Почему классический автоматический автомобиль невозможен и не имеет коммерческих перспектив

Почему классический автоматический автомобиль невозможен и не имеет коммерческих перспектив

Автор: Кривошеев Роман

В сокращении. Полный текст на https://habr.com/ru/post/441602/

Те кто хоть немного следит за автомобильными инновациями, хорошо знает, что полноценный автоматический автомобиль должен колесить по дорогам уже очень давно. Но его появление каждые 5 лет, постоянно переносят ещё на 5 лет. Очевидно, что что-то идёт не так, и даже самых упёртых оптимистов начинают терзать смутные сомнения, а те кто помнит «зиму искусственного интеллекта», так вообще впадают в уныние Искусственный интеллект упёрся в барьер понимания. Совершенно очевидно, что если Гугл (Вэймо) c его неограниченными возможностями за 10 лет так, по сути, кроме дорогих игрушек, ничего и не сделал, то пора уже признать, что при нынешних технологиях искусственного интеллекта полноценный коммерческий автоматический автомобиль (АА) пятого уровня сделать невозможно. Косвенно, это признали даже в самой Вэймо, и в последних тестах в декабре 2018 года (Waymo запустила в США платный сервис беспилотного такси) вернули страхующего водителя за руль (В каждом автомобиле на всякий случай за руль посадят водителей, чтобы те смогли отреагировать на форс-мажорную ситуацию или сбой беспилотной системы). А статьи о том, что в 2019 году полноценный АА стал от нас дальше, а не ближе, уже не набирают кучу.

В этой статье разберём непреодолимые препятствия возникшие при многочисленных и длительных попытках создания классического АА. То есть, говорить будем о реальном состояние дел на сегодняшний день, а не о рекламных обещаниях светлого будущего через N лет.

А ЧТО ТАКОЕ ВООБЩЕ АВТОМАТИЧЕСКИЙ АВТОМОБИЛЬ (АА)?

В представлении обывателя, это автомобиль, которым управляет компьютер, то есть, некий Искусственный Интеллект (ИИ). Отсюда возникает очевидное решение: делаем нормальный ИИ, подключаем его к одной поворотной стереокамере, ставим на любой автомобиль, отправляем на обычные курсы обучения вождению и получаем квалифицированного водителя. Однако ничего близкого к этому решению мы не видим. То есть, существующий ИИ не может составить конкуренцию водителю человеку. Поэтому разработчики АА вынуждены идти на обман, предлагая некий суррогат (куча дорогих датчиков, нейронные сети, которые непонятно что и как делают и так далее). Обратите внимание, что всё это временное решение, до появления полноценного (сильного) ИИ. С появлением которого, все эти дорогущие радары и лидары будут выброшены за ненадобностью (человек ведь обходится без них). То есть, сам классический подход к созданию АА попахивает каким-то обманом. Давайте разбираться почему.

Начнём с того, что определим, а что мы понимаем под полноценным АА пятого уровня? Под этим понимается некий автоматизированный комплекс (АСУ) способный управлять автомобилем в реальных дорожных условиях с характеристиками среднестатистического водителя-человека. Сразу возникает проблема – а что это за зверь такой «среднестатистический водитель»? Не является ли это средней температурой по больнице? Но я предлагаю оставить решение этого вопроса пиарщикам, и сильно упростив задачу, сравнивать АА с уровнем начинающего водителя, только получившего водительские права и, соответственно, допуск на дороги общего пользования.

То есть, сравнивать будем начинающего водителя и самый совершенный автопилот, даже не какой-то конкретный, а максимально потенциально возможный на нынешнем уровне развития техники. Для этого надо построить сравнительную таблицу всех характеристик управления автомобиля начинающим водителем-человеком и максимально совершенным автопилотом.

И что же мы видим? Что по одному критерию (ответственность) АА в принципе не сможет достичь уровня даже начинающего водителя. То есть, строго говоря, классический АА никогда не сможет достичь уровня начинающего водителя даже теоретически.

