Większość użytkowników dróg zna autonomiczne samochody osobowe jedynie z relacji prasowych i materiałów zamieszczanych w Internecie. Przy odrobinie szczęścia można je zobaczyć na żywo w: USA, Wielkiej Brytanii, we Francji albo w Chinach.

Wiele wskazuje na to, że w ciągu najbliższych kilku lat pierwsze modele trafią do sprzedaży i będziemy musieli oswoić się z myślą, że określenie „uczestnik ruchu drogowego” oznacza nie tylko człowieka.

To nie jest zdalne sterowanie

Pojazdy autonomiczne bywają mylone ze zdalnie sterowanymi. Niesłusznie, bo różnica jest bardzo duża. Zdalnie sterowany samochód potrzebuje kierowcy. Człowiek może być oddalony setki albo tysiące kilometrów od pojazdu, którym steruje, ale jest niezbędny. Obserwuje obraz przekazywany przez kamery zamontowane w pojeździe i wydaje polecenia przekazywane drogą radiową do maszyny. Człowiek chce, żeby samochód skręcił, a pojazd jedynie wykonuje zamiar człowieka.
Samochody autonomiczne działają inaczej: człowiek decyduje o tym, dokąd i ewentualnie jaką trasą mają dojechać, i na tym kończy się jego zadanie. Pojazd rusza z miejsca i od tej chwili sam podejmuje wszystkie decyzje: rozpoznaje pas ruchu, rejestruje przeszkody, omija je, skręca, sygnalizuje manewry, utrzymuje bezpieczną odległość od innych pojazdów, reaguje na obecność ludzi i zwierząt. W krytycznej sytuacji zatrzymuje się tak, aby uniknąć niebezpieczeństwa.
Tak ma wyglądać autonomiczny samochód przyszłości. Dzisiejsze pojazdy eksperymentalne wciąż są nadzorowane przez ludzi, choć często ich „opiekunowie” pracują z dala od pojazdu. Trudno powiedzieć, jak długo technologia i przepisy o ruchu drogowym będą dojrzewały, ale automaty w końcu pojawią się na drogach, a ich liczba z roku na rok będzie sukcesywnie rosła.

Elektronika i matematyka

Budowa samochodów autonomicznych zajmowała konstruktorów od bardzo dawna. Pierwsze pomysły automatyzowania niektórych czynności związanych z prowadzeniem pojazdu pojawiły się u zarania motoryzacji, ale na całkowicie dojrzałe projekty trzeba było poczekać do XXI wieku.
Samodzielność pojazdu jest pozorna: w rzeczywistości wszystkie decyzje podejmuje komputer czy raczej zespół komputerów. Decyzje te podejmowane są na podstawie danych przekazywanych z dziesiątek czujników mierzących: odległości od przeszkód, prędkość, przyspieszenie, a przede wszystkim z kamer rejestrujących obrazy z otoczenia pojazdu.
Komputer przetwarza strumień danych i w czasie rzeczywistym, z najmniejszym możliwym opóźnieniem, decyduje, jak mają działać wszystkie mechanizmy ważne dla bezpieczeństwa jazdy: układy kierowniczy i hamulcowy, kontrola prędkości itp. Określenie „komputer przetwarza” jest wielkim uogólnieniem. Chodzi o to, że program napisany przez ludzi na podstawie ich: doświadczeń, wiedzy o ruchu drogowym, parametrach technicznych pojazdu, jakości nawierzchni, warunkach atmosferycznych i setek innych szczegółów, rozpoznawszy konkretny splot okoliczności, powoduje określone zadziałanie mechanizmów pojazdu, np. gwałtowne hamowanie połączone ze zmianą położenia przednich kół w celu ominięcia przeszkody.
Żeby stało się to możliwe, trzeba było zbudować wystarczająco silne i małe komputery, odpowiednio wrażliwe i odporne na zakłócenia czujniki, a przede wszystkim stworzyć i przebadać setki, jeśli nie tysiące, matematycznych modeli odtwarzających każdą fazę jazdy i większość możliwych sytuacji, które mogą się wydarzyć na drodze. Ponieważ nie sposób opisać wszystkich teoretycznie możliwych przypadków, trzeba było stworzyć algorytm, który sam będzie się „uczył” właściwego zachowania, analizując zapisy tysięcy godzin jazdy po rzeczywistych drogach. Stało się to możliwe dzięki trzem technologiom: sztucznej inteligencji, uczeniu maszynowemu i uczeniu głębokiemu.

