транспорта: ресурс электрических беспилотных авто гораздо выше по сравнению с авто с ДВС, меньше механических деталей, меньше износ. И производителям будет выгоднее продавать не технологию как транспорт, а оказывать услуги по перевозке грузов. Это модель нашей компании: мы делаем автомобили, мы их не продаем, а продаем услугу перевозки грузов. При этом за беспилотниками следят и их эксплуатируют специально обученные люди, представители нашей компании. И мировые аналитические компании видят и подчеркивают этот тренд. Классические логистические компании не могут производить свои автомобили, они будут вынуждены покупать эту услугу у автопроизводителей. Это будет похоже на современный железнодорожный транспорт: вы не имеете свой локомотив, но можете арендовать вагон или услугу по доставке груза у железнодорожной компании.
— Как будет развиваться беспилотный автотранспорт в ближайшие пять, десять, двадцать лет?
Мне видится три основных этапа, которые будем проходить. Следующие пять лет беспилотные машины будут появляться на дорогах, люди постепенно будут привыкать к ним. Через десять лет — массовое внедрение: беспилотный автомобиль будет восприниматься нормально и перестанет быть инновацией. Ну а на горизонте двадцати лет и дальше мы увидим дороги и автострады, на которых автомобилем нельзя будет управлять человеку по той простой причине, что беспилотный автомобиль делает это гораздо лучше: выше скорость, лучше реакция.