А может и ну её, эту ответственность? Давайте разбираться. Мы видим, что даже потенциальные характеристики автопилота, это «хорошо», но не «отлично». Потому что везде есть непреодолимые ограничения. Коротко:

- Точность управления зависит от информации о дорожном покрытии. И в общем случае полноты этой информации нет.

- Оценка дорожной обстановки в общем случае основана на неполной информации и, соответственно, не может быть точной.

- Принятие решения при неизбежном в общем случае недостатке информации носит вероятностный характер и не может быть гарантированно правильным даже теоретически.

В итоге, очевидно, что даже идеальный автопилот не может гарантировать отсутствие ДТП даже теоретически.

ТОГДА КТО ЖЕ БУДЕТ ОТВЕЧАТЬ ЗА НЕИЗБЕЖНЫХ ПОГИБШИХ В ДТП?

Поэтому когда Вам очередные пиарщики будут говорить, что полноценный АА уже полностью готов, но вот только проблемы с архаичными законами, не верьте. Если бы производители взяли бы на себя ответственность на уровне водителя-человека, то законы изменили бы мгновенно. Но реальность такова, что реального АА ещё нет, а трупы от его «подделок» уже есть, и никто за них отвечать не хочет. Маск заявил, что он ни при чём, а виноват сам этот лох, который не разобрался, что «автопилот» Теслы, это не автопилот, а «автопилот TM», то есть, просто рекламное враньёназвание обычного помощника водителя. А верить надо было не Илону Маску и рекламе, а тому что написано в конце мелким шрифтом (вся ответственность лежит на водителе-человеке).

Таким образом, проблема ответственности классического АА не может быть решена даже теоретически. А значит, полноценный классический АА невозможен даже теоретически.

Это, кстати, не значит, что его нельзя сделать или даже продавать, это значит, что сначала, придётся как-то решить проблему ответственности, или продавить способ как от этой ответственности отмазаться.

И вот тут мы понимаем, что сделать это естественным способом (без прямых директив государства) очень затруднительно.

Более того, проблема ещё хуже. Ответственность, это ведь следствие установления вины. А вот с этим большая проблема и сейчас. С одной стороны, наличие чёрного ящика на АА эту задачу упрощает, а с другой стороны усложняет, так как вся информация от производителя АА является информацией заинтересованной стороны. За примерами ходить далеко не надо: естественно, переход автомобиля в режим «дизельгейт» не отражался в логах. А может быть ещё хуже, в логи может писаться заведомо ложная информация.

А дальше, производители АА это компании конкретных государств, которые путёвые государства будут поддерживать, в последнюю очередь обращая внимание на истину. Например, при очень похожих случаях Toyota и GM власти США принимают существенно разные решения.

Кратко напомню, что и там и там был технический недостаток, о нём знали, его долго скрывали, а тех кто об этом говорил увольняли.

Как будет решаться эта проблем, пиарщики нам не говорят.

Но допустим, мы всё же установили виновность АА. Что делать дальше? Надо выяснить причину, а вот тут мы понимаем, что нынешний псевдоИИ, то есть, нейронные сети, в принципе не могут объяснить почему было принято ошибочное решение, которое и привело к ДТП.

Небольшое отступление про нейронные сети. Их проблемы специалистам хорошо известны «Возрождение ИИ» – не более, чем дорогое железо и реклама, брошенные на реализацию старой идеи. И многие уже начинают открыто говорить о второй зиме ИИ. Если объяснять на пальцах, то о нейронных сетях надо знать одну вещь: что это просто многомерная статистика. Не меньше, но и не больше. Отсюда очевидны их возможности и ограничения:

Как и любая статистика они очень зависимы от входных данных, то есть, даже небольшие изменения входных данных могут серьёзно изменять итоговый результат.

Так как это эмпирика, а не аналитика, причём многомерная, то разработчики в принципе не понимают, как нейронная сеть работает и какие элементы на что влияют. Это можно проиллюстрировать на любой сложной эмпирической формуле, которая представляет из себя многочлен с множеством коэффициентов. Понять, за что и как отвечает конкретный коэффициент, в общем случае невозможно, иначе можно было бы написать простую аналитическую формулу.