Po co autonomia?

Najbardziej zaawansowany projekt autonomicznego samochodu osobowego realizuje Google. Waymo jest jedynym pojazdem, o którym można powiedzieć, że osiągnął piąty poziom w sześciostopniowej skali i ma szansę jako pierwszy dojrzeć do stadium komercyjnej realizacji i sprzedaży.
Google w materiałach promocyjnych twierdzi, że samochody autonomiczne będą powstawały przede wszystkim dlatego, że ludzie są gorszymi kierowcami, a do większości wypadków dochodzi z ich winy. Automaty mają krótszy czas reakcji, mogą widzieć to, czego nie zauważy człowiek (obraz przeszkody w podczerwieni, w gęstej mgle), nie upijają się, nie zażywają narkotyków, nie mogą zasłabnąć ani zdrzemnąć się za kierownicą.

Historia

Historia usamodzielniania samochodów jest bardzo długa. Od dawna próbowano dołożyć odrobinę samodzielności tam, gdzie człowiek zawodził, na przykład ze względu na zbyt długi czas reakcji albo niecierpliwość. ABS zapobiega blokowaniu kół, bo sterownik potrafi bardzo szybko przetwarzać informacje o prędkości obrotowej i dostosowywać siłę hamowania do warunków jazdy.
Poduszkami powietrznymi, kurtynami i napinaczami pasów musi sterować automat, bo ludzki czas reakcji jest o kilka rzędów wielkości zbyt długi i bez mikroprocesorowego sterownika system zadziałałby po fakcie.
Aktywny tempomat mierzy odległość od poprzedzającego pojazdu i dostosowuje prędkość tak, żeby zachować stałą, bezpieczną odległość. Nagłe zbliżenie do przeszkody skutkuje gwałtownym hamowaniem i daje szansę na uniknięcie wypadku – najechania na tył pojazdu.
Systemy rozpoznawania pasa ruchu i znaków ograniczających prędkość wspomagają kierowców w pokonywaniu długich, nużących odcinków trasy, na przykład na autostradzie.
„Asystenci parkowania” oszczędzają nerwy kierowców, gwarantując skuteczne i bezbolesne parkowanie w pozornie zbyt ciasnych miejscach. Żaden z tych mechanizmów nie daje pojazdowi samodzielności, ale bez nich stworzenie konstrukcji podobnych do Waymo nie byłoby możliwe.

Wypadki i etyka

Teoretycy rozważający konsekwencje dopuszczenia do ruchu całkowicie automatycznych i autonomicznych pojazdów stawiają pytania z pogranicza prawa i filozofii: jak powinien zachować się automat sterujący pojazdem, jeśli musiałby wybierać między uderzeniem w pojedynczą osobę a wjechaniem w grupę osób? Kogo należy chronić w pierwszej kolejności: matkę z niemowlęciem, dziecko, dorosłego mężczyznę czy seniora?
Na tak postawione pytania nie ma dobrej odpowiedzi, ponieważ pytający zakładają, że automat powinien zrobić coś, co nie udaje się człowiekowi: zachować się racjonalnie i podjąć decyzję opartą na chłodnej kalkulacji. Nie istnieje nic, co moglibyśmy nazwać „etyką automatu”; jest tylko etyka projektanta, który, chcąc oddać ludzki sposób podejmowania tak ważnych decyzji, powinien uwzględnić losowy wybór. Działając pod presją i w deficycie czasu, często podejmujemy przypadkowe decyzje.

