Autonomna vozila: leteći taksi, lebdeći voz i brod bez kapetana!

Sećate li se Dejvida Haselhofa (David Hasselhoff)? Mnogi na Balkanu ga pamte kao glavnog junaka stare popularne serije „Čuvari plaže“ (Baywatch) koja je proslavila i Pamelu Anderson i Karmen Elektru a bila je prvi put prikazana 1989.

Međutim, Haselhof je još pre toga, od 1982. do 1986. imao ulogu borca protiv nepravde u seriji koja u to vreme nije bila kupljena na Balkanu, a jeste u Nemačkoj – Knight Rider. Evo, neka taj naziv za ovu epizodu bude preveden kao „Vitez asfalta“.

No, ovo ne pričam zbog pomenutog glumca, muškog seks-simbola iz osamdesetih, vitkog i propisno maljavog saniboja plavih očiju kojeg su tada širom sveta volele žene svih generacija.

Ovo pričam zbog njegovog automobila.

Autonomija o kakvoj i danas možemo samo da sanjamo

„Vitez asfalta“, osim što mu je prijalo divljenje žena i zna da se bije i rukuje oružjem, ima asistenta koji je zapravo glavni junak serije, iako nije čovek. To je njegov automobil. Reč je o crnom Pontijaku TransAm (Pontiac), varijanti modela Fajerbird (Firebird) koji je ova poznata američka firma proizvodila od 1967. do 2022.

Model koji je u seriji vozio Haselhof je treća generacija Fajerbirda, sportskog kupea sa dvojim vratima i aerodinamičnom karoserijom oštrih linija, sa niskom siluetom, spojlerima napred i nazad i klapnama na farovima. Njegov dizajner Džeri Palmer nije ni slutio da će njegov rad ovom serijom biti ovekovečen i dobiti status kulta.

Jer, taj Pontijak je u ovoj seriji bio nešto što je svet prvi put video kao SF-viziju. Bio je to autonoman automobil, a to je tema ove epizode našeg podkasta.

Pre 43 godine, autori serije su dakle smislili automobil koji je imao sopstveni računarski „mozak“. Mogao je samostalno da razgovara, analizira situaciju i donosi odluke. Dakle, komunicirao je glasom.

Nadalje, vozio je sam, bez vozača, u svim mogućim situacijama. Po auto-putu, u gradskom saobraćaju, svejedno, veštije od svih ostalih.

Imao je napredne senzore za detekciju prepreka, ljudi i vozila. Na masci motora, između farova, bilo je vodoravno izduženo crveno svetlo koje je treperilo levo-desno, kao znak da stalno skenira okolinu.

Mogao je da pravi skokove preko prepreka, ili da dobije neverovatno ubrzanje, zahvaljujući specijalnom turbo-potisku koji je mogao da se aktivira po potrebi.

Bio je otporan na metke, sudare i eksplozije jer je imao karoseriju od imaginarnog materijala „Trikarbon“ koji je praktično neuništiv.

Raspolagao je satelitskom vezom, radio i daljinskom kontrolom, imao noćni vid i infracrvene kamere, pa i borbene funkcije – u nekim epizodama je ispaljivao raketu ili plamen.

Sve u svemu, bio je to praktično futuristički superautomobil sa veštačkom inteligencijom, smišljen kao vizija za akcionu TV-seriju koja je, usput rečeno, imala vrlo naivne scenarije i služila uglavnom kao isprazna popodnevna zabava sa ukupno 90 epizoda.

Sve to je, dakle, smišljeno na samom početku 80-ih godina. Gledaoci serije su mogli da vide autonomni automobil kao SF-viziju i maštaju o tome kako će jednog dana tako nešto postati stvarnost.

Pet stupnjeva autonomije

Više od 40 godina kasnije, taj koncept je još daleko od kompletne realizacije. Ostvaren je samo delimično i to na veoma malim teritorijama. Tu i tamo. U ponekom gradu, ili selu, još uvek veoma, veoma, daleko od toga da bude globalna svakodnevna pojava.