Из первых двух пунктов, следует, что любое изменение входных данных требует проведения полного тестирования всей системы. Иначе получится, что исправляя одну ошибку, мы можем добавить другие ошибки, которых раньше не было. То есть, результаты прошлых тестов теряют смысл.

Адекватный сбор первичных данных задача организационно и экономически неподъёмная.

В результате, классический подход к устранению ошибок не работает. И как следствие, каждая новая версия ПО не факт, что будет лучше предыдущей. А как тогда сертифицировать АА?

Но это мы всё рассматриваем ситуацию в предположении, что с технической точки зрения идеальный АА уже существует. Но это далеко не так. Вот несколько причин, каждая из которых если не ставит крест на классическом подходе, то как минимум, откладывает решение и увеличивает стоимость конечного АА. А он и сейчас очень дорогой.

НЕВОЗМОЖНО ВСЁ ВИДЕТЬ ИЗ АВТОМОБИЛЯ

Проблема классическим способом вообще не имеет решения, так как просто не существует таких сенсоров ни за какие деньги. Следовательно, в общем случае АА должен принимать решения в условиях недостатка информации, то есть додумывать, что там за углом. Человек несёт ответственность за эти свои додумки, а компьютер? Обратите внимание, что в зависимости от реальной ответственности, один и тот же человек с теми же самыми опытом и квалификацией принципиально по разному принимает решения на реальной дороге и на автомобильном симуляторе. А если водитель вынужден ещё отвечать за большое количество пассажиров, то от него требуют получить дополнительную категорию водительских прав. Поэтому ответственность является основополагающим критерием управления, от которого напрямую зависят другие характеристики управления. А классический АА полностью лишён этого важнейшего критерия.

Невозможно принимать решения без полноценного даже не ИИ, а полноценного искусственного сознания. А в опасных ситуациях это требуется часто.

Например, следование писанным правилам (тормозим прямо) и неписанным (уходим на свою обочину) привело бы к ДТП. А объезд слева с выездом на встречку позволил избежать ДТП. Очевидно, что проблема без полноценного искусственного сознания не имеет решения, так как требует принятия решения о преднамеренном нарушении ПДД в условиях недостатка информации. Кто будет отвечать за последствия, в условиях реального недостатка информации и вероятностных прогнозов?

НЕ СУЩЕСТВУЕТ ПРАВИЛЬНОЙ ТРАЕКТОРИИ

Нетрудно догадаться, что вопрос решения конфликтных ситуаций между АА и человеком-водителем не может быть однозначно решён (человек всегда будет утверждать, что с другим человеком он бы договорился о взаимодействии). Решение же этого вопроса в суде очень проблематично, так как судья вряд ли будет объективен. Так как на месте водителя человека судья может оказаться, а на месте компьютера-водителя не окажется никогда.

ПОЛУЧИТСЯ ВСЕХ ПРОПУСКАЮЩАЯ ЛОХОВОЗКА, ЧТО НЕ УСТРОИТ ХОЗЯИНА

Реальный АА можно запрограммировать только на строгое соблюдение ПДД, которые к сожалению, сами строгостью и однозначностью не отличаются. Следовательно, АА будет гипертрофированно соблюдать правило «дай дураку дорогу». И естественно, дураки-водители этим будут пользоваться, безнаказанно подрезая АА. А он будет оттормаживаться пропуская всех вперёд. Как быстро это надоест владельцу АА?

НЕ МОЖЕТ ГАРАНТИРОВАТЬ БЕЗОПАСНОСТЬ (ЧТО В ВАС НЕ ВРЕЖУТСЯ)

Не имеющая безопасного решения задача вагонетки, гарантирует погибших по вине АА. Естественно, оставшиеся без работы профессиональные водители будут любое ДТП использовать для политического давления на власти с целью запретить АА. А это ведь реальные избиратели.