Prawo

Pojazdy mechaniczne uczestniczą w ruchu drogowym w przestrzeni publicznej na zasadach określonych przez ustawę Prawo o ruchu drogowym (za granicą miewa ono różne nazwy, ale istota jest podobna). W obowiązujących dziś przepisach nie ma mowy o pojazdach poruszających się bez kierowcy (poza transportem szynowym). Wszystkie decyzje podejmuje „kierujący pojazdem”, on też ponosi odpowiedzialność za własne błędy, brak wyobraźni (ograniczone zaufanie do innych uczestników ruchu).
W pojazdach autonomicznych decyzje będą podejmowały programy na podstawie danych dostarczanych w czasie rzeczywistym przez rozbudowany zestaw czujników. Kto ma ponieść konsekwencje błędów? Producent pojazdu czy programiści? Integrator łączący sprzęt komputerowy z infrastrukturą samochodu i oprogramowaniem? A może testerzy, którzy nie przewidzieli wszystkich możliwych okoliczności i przeoczyli niedoskonałości programu?
Jeśli wczytamy się w umowę licencyjną na dowolny program komputerowy, najprawdopodobniej znajdziemy klauzulę wykluczającą odpowiedzialność autorów oprogramowania za szkody, które może wyrządzić. Czy producenci pojazdów w podobny sposób odrzucą odpowiedzialność za skutki jazdy autonomicznej: „sam włączyłeś tryb autonomiczny, więc jeśli dojdzie do wypadku, sam odpowiadasz”?

Ubezpieczenia

Wypadki drogowe zazwyczaj oznaczają poważne straty: znaczne uszkodzenie pojazdów, przewożonego mienia, obrażenia uczestników, często szkodę całkowitą na pojeździe lub śmierć człowieka. Większość sprawców nie byłaby w stanie pokryć strat, które spowodowali, dlatego ubezpieczenia odpowiedzialności cywilnej są obowiązkowe. Ubezpieczyciele przyjmują na siebie obowiązek wypłaty odszkodowań czy rent inwalidzkich.
Każda polisa zawiera informacje o okolicznościach wyłączających odpowiedzialność ubezpieczyciela. Należą do nich: stan nietrzeźwości kierowcy, świadome doprowadzenie do wypadku i wiele innych. Zapewne w przypadku pojazdów autonomicznych trzeba będzie zdefiniować szerszy zakres okoliczności przenoszących odpowiedzialność na właściciela pojazdu albo kogoś innego. Można sobie wyobrazić, że ubezpieczyciel nie będzie chciał wypłacić odszkodowania, jeśli samochód wyjechał na drogę z niesprawnymi czujnikami, z samowolnie zmodyfikowanym oprogramowaniem, ze zdjętymi ograniczeniami wymaganymi przez producenta.
Pojawią się pytania, które dziś wydają nam się całkowicie teoretyczne, może nawet abstrakcyjne: czy jeśli samochód wykorzystywał podczas jazdy algorytm oparty na sztucznej inteligencji, to jest możliwe, żeby doprowadził do wypadku, kierując się czymś, co u człowieka nazwalibyśmy „złą wolą” albo „świadomym sprowadzeniem zagrożenia w ruchu lądowym”?

Badanie wypadków

Dopuszczenie samochodów autonomicznych do ruchu po drogach publicznych sprawi, że na wiele problemów trzeba będzie spojrzeć inaczej niż dotychczas. Nie ulega wątpliwości, że pojazdy autonomiczne będą uczestniczyły w kolizjach i wypadkach. Bez względu na to, czy odegrają rolę sprawców, czy poszkodowanych, policja stanie przed wyzwaniem zabezpieczenia materiału dowodowego.
Zdarzenia z udziałem tradycyjnych pojazdów bada się od dawna. Istnieją sprawdzone procedury; wiadomo, jak należy zabezpieczać i oceniać materiał dowodowy. Niezależnie od dowodów materialnych: śladów hamowania, zdjęć uszkodzeń, śladów lakieru obcego pojazdu, przesłuchuje się świadków. Z reguły najważniejszymi są kierowcy i pasażerowie uczestniczący w zdarzeniu, ponieważ mogą opisać, co widzieli, wytłumaczyć swoje decyzje, poinformować o faktach niemożliwych do ustalenia w inny sposób (złe samopoczucie, zwierzę przebiegające przez jezdnię, oślepienie reflektorami innego pojazdu).
W samochodach autonomicznych albo nie będzie kierowców (a w przypadku zautomatyzowanych pojazdów dostawczych także pasażerów), albo nie będą oni zobligowani do ciągłego śledzenia otoczenia, więc mogą nie znać okoliczności wypadku. Najprawdopodobniej pojazdy autonomiczne będą wyposażone w jakiś rodzaj czarnych skrzynek, gromadzących informacje o przebiegu jazdy, w tym zapis obrazu z kamer. Funkcjonariusze wydziałów ruchu drogowego na całym świecie będą musieli wypracować nową metodologię zabezpieczania takiego materiału, poddawania go analizie, badaniom porównawczym itp.
Sprawa jest skomplikowana, bo jeśli nawet na filmie będzie można dostrzec pojazd lub osobę, która spowodowała wypadek, trzeba będzie udowodnić, że oprogramowanie pojazdu miało szansę zidentyfikować obiekt jako potencjalne zagrożenie. Powstaje pytanie: czy algorytm „widzi” dokładnie tak, jak ludzie? Czy ulega podobnym złudzeniom, czy w jednakowym stopniu przeszkadza mu deszcz, mgła? Przecież czujniki montowane w pojazdach autonomicznych mogą reagować na inne bodźce niż nasze zmysły: na podczerwień, ultradźwięki, fale elektromagnetyczne itp.