Ipak, to što je ostvareno, nije ni malo. I zato vredi zapitati se: gde smo? Hoću li uskoro moći da priđem mom automobilu, koji će mi podatno otvoriti vrata udobne kabine, bez volana i vozača, i da mu samo kažem: prebaci me molim te do trga Apelhofplac u Kelnu, WDR-zgrada.I kada stignem na cilj, da mu kažem samo da dođe po mene ponovo u toliko i toliko sati.

Dobro, znam da bi mnogima bilo drago da imaju i onu funkciju sa ispaljivanjem raketa, ali to je jedina tekovina koja sigurno neće biti deo samovozećih automobila sutrašnjice – za civile. Što se tiče onih skokova preko prepreka – čak i na tome se danas radi.

Od svega ostalog, mnogo toga je već realizovano.

Ideja o samohodnom vozilu je vrlo stara. Jer ona je zapravo neodvojiva od ideje robota. Pod robotom su mnogi dugo podrazumevali humanoidnu napravu, ali već godinama se na tržištu prodaju i roboti-usisivači za pod ili roboti-kosilice za travu. Oni rade upravo ono što se očekuje i od samovozećih automobila: kreću se i reaguju na svoju okolinu, manje ili više uspešno. Autonomna vozila jesu vrsta robota.

Danas je u svetu definisano pet stupnjeva automatizacije vožnje. Od nultog nivoa (bez automatizacije) – to sam ja sa mojom Tojotom Auris iz 2009.

Nivo 1 znači da postoje neke asistencije, na primer da se držimo trake na putu ili „tempomat“.

Nivo 2 je delimična automatizacija, vozilo se kreće putem samo, ali vozač mora držati ruke na volanu i biti spreman da reaguje u svakom trenutku.

Nivo 3 je uslovna automatizacija – vozilo se kreće samostalno i vozač može da odvoji pažnju od vožnje, ali mora da preuzme kontrolu kada sistem to od njega zatraži.

Nivo 4 je visoka automatizacija. To je potpuno samostalna vožnja ali na ograničenim područjima – i to rade pomenute taksi-službe.

I nivo 5 je potpuna autonomija uvek i svuda. On još nije postignut.

DARPA – spektakl koji je „otvorio vrata“ modernog doba

Na ovom mestu ću zaobići istorijat pokušaja da se konstruiše vozilo koje se samostalno kreće. Najvažnije je reći da je ključni podsticaj za tu tehnologiju dat 2004. kada je organizovano prvo takmičenje u autonomnoj vožnji. Bio je to „Veliki DARPA izazov“ – DARPA Grand Challenge.

DARPA je skraćenica za Defense Advanced Research Projects Agency – to je istraživačka agencija američkog Ministarstva odbrane, osnovana 1958. Ona je inače finansirala projekte u oblastima robotike, veštačke inteligencije, autonomnih vozila i drugih naprednih tehnologija.

I tako su 2004. određeni uslovi takmičenja. Ono je održano u pustinji Mohave u Kaliforniji. Zadatak je bio: preći 142 milje – oko 230 kilometara – stazom na kojoj su se nalazile betonske prepreke.

Od stotina prijava, za finalno takmičenje je određeno 15 vozila. Bilo je tu svega – od malog bagija do velikog troosovinskog kamiona, sve su to bili već postojeći modeli automobila koji su adaptirani i opremljeni kamerama i senzorima.

Niko nije stigao do cilja, a najveću distancu je prešlo vozilo Sendstorm sa američkog univerziteta Karnegi Melon. Bio je to zapravo modifikovano terensko vozilo „Hamer H1“. Uspeo je da pređe čitavih 12 kilometara.

Kasnije su održana još dva DARPA-takmičenja i tu je već bilo napretka. Poslednje takmičenje je bilo u urbanoj sredini, vozila su morala da poštuju saobraćajne propise, prolaze kroz raskrsnice, izbegavaju druga vozila i planiraju put u gradskim uslovima. I to takmičenje je inspirisalo projekte u industriji koje su pokrenule današnje perjanice autonomne vožnje: Gugl, Tesla i Kruz. (Google, Cruise).