НЕПРИЕМЛЕМО НИЗКАЯ НАДЁЖНОСТЬ И ПОМЕХОЗАЩИЩЁННОСТЬ

Абсолютно все датчики АА легко глушатся или обманываются. Таким образом, вывести из строя все АА на любом участке дороги очень просто и дёшево. Даём детям «лазерные катафоты» для велосипеда и просим покататься вдоль дороги. Разбрасываем с квадрокоптера на деревья глушилки WiFi, GPS, белый шум для радаров. Рисуем «оригинальную» дорожную разметку. Слегка модифицируем дорожные знаки, запутывая обычные видеокамеры Tesla может обмануть 40-долларовый комплект из Arduino и ультразвукового передатчика, генерирующего звуковые волны – машина не сможет найти свободное место на парковке или пропустит реальные близкие препятствия. Дёшево и эффективно. И это мы вообще не рассматриваем хакеров! Это всего лишь неолуддиты.

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ВОДИТЕЛИ-ЛЮДИ КАТЕГОРИЧЕСКИ ПРОТИВ И БУДУТ ПРЕПЯТСТВОВАТЬ

Итак, простой и дешёвой постановкой помех (такой простейшей РЭБ) можно гарантированно остановить любой АА. Который в таких условиях работать не сможет даже теоретически, а вот водитель-человек сможет. Попробуйте придумать хотя бы одну причину по которой оставшиеся без работы водители-люди не воспользуются этим способом. Но транспорт, который может в любое время остановиться на неопределённое время вообще никому не нужен. А таксисты-люди, задравшие в этот момент цены, быстро снизят количество желающих сэкономить на АА-такси до нуля.

ХАКЕРЫ

Даже сейчас АА делают сотни компаний из десятков стран мира. Как это всё проверять, сертифицировать и обслуживать? А как вообще сертифицировать ПО которое постоянно обновляется по воздуху? Как гарантировать, что очередной обиженный сотрудник не слил коды доступа? В перспективе все автопилоты будут ремонтироваться в провинциальных автосервисах. Как контролировать какие прошивки там будут ставиться? Кто будет за эти прошивки отвечать? Водитель скажет, что мне это поставили в сервисе и я ничего не знал об активированном режиме Бога, я думал, что это у всех так. То есть, гигантское количество проблем с безопасностью, и как ни крути, классический АА это просто мечта хакера! Удачная мишень для хакеров (как обмануть ИИ и заставить его принимать опасные решения).

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГ: для классического АА существует множество как технических так и юридических проблем, которые на сегодняшний день не имеют приемлемого решения. Теоретически, конечно, всё можно решить или «сгладить», но это потребует много времени и денег.

И вот тут мы опускаемся на землю. То есть, от «вау! АА» к «а за чей счёт банкет»? В реальности есть много существенных дополнительных затрат, которые не включаются в ценник АА:

САМ АА. ЗДЕСЬ ПРОСТО ДОРОГО, НО ХОТЯ БЫ ЧЕСТНО

Точные карты высокого разрешения. А как поддерживать их актуальность? Есть два пути и оба плохие. Первый, собирать самой компании производителю АА. Но так сколько же автомобилей для этого надо? Второй путь, пусть собирают сами машины. Но как определить достоверность этих данных (а не хакеры или конкуренты пытаются вашу нейронную сеть научить плохому). То есть, эти данные придётся серьёзно проверять, а все проверки требуют денег. А вот вопрос реальной актуальности этих карт в общем случае вообще не имеет решения ни за какие деньги.

Эти точные карты необходимо подгружать по беспроводным сетям, иначе они в принципе не смогут быть актуальными. Так нам оказывается ещё везде нужен ШПД интернет, а у нас даже на федеральных трассах не везде есть сотовая связь. За чей счёт? Обратите внимание, что даже редкие апдэйты Тесла позволяет делать только по бесплатному WiFi. Нельзя сказать, что об этом вообще не говорится. Но в лучшем случае кое-где мелким шрифтом и всегда без указания цены.

