Ubytovna Frydek-Mistek

Autonomní vozidla už nejsou jen snem budoucnosti

Ještě před deseti lety zněla představa auta, které samo řídí, jako čirá fantazie. Dnes testovací flotily autonomních vozidel najezdí denně tisíce kilometrů v reálném provozu měst jako San Francisco, Phoenix nebo Peking. Technologie se zdokonaluje závratným tempem a otázka už nezní jestli, ale kdy se samořídící auta stanou běžnou součástí našich silnic. Cesta k plné autonomii je však lemována technickými výzvami, legislativními překážkami a etickými dilematy, které musíme jako společnost vyřešit.

Srdcem každého autonomního vozidla je sofistikovaná soustava senzorů. Lidary vysílají laserové paprsky a z jejich odrazů vytváří přesnou trojrozměrnou mapu okolí. Radary měří vzdálenost a rychlost ostatních účastníků provozu. Ultrazvukové senzory pomáhají při parkování a manévrování v těsných prostorech. A pak jsou tu kamery - desítky kamer snímajících okolí v různých směrech a spektrech. Právě kombinace dat ze všech těchto zdrojů umožňuje vozidlu vytvořit si komplexní představu o situaci na silnici a reagovat na ni v reálném čase.

Umělá inteligence zpracovává ohromné množství dat a činí rozhodnutí v milisekundách. Neuronové sítě trénované na miliardách kilometrů jízdy se naučily rozpoznávat chodce, cyklisty, zvířata, dopravní značky i nepředvídatelné chování ostatních řidičů. Ale i ty nejpokročilejší algoritmy mohou selhat v situacích, které nikdy předtím neviděly. Proto je kamerový systém vozidla navržen s maximální redundancí - pokud jedna kamera selže, ostatní převezmou její funkci. Bezpečnost je absolutní prioritou a žádný kompromis není přípustný.

Úrovně autonomie definované organizací SAE International pomáhají orientovat se v tom, co jednotlivá vozidla skutečně umí. Level nula znamená žádnou automatizaci, level pět pak plnou autonomii bez potřeby lidského zásahu za jakýchkoli podmínek. Většina dnešních pokročilých asistenčních systémů odpovídá levelu dva nebo tři - auto zvládne řídit samo na dálnici, ale řidič musí být připraven převzít kontrolu. Skutečný level čtyři, kdy vozidlo nepotřebuje člověka za volantem v definovaných podmínkách, testuje zatím jen hrstka společností v omezených geografických oblastech.

Waymo, dceřiná společnost Alphabetu, patří k lídrům v oblasti autonomní dopravy. Její robotaxi bez řidiče vozí skutečné zákazníky v americkém Phoenixu už několik let. Cruise, vlastněný General Motors, operuje v San Franciscu. Čínské společnosti Baidu a Pony.ai testují své technologie v desítkách měst po celé Číně. Tesla razí odlišný přístup - namísto drahých lidarů spoléhá výhradně na kamery a software, který se učí z dat milionů vozidel na silnicích. Každá cesta je příležitostí ke zlepšení algoritmu.

Bezpečnostní aspekty autonomních vozidel sahají daleko za samotné řízení. Vozidlo připojené k internetu je potenciálním cílem hackerů. Představte si následky, kdyby někdo převzal kontrolu nad brzdami nebo volantem jedoucího auta. Proto výrobci investují obrovské prostředky do kybernetické bezpečnosti. Komunikace mezi vozidlem a cloudem je šifrována, softwarové aktualizace procházejí přísnými kontrolami a systémy jsou navrženy tak, aby v případě detekce průniku bezpečně zastavily. Fyzická bezpečnost vozidla doplňuje tu kybernetickou - kamery a senzory monitorují okolí i při parkování a upozorní majitele na podezřelou aktivitu.

Infrastruktura pro autonomní budoucnost

Samotná vozidla jsou jen částí skládanky. Pro plné využití jejich potenciálu potřebujeme chytrou infrastrukturu. Komunikace vehicle-to-everything, zkráceně V2X, umožňuje vozidlům vyměňovat si informace nejen mezi sebou, ale i s dopravními značkami, semafory a řídicími systémy. Semafor může autonomnímu autu oznámit, za kolik sekund se rozsvítí zelená, takže vozidlo přizpůsobí rychlost a projede křižovatkou bez zastavení. To šetří čas, palivo i snižuje emise.

Města po celém světě budují infrastrukturu připravenou na autonomní dopravu. Speciální pruhy vyhrazené pro samořídící vozidla, nabíjecí stanice pro elektrická autonomní auta, parkovací domy s automatickým parkováním bez řidiče. Kamerové systémy monitorující dopravu poskytují data pro optimalizaci provozu a detekci incidentů. Chytré město budoucnosti bude fungovat jako integrovaný organismus, kde vozidla, infrastruktura a řídící systémy spolupracují na plynulé a bezpečné dopravě.

Mapování s centimetrovou přesností je základem navigace autonomních vozidel. Běžné GPS má přesnost několik metrů, což pro samořízení nestačí. Proto společnosti jako HERE, TomTom nebo Mobileye vytvářejí vysoce detailní mapy obsahující informace o jízdních pruzích, dopravních značkách, obrubnících a dalších prvcích. Tyto mapy se neustále aktualizují - vozidla vybavená příslušnými senzory nahrávají data o změnách, které zaregistrují. Uzavírka, nová značka nebo změněné vodorovné značení se tak do map promítne během hodin.