Autonomne taksi-službe već rade

Gugl je tako 2009. pokrenuo veliki istraživački projekat koji je kasnije preimenovan u Vajmo (Waymo). Danas forme Vejmo i Kruz u više američkih gradova, pre svega u Arizoni, Kaliforniji i Teksasu, imaju taksi-službe sa samovozećim automobilima, koje sasvim uspešno fukcionišu. To su takođe postojeći modeli automobila koje je lako prepoznati kao autonomne jer im se na karoseriji jasno vide kamere i senzori koji izgledaju kao nekakve čudne izrasline.

Takođe u više gradova u Kini, uključujući i Peking, rade robotaksi-vozila, što je poseban izazov s obzirom na kompleksnost saobraćaja u takvim mestima. Imamo ih i u nekim delovima Ujedinjenih Arapskih Emirata, na primer, u Abu Dabiju, a odobrenja za rad su dobile i pojedine službe u Saudijskoj Arabiji i Francuskoj.

Bilo kako bilo, jedno je sigurno: autonomija vozila je danas ostvarena, ali na vrlo ograničenim teritorijama. Nivo 4 je – tamo gde je ostvaren – postao normalna svakodnevna stvar.

Tesla u nekim svojim modelima ima takozanog auto-pilota, ali je to još uvek nešto između nivoa 3 i 4, ne sasvim autonoman automobil.

Važno je naglasiti da se današnji razvoj ne svodi samo na softver ili senzore. Suštinski uspeh autonomnih vozila zavisi od kombinacije preciznog mapiranja, kamera, radara i LIDAR sistema (laserki sistemi za skeniranje okoline), kao i algoritama za planiranje puta i odlučivanje u realnom vremenu. Vozila kao što su Vejmo, Kruz i autonomni prototipi velikih proizvođača stalno uče iz stvarnog saobraćaja, prikupljajući podatke i unapređujući performanse, što postepeno gradi poverenje javnosti u sigurnost ovakvih sistema.

Naravno da u tome sada presudnu ulogu ima i veštačka inteligencija koja umnogome olakšava brzu obradu podataka koji služe snalaženju u saobraćaju.

Većina zemalja još uvek nema potpuno jasne i jedinstvene zakone koji regulišu autonomnu vožnju, pa kompanije koje razvijaju ovakva vozila moraju da balansiraju između tehničkih testova, pilot-projekata i ograničenih komercijalnih usluga u specifičnim zonama. U Sjedinjenim Američkim Državama zakonodavstvo se razlikuje po saveznim državama – dok Arizona i Kalifornija dozvoljavaju komercijalne robotaksi usluge, druge savezne države imaju strožija ograničenja i zahtevaju stalnog nadzornog vozača u vozilu.

Pravna pitanja su posebna vrsta prepreke

U Evropi je situacija slična. EU postavlja opšte smernice za testiranje autonomnih vozila, ali svaka država-članica ima sopstvene regulative. Ovo uključuje odobrenje za testiranje na javnim putevima, zahteve za osiguranje, odgovornost u slučaju nesreće i minimalne tehničke standarde za senzore i softver. Jedno od ključnih pitanja je odgovornost u udesima: ako vozilo sa autonomnim sistemom izazove sudar, još uvek nije u potpunosti jasno da li je odgovoran proizvođač, softverska kompanija ili vlasnik vozila.

Pored toga, zakonodavci moraju da rešavaju i pitanja privatnosti i zaštite podataka jer autonomna vozila konstantno prikupljaju informacije o putnicima, okolini i drugim učesnicima u saobraćaju. Regulacija mora da balansira između omogućavanja inovacija i zaštite javne bezbednosti, što je jedan od razloga zašto se širom sveta autonomna vozila uvode postepeno, kroz pilot-zone i ograničene komercijalne servise.

I naravno automobili nisu jedina autonomna vrsta prevoza. Šta tu još postoji i kako to funkcioniše? – pitanje je čijim je tragom pošla moja koleginica Maja Marić.

Kada kažemo autonomna ili samovozeća vozila, uglavnom svi pomisle na aute. Ali nisu samo auti autonomni.

Samovozeća prijevozna sredsta zapravo imamo u svim kategorijama. Što znači da ih imamo i u cestovnom, zračnom, vodenom i željezničkom prometu.