СТРАХОВКА ОТ ДТП

Почему-то считается, что страхование может решить вопрос ответственности. Но это же не так, страхование лишь распределяет ответственность на большое количество невиновных лиц. Естественно, владельцы Тесла не захотят отвечать за ошибки беспилотного Камаза и наоборот. Как пойдёт дело сказать сложно, но на начальном этапе страховка будет запредельной (миллионы долларов на один автомобиль для тестов в Калифорнии). А дальше классический замкнутый круг (мало АА-дорогая страховка, дорогая страховка-мало АА). При этом само утверждение, что классический АА безопаснее человека не основан ни на каких фактах, так как их и не может быть в виду отсутствия реального АА.

А ОТКУДА ВООБЩЕ ВЗЯЛСЯ МИФ ОБ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АА?

С первого взгляда, очевидно, выкидываем водителя, экономим на его зарплате. Но в реальности не всё так однозначно. Ведь мы не просто выкидываем водителя, мы выкидываем человека. А для грузового автомобиля единственного человека в автомобиле. Но это же мечта грабителей! Глушим связь, имитируем ДТП, останавливаем беспилотную фуру на пустой дороге. Перегружаем груз, снимаем лидары, радары и так далее. Поджигаем и уезжаем. И это всё может классифицироваться как даже не воровство, а хулиганство. Человека там нет, значит не грабёж.

Лидары мы сняли поиграться для экспериментов. А груз растащили случайные люди. И противодействовать такому сценарию очень сложно. Так как злоумышленники связь будут глушить регулярно и во многих местах, то посылать омон на каждый случай физически невозможно.

Ставить на машину средства обороны тоже не вариант, так как будете отвечать за погибших детей, которых специально подставят злоумышленники.

Таким образом, человек в любом случае должен быть. Да, это может быть не водитель, а экспедитор. Но наличие человека, неизбежно требует режима труда и отдыха. То есть, главное преимущество АА – круглосуточная работа пропадает.

А если из-за хакеров намертво встали несколько фур и надолго полностью перегородили дорогу, например скорой? То есть, в обозримом будущем в каждом автомобиле должен быть водитель. То есть, даже не факт, что можно будет обойтись одним водителем, взвалив на него работу двух водителей. Да, конечно, можно ему снизить зарплату, так как он нужен лишь на подхвате автопилоту. Но это очень напоминает принцип, что корову надо больше доить, но меньше кормить. Да и зарплату водителю снижать уже просто некуда, в США огромный дефицит водителей на существующую зарплату.

А есть ещё одна проблема: если автомобиль большую часть времени в стандартных условиях будет ехать на автопилоте, то водитель человек быстро потеряет квалификацию. И как он с такой пониженной квалификацией сможет рулить в сложных условиях, когда автопилот не справится? Эта проблема хорошо известна с авиационным автопилотом. Да, она успешно решается системой тренажёров, экзаменов и так далее. Но эти затраты тоже придётся добавить в смету АА!

А есть ещё проблемы с потенциальным внеплановым ремонтом (замена колеса) и так далее.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВЫВОД: сама концепция экономической выгодности классического АА далеко не так очевидна, как это принято считать. Обратите внимание, что после широко распиаренных успешных тестов движения грузовиков караванами прошло уже три года, а технология так и не стала коммерческой, хотя ни технических ни юридических проблем с технологией движения караванами нет.

Классический автоматический автомобиль увеличит пробки и усложнит их регулирование:

Но допустим, что все вышеперечисленные проблемы каким-то чудесным образом решились и мы имеем полноценный АА пятого уровня автономности без руля и педалей. Вау! Вау! Но кому он нужен, кто за него заплатит? Естественно, процесс произойдёт не мгновенно и кто-то точно на этих шараханиях туда и обратно наварится, но логика внедрения классического АА вырисовывается такая:

- Технология наиболее эффективна в автоматическом такси.

- Отсутствие зарплаты водителю резко снизит цену поездки.

Это резко повысит спрос от пассажиров общественного транспорта. Доказано Убером, что на дешёвое такси пересаживаются не из личных автомобилей, а из общественного транспорта.

Удовлетворяя спрос, бизнес и частники резко увеличат количество автоматических такси, по модели Убер.

