Självkörande bilar: Avlägsen framtid eller nästan här?

Om man ska tro biltillverkarna finns autonoma bilar precis runt hörnet. Vissa som Nissan och Mercedes-Benz har faktiskt varit så djärva att sätta ett debutdatum 2020 på sin första självkörande modeller.

Biltillverkare berättar dock att ankomsten av autonom, självkörande bilar beror på möjligheten att använda sensorer som redan finns på vissa produktionsbilar. Dessa sensorer, inklusive radar, och dubbla framåtriktade kameror, används för närvarande för att lindra olyckor och undvikande tillsammans med Adaptive Cruise Control (ACC), är avsedda att användas som robotförarens ögon.

Varför måste biltillverkare ge dubbel plikt till sensorerna som pryder fronten på deras senaste modeller? Det beror på att Velodyne Lidar Inc. enhet ovanpå självkörande bilar som Googles kostade 70 000 dollar styck, vilket gör den tekniken ekonomiskt orealistisk. Och det finns – med rätta – förväntningen att få kunder vill ha bilar med en metallcylinder på en mast på taket, som enheten kräver.

Så istället för dyra och fula takklumpar, kommer autonoma produktionsbilar att förlita sig på kameror och radar som redan tillverkats av miljoner, uppbackade av förbättrad artificiell intelligens.

Men den AI kommer att behöva vara mycket smartare än den är idag. För att bevisa den punkten, låt oss ta en titt på den autonoma kördynamiken och egenskaperna hos Mercedes-Benz S550, kanske den mest autonoma – och tekniskt avancerade – bilen på amerikanska vägar idag, på en trafikerad motorväg under rusningstid trafik

Mercedes-Benz Distronic ACC-system illustrerar bristerna hos även den bästa tekniken idag. Framåtradarsystemet tittar på bilen framför för att hålla ett säkert avstånd medan datorn automatiskt ger gas och bromsar vid behov.

I vissa trafiksituationer hjälper Distronic till att ta bort besväret med den monotona gas-, broms-, gasdansen från föraren, eftersom S550 automatiskt följer bilen framför. Men i den virvlande kaoset av flerfilig rusningstrafik i stadstrafik illustrerar det verkliga livet hur långt Distronic är från att fungera lika bra som en nybörjare förare.

När en kompressionsvåg av stopp passerar längs en motorväg kan förare se detta i form av en kedjereaktion av bromsljus som kommer mot dem. Vi mänskliga förare reagerar reflexmässigt genom att lyfta av gasen i väntan på att bilen framför bromsar när den når stopp.

Men det gör inte Distronic. Den kan inte integrera eller analysera videoinmatning från dess framåtblickande synliga ljus och infraröda kameror. Den