Ti si danas koncentriran na automobile, a ja sam s velikim interesovanjem istražila ostale. Postoje i smovozeći autobusi i mini-busevi, kamioni, automatski metro vlakovi, autonomni brodovi i trajekti, kao i dronovi, tzv. Leteći taksiji, a tu su i samovozeći traktori, poljoprivredna, radna i rudarska vozila. A u ove kategorije spadaju i autonomna invalidska kolica.

Tako da je tema široka i mislim da velika većina nas laika nije ni svjesna koliko toga je već u upotrebi.

Evo ja godinama koristim bespilotni viseći voz na diseldorfskom aerodromu koji je uvek prepun, a radi autonomno na liniji železnička stanica - aerodrom. A u Monhajmu sam se čak provozao autonomnim autobusom koji je velika atrakcija iako mislim da bi mi bilo brže da sam hodao.

Da, diseldorfskim vlakićem sam se provozala i ja, doduše samo do parkinga. Nisam bila previše uzbuđena, moram priznati. Valjda jer je baš mali vlakić pa nemaš baš neki osjećaj da je veliki korak bio napraviti tako nešto.

Pariški metro kojim se voze bezpilotni vlakovi, e to je već druga priča. Konkretno linija 14 (i djelomično linija 1), su pioniri automatskog upravljanja vlakovima kako u Parizu, tako i u svijetu.

Ovih 13,9 kilometara linije 14, koja povezuje zračnu luku Orly s Parizom, voze potpuno automatski upravljani vlakovi bez vozača. I to još od 1998. godine. Umjesto vozača, vlakovi koriste računalni sustav vođenja i nadzora, a ljudska intervencija moguća je samo u izvanrednim slučajevima (tehničari na terenu).

Ovakav vlak ima tzv. CBTC sustav (Communication-Based Train Control), kratica za bežičnu komunikaciju vlak – kontrolni centar, ima automatsku kontrolu brzine, razmaka i stajanja, popraćen je sigurnosnim vratima na peronima kako bi se spriječio pad ili ulazak u tunel, i ima stalni nadzor iz centralnog centra za upravljanje.

Stručnjaci kažu da je sigurniji od standardnog vlaka ili tramvaja, da je energetski učinkovitiji, manje je kašnjenja s njim, fleksibilniji je, a i dozvoljava veću učestalost vlakova na liniji.

Sigurno pomaže i to što, ako vam se zatvore vrata pred nosom, znate da vas nije gledao vozač u retrovizor i - svejedno ih zatvorio.

Francuski autonomni metro vozi dugo i očito je postavio dobre temelje, zar ne?

Da, Francuska nastavlja širiti automatizaciju. U medjuvremenu je automatizirana i linija 1 što je meni osobno bilo baš zanimljivo jer se radi o najstarijoj liniji pariškog metroa, pokrenutoj 1900. i linija je radila bez prekida tijekom cijele tranzicije!

Zadnje tri godine automatiziraju i liniju 4, a pariški model slijedi i Kopenhagen, Vancouver, Dubai Metro.

Dok ovo pričam, razmišljam o ovom razočaravajućem podzemnom tramvaju u Kölnu , takozvani U-Bahn, i kako jedva čekam da i njega netko automatizira.

Takvih planova ima u Njemačkoj? Šta si saznala?

Ne samo planova, ima i vozila! Trenutno jedino Nürnberg ima prvi potpuno automatski metro u Njemačkoj.

Radi se o liniji U2 i U3, a prva automatizacija je krenula 2008.

U Berlinu se proučava mogućnost automatizacije nekih linija podzemnih gradskih tramvaja, ali zasad nema konkretnih datuma. Fokus je na modernizaciji sustava upravljanja i digitalizaciji signalizacije.

I München ima plan da se U5 linija jednog dana automatizira, ali projekt je još u fazi procjene troškova i koristi.

Postoje planovi i pilot-projekti za automatizaciju metroa i vlakova u Njemačkoj, ali nigdje još nije postignuta razina potpunog automatizma kao u Parizu (GoA4 – bez vozača).

Njemačka ide sporije i opreznije, dijelom zbog stroge regulative, kompleksne infrastrukture i javnog otpora prema smanjenju radnih mjesta. Birokracija s jedne strane,što bi se ukratko reklo, a s druge ipak briga za socijalne posljedice zbog gubitka posla.