Движение встанет, так как эффект от сокращения дистанции между автомобилями существенно меньше эффекта от резкого и кратного увеличения количества одновременно двигающихся автомобилей (сейчас 80% автомобилей стоят без водителя, а могли бы ехать в режиме автоматического такси).

Очевидно, что классический бизнес таксопарков при использовании АА не сможет конкурировать с частными АА, потому что частнику не надо амортизировать стоимость автомобиля (он его всё равно покупал для поездок на дачу в выходные). Таким образом, так как количество двигающихся автоматических такси может быстро и непредсказуемо меняться, то регулировать пробки станет гораздо сложнее (контролировать частников очень сложно, доказано Убером).

Государство вынуждено будет реагировать единственным доступным государству способом и повышать цену владения АА (привет Vision Zero). В результате, тада! Цена поездки на такси вернётся на нынешний уровень, который соответствует нынешнему количеству автомобилей такси, который соответствует адекватным возможностям дорожной сети и реальной платёжеспособности пассажиров общественного транспорта.

В итоге цена транспортных услуг увеличится для всех (уволенных водителей, бизнеса, пассажиров такси, общественного транспорта и особенно обычных автовладельцев). Именно увеличится, так как цены после скачков редко опускаются до исходного уровня.

Итак в результате получаем, что классический АА не выгоден никому:

- Таксобизнесу АА не выгоден, так как вместо зарплаты водителю он вынужден будет платить примерно ту же сумму в качестве «налога на АА». Именно налога на АА, потому что количество такси с водителями-людьми жёстко ограничено количеством таксистов-людей и это достаточное естественное ограничение. А количество автоматических такси ограниченно только кредитной ставкой, то есть, де-факто ничем. Но затраты на сам АА существенно больше, чем на такой же обычный. В итоге, с точки зрения бизнеса, сплошные убытки.

- Частнику АА не выгоден, так как ему тоже придётся платить «налог на АА». Потому что государству будет «лень» определять, кто пользуется АА только для себя, а кто для таксования.

- Пассажирам такси, такая ситуация тоже не выгодна. Так как цена, как минимум, не уменьшится, а вот пробки и их непредсказуемость возрастут.

- Пассажирам общественного транспорта, увеличившиеся пробки тоже ни к чему.

И это всё без учёта «кошмара беспилотников», когда чтобы не платить за парковку, беспилотники будут просто кружить по центру города. То есть, платные парковки отпадают. Платный въезд в центр тоже, так как просто будут пересадки на границе. Остаётся только тотальная дискриминация АА, благо на Vision Zero серьёзно потренировались.

Обратите внимание, что о большинстве этих проблем специалистам в принципе известно Прогноз_ беспилотные автомобили создадут на дорогах хаос, Филипп Роуд, LSE Cities_ самый кошмарный сценарий — беспилотники, ездящие по городу, чтобы не платить за парковку, Всё, что до сих пор ставит робомобили в тупик, начиная с чаек. Но о том к чему это неизбежно приведёт, никто старается не говорить. Это «эффект профессионала», так как знают об этих проблемах и могут рассказать только профессионалы, но если о бесперспективности классического АА они громко скажут, то инвесторы этим профессионалам перестанут давать деньги на бесперспективную технологию классического АА. А своя рубашка ближе к телу.

Вывод: полноценный классический АА имеет огромное количество проблем с безопасностью, технических, экономических, пробочных, юридических и так далее. Большинство этих проблем на нынешнем уровне развития технологий не имеют решения вообще, более того, даже само наличие этих проблем тщательно замалчивается. Таким образом, появление реального коммерческого АА пятого уровня откладывается в долгий ящик.

А САМ ВОПРОС, ВОЗМОЖЕН ЛИ ПОЛНОЦЕННЫЙ КЛАССИЧЕСКИЙ АА СОСТОИТ В ОТВЕТЕ НА ДВА ВОПРОСА:

1. Может ли классический АА гарантировать полное отсутствие погибших в ДТП?

2. Если нет, то кто будет нести ответственность за погибших?

Без юридически значимого ответа на эти вопросы классический АА так и будет оставаться дорогой игрушкой. То есть, делать классический АА можно, а вот сделать невозможно.