Представьте: вы садитесь в привычное такси, пристёгиваетесь, при этом продолжаете набирать письмо на своём смартфоне. Машина трогается, вы отправляете сообщение, откидываетесь на спинку сидения… и понимаете, что в машине кроме вас никого нет. Нет, это не история про таксиста-призрака, это будущее, с которым мы можем столкнуться уже совсем скоро: вы просто оказались в беспилотном такси.

Беспилотной называют машину, которая может передвигаться без участия водителя, или с его частичной помощью. Их так и классифицируют — от 0 до 5, где 0 — обычное транспортное средство с человеком за рулём, а 5 — автомобиль, который самостоятельно анализирует ситуацию на дороге и принимает решение, как безопасно добраться до пункта назначения.

Беспилотник буквально напичкан различными технологиями. У него есть «органы чувств», с помощью которых он считывает окружающую среду. Есть мозг, в котором он принимает решения. И есть механизмы, которые приводят его в движения. Собственно, что ещё нужно, чтобы заменить живого водителя? Давайте посмотрим, как всё это работает.

Первое, что беспилотнику нужно сделать, — сориентироваться в пространстве. Понять, какие объекты находятся вокруг, с какой скоростью и в какую сторону движутся, представляют ли угрозу. За это отвечают три класса устройств: радары, лидары и камеры.

Радар помогает определить объекты и их скорость на большом расстоянии — до 300 метров. Лидар работает на меньшем расстоянии, но намного точнее. Он может определить силуэты, направление движения и скорость людей или других машин. Камера же нужна, чтобы считывать детали: свет сигнала светофора, надпись на знаке.

Беспилотник просканировал окружающую среду. Можно выдвигаться в путь? Ещё рано: информация с датчиков — это просто набор сигналов, их нужно обработать. В дело вступает искусственный интеллект, который решает задачу предсказания — прогнозирует, как изменится ситуация на дороге в течение следующих секунд.

Система считывает координаты автомобиля, показатели всех датчиков и строит маршрут. Решает, как и куда поехать, где повернуть, в какой момент остановиться, чтобы пропустить пешехода, до какой скорости разогнаться.

Дальше в дело вступают более простые механизмы, которые запускают двигатель, управляют рулём, переключают передачи. В беспилотном автомобиле могут использовать уже привычные технологии: круиз-контроль, чтобы удерживать полосу, систему предотвращения блокировки колёс, автоматический паркинг.

В будущем в беспилотниках появятся и другие технологии. Например, интернет вещей, чтобы автомобили обменивались информацией на дороге и предупреждали друг друга об опасностях. Или дополненная реальность, чтобы проецировать на лобовое стекло полезную информацию для пассажиров.

Чтобы беспилотник стал достаточно самостоятельным, в нём используется нейронная сеть. Она решает задачу обучения с подкреплением. То есть, автомобиль учится на своих ошибках: врезается, не вписывается в поворот, едет слишком медленно или слишком быстро. Он получает обратную связь от окружающей среды и в итоге учится выбирать оптимальную стратегию.

У машины нет задачи запомнить наизусть карту города и просто воспроизвести маршрут. Ей нужно научиться находить лучшее решение в любой дорожной ситуации, минимизировать ошибки и максимизировать выгоду. То есть, научиться добираться до конечной точки с наименьшим расходом ресурсов, вроде времени и топлива, при этом безопасно для пассажиров.

Компания Tesla, в автомобили которой встроен автопилот, поделилась статистикой аварийности за первый квартал 2020 года: владельцы автомобилей, которые используют автопилот, попадают в аварии в три раза реже, чем те, кто не использует автопилот и другие активные функции безопасности. То есть, беспилотные автомобили могут быть даже комфортнее, чем машины с живым водителем. Но могут и добавить владельцам проблем с законом. Как, например, летом 2020 года, когда Тесла со спящим водителем ушла от полицейской погони.

Беспилотники — это не технология далёкого будущего. Их уже можно встретить на улицах городов. Устройства с автопилотом тестируют Яндекс, Google, BMW, Apple и Uber. А в конце 2020 года на дороги Москвы выехали автомобили от СберАвтоТех.

По такому же принципу работают не только автомобили, но и беспилотные дроны, летательные аппараты, погрузчики, сельскохозяйственная техника.

Вот в каких сферах их используют: Беспилотные дроны и погрузчики помогают управлять складами. Дроны проверяют товарные остатки и следят за безопасностью, а погрузчики — развозят паллеты и коробки между стеллажами. Беспилотные летательные аппараты используют в разведке. Для сельского хозяйства уже строят беспилотные тракторы и комбайны, которые засевают и обрабатывают поля. Кстати, софт для них разрабатывают в том числе в России, в компании Cognitive Pilot. Они же помогают КАМАЗу разрабатывать беспилотный грузовик для перевозки товаров. На улицах Москвы и Иннополиса появились беспилотные курьеры от Яндекса — небольшие роботы на колёсах, которые доставляют товары из магазина до подъезда.

Кстати, если у вас дома есть робот-пылесос, то его тоже отчасти можно назвать беспилотником. Покажите ему машину с автопилотом от Сбера, пусть передаёт робо-привет!