Ono što je meni bilo zanimljivo u Njemačkoj je projekt samostalnih vlakova, ne podzemnih metroa.

Reci nam više o tome, zašto?

Hamburg Digital S-Bahn, pokrenut 2021. godine u suradnji Deutsche Bahna i Siemens Mobilityja, predstavlja prvu testnu liniju autonomnih vlakova u Njemačkoj.

Vlakovi voze na relaciji dugoj oko 23 kilometra između stanica Berliner Tor i Bergedorf / Aumühle, pri čemu sustav samostalno upravlja vožnjom, dok je vozač prisutan i preuzima kontrolu pri ulasku i izlasku iz stajališta.

Cilj projekta je smanjiti razmake između vlakova, povećati kapacitet i učinkovitost željezničkog prometa, a planirano je postupno proširenje autonomne tehnologije na cijelu mrežu gradskog javnog saobraćaja na šinama (S-Bahn) Hamburga do 2030. godine.

Ovo je ujedno i prvi svjetski projekt autonomnih vlakova koji prometuju na standardnim željezničkim prugama, a ne u zatvorenom metrou, što ga čini izuzetno zahtjevnim tehnološkim pothvatom.

Što je s drugim autonomnim vozilima?

Nabrojala si svašta nešto na početku. Jesam, pa zapela u gradskom prometu (:D) Šalu na stranu, Njemačka je zapravo među europskim predvodnicima u razvoju i testiranju autonomnih vozila, iako se sve još nalazi između eksperimentalne i rane komercijalne faze.

Dok Pariz prednjači u automatiziranom metrou, Njemačka je više usmjerena na cestovni promet, logistiku i industrijsku primjenu.

Njemački gradovi prednjače u malim električnim shuttle-ima bez vozača, koji služe kao eksperimentalni javni prijevoz u kvartovima. Bad Birnbach u Bavarskoj bio je prvi grad u kojem je autonomni minibus (tvrtke EasyMile) prevozio putnike već 2017. Hamburg, Berlin, Aachen, Monheim, Karlsruhe i München imaju slične projekte, često pod brendom “Reallabor” (realni laboratoriji).

Ovi minu-busevi ili shuttle-ovi se kreću sporo (20–25 km/h), voze po unaprijed definiranim rutama i uvijek imaju nadzornika u vozilu. I to u nekim dijelovima grada, tj. na maloj teritoriji i kratkim razdaljinama. Cilj ovakvih projekata je provjera kako se autonomna vozila uklapaju u javni prijevoz i svakodnevni gradski promet.

Njemačka posebno ulaže u autonomne kamione i dostavna vozila, jer ima snažnu logističku industriju. Već postoje testne rute između logističkih centara, gdje vozač sjedi samo kao nadzornik. A Njemačka ima i vrlo aktivan sektor autonomnih strojeva u poljoprivredi i logistici.

Fendt, Claas i John Deere Germany proizvode traktore koji samostalno obrađuju polja uz GPS i senzore. U lukama (Hamburg, Bremen) koriste se autonomni kontejnerski transporteri i viljuškari. Autonomni rudarski i građevinski strojevi testiraju se u suradnji s kompanijama poput Liebherr i Caterpillar Germany.

I uza sve to, birokratska Njemačka prednjači u EU po pravnom uređenju autonomnih vozila. Što znači da se već sada uređuju pravni okviri za sva pitanja vezana uz autonomna vozila.

Još samo da riješe i ovaj moj gradski promet, i sve riješeno!

Eto, autonomija vozila je jedna od glavnih tehničkih tekovina u saobraćaju a ja za kraj samo da dodam da je jedna nova studija osiguravajućeg društva Alijanc (Allianz) pokazala da se zahvaljujući samo sistemu asistencije koji reaguje na vozila ispred našeg broj saobraćajnih udesa bitno smanjio – u proseku za 30 odsto u odnosu na period bez tih sistema. Budućnost vožnje se svakako kreće u pravcu smanjivanja ljudskog faktora. Po načelu: bolje da ne smetamo u vožnji, a imaćemo i više vremena za buljenje u mobilne telefone.