Poziomy autonomii

Poziom 0
Do tej kategorii należy większość samochodów, które spotykamy dzisiaj na drogach. Kierowca wykonuje wszystkie czynności związane z jazdą, żadna funkcja nie jest zautomatyzowana.

Poziom 1
Najczęściej spotykany rodzaj samochodów autonomicznych. Komputer sterujący pojazdem może wpływać na niektóre parametry jazdy, ale obecność kierowcy jest niezbędna i to on prowadzi pojazd. Do tej grupy należą pojazdy wyposażone np. w aktywny tempomat dostosowujący prędkość w taki sposób, żeby utrzymać stałą, bezpieczną odległość od jadącego przed nim pojazdu. Innym typowym układem jest asystent parkowania, odpowiadający za ustawienie kół, podczas gdy kierowca kontroluje prędkość.

Poziom 2
Automatyka może kontrolować wszystkie najważniejsze systemy samochodu: układ kierowniczy, hamulcowy i silnik, samodzielnie utrzymując odpowiednią prędkość pojazdu i tor jazdy. Kierowca może na chwilę odwrócić uwagę od drogi, ale samochód nie może jechać bez niego. Na tym poziomie działa układ ProPilot instalowany przez Nissana w modelu Leaf.

Poziom 3
Pierwszym samochodem zakwalifikowanym do tej grupy było Audi A8L. Kierowca może całkowicie przekazać automatowi prowadzenie pojazdu, ale jest to dopuszczalne jedynie w określonych warunkach, np. przy szybkości nie większej niż 60 km/h. Mimo że technicznie istnieje taka możliwość, prawo nie dopuszcza jazdy samochodu po drogach publicznych, jeśli kierowca nie panuje nad pojazdem.

Poziom 4
Tego typu samochody mają poruszać się całkowicie niezależnie od kierowcy, chyba że zechce on interweniować i przejąć sterowanie. Podczas jazdy kierowca może zająć się czymkolwiek: oglądać telewizję, czytać książkę, przeglądać Internet. Musi być obecny w pojeździe, ale samochód powinien samodzielnie identyfikować wszelkie zagrożenia, unikać ich, a jeśli nie ma innego wyjścia – bezpiecznie zatrzymać pojazd i czekać na interwencję kierowcy. Prace nad tego typu samochodem prowadzi Google pod kryptonimem „project Waymo”.

Poziom 5
Pojazdy całkowicie autonomiczne, dopuszczone do ruchu po drogach publicznych bez kierowcy. Samochody te mogłyby przewozić towary albo ludzi, pełniąc rolę automatycznych taksówek lub pojazdów dostawczych. Takie samochody jeszcze nie istnieją, nie ma też regulacji prawnych, które umożliwiłyby dopuszczenie ich do ruchu po drogach publicznych, poza nadzorowanymi strefami przeznaczonymi do prowadzenia testów.

Piotr Kołaczek