Počasí představuje jednu z největších výzev pro autonomní vozidla. Hustý déšť, sněžení nebo mlha mohou degradovat výkon senzorů. Lidar má problém s vodními kapkami, kamery s oslněním nebo nízkým kontrastem. Výrobci pracují na senzorech odolnějších vůči nepřízni počasí a algoritmech schopných fungovat i s degradovanými vstupními daty. Některé systémy v extrémních podmínkách sníží rychlost nebo požádají řidiče o převzetí kontroly. Plná autonomie v jakémkoli počasí zůstává zatím nedosaženým cílem.

Testování autonomních vozidel vyžaduje miliardy kilometrů jízdy, aby se pokryly všechny možné situace. Reálné testování na silnicích je drahé a časově náročné. Proto se stále více využívá simulace. Virtuální prostředí věrně kopírují skutečná města s jejich specifiky - hustota provozu, chování chodců, stav vozovek. V simulaci lze bezpečně testovat i nebezpečné scénáře jako srážku s jiným vozidlem nebo náhlé vběhnutí dítěte do vozovky. Každý skutečně najetý kilometr generuje data, která obohacují simulační prostředí.

Právní rámec pro autonomní vozidla se teprve formuje. Kdo je odpovědný za nehodu způsobenou samořídícím autem - majitel, výrobce, nebo dodavatel softwaru? Jak pojišťovat vozidla bez řidiče? Smí autonomní auto porušit dopravní předpisy, aby zabránilo nehodě? Zákonodárci po celém světě hledají odpovědi na tyto otázky. Evropská unie pracuje na harmonizovaném regulačním rámci, jednotlivé státy USA přijímají vlastní legislativu. Jasná pravidla jsou nezbytná pro masové rozšíření technologie.

Revoluce v dopravě a městském plánování

Autonomní vozidla mohou fundamentálně změnit podobu našich měst. Pokud lidé nebudou potřebovat vlastní auto, protože si kdykoli přivolají autonomní taxi, klesne počet vozidel v ulicích. Parkovací domy v centrech se stanou zbytečnými a uvolní místo pro parky nebo bydlení. Samořídící auta mohou parkovat na okrajích měst a přijet pro cestující na zavolání. Ulice se zúží, protože autonomní vozidla dokáží jet bezpečně blíže k sobě. Prostor získaný úbytkem parkovacích míst ožije novým životem.

Sdílená autonomní mobilita může být odpovědí na přetížené městské dopravy. Namísto tisíců osobních aut stojících dvacet tři hodiny denně by relativně malá flotila sdílených vozidel pokryla dopravní potřeby celého města. Kombinace autonomních shuttlů pro kratší vzdálenosti a větších vozidel pro páteřní trasy by vytvořila efektivní systém veřejné dopravy bez potřeby vlastnit auto. Pro seniory nebo zdravotně postižené by to znamenalo zásadní zlepšení mobility a nezávislosti.

Nákladní doprava patří k oblastem s největším potenciálem pro autonomizaci. Dlouhé trasy po dálnicích jsou relativně jednoduché na automatizaci - žádní chodci, žádné složité křižovatky, předvídatelné podmínky. Autonomní kamiony by mohly jet ve skupinách těsně za sebou, což snižuje spotřebu paliva díky sníženému aerodynamickému odporu. Řidiči by nebyli limitováni zákonnou dobou řízení, takže zboží by dorazilo rychleji. Několik společností už testuje platooning, tedy jízdu kamionů v konvoji řízeném jedním vozidlem.

Dopad na zaměstnanost bude značný. Miliony lidí po celém světě pracují jako řidiči - taxikáři, kurýři, řidiči kamionů a autobusů. Automatizace jejich práce vyvolává oprávněné obavy. Historie však ukazuje, že technologický pokrok vždy vytvořil více pracovních míst, než kolik zrušil. Vzniknou nové profese - operátoři flotil autonomních vozidel, technici specializovaní na jejich údržbu, specialisté na bezpečnost a kybernetickou ochranu. Přechod bude vyžadovat rekvalifikace a sociální opatření, ale není důvod k panice.

V České republice a speciálně v Ostravě se téma autonomní dopravy dostává do popředí zájmu. Moravskoslezský kraj s tradicí těžkého průmyslu a automobilové výroby má předpoklady stát se centrem vývoje a testování nových dopravních technologií. Kamerový systém Ostrava spolupracuje s dopravními podniky na implementaci monitorovacích řešení, která jsou kompatibilní s budoucí infrastrukturou pro autonomní vozidla. Kamery na křižovatkách a v uzlových bodech poskytují data využitelná nejen pro řízení současného provozu, ale i pro přípravu na autonomní budoucnost.

Etické otázky spojené s autonomními vozidly vyvolávají vášnivé debaty. Slavný problém tramvaje - když nehoda je nevyhnutelná, má vozidlo obětovat posádku, nebo chodce? - nabývá nové dimenze, když rozhoduje algoritmus. Filozofové, inženýři a právníci hledají společnou řeč. Kulturní rozdíly komplikují věc ještě více - výzkumy ukazují, že lidé v různých zemích preferují různá řešení morálních dilemat. Naprogramovat univerzální etiku do globálně prodávaného vozidla je možná neřešitelný úkol.

Budoucnost autonomní dopravy je nevyhnutelná, i když její časový horizont zůstává nejistý. Optimisté předpovídali plnou autonomii do roku 2020, realita je střízlivější. Technické problémy jsou složitější, než se zdálo, legislativa zaostává a veřejnost si na myšlenku auta bez řidiče teprve zvyká. Ale pokrok je nezastavitelný. S každým najetým kilometrem se algoritmy zlepšují, senzory zlevňují a infrastruktura připravuje. Generace našich dětí možná bude považovat ruční řízení za kuriózní koníček podobný jízdě na koni - nostalgickou zábavu, nikoli každodenní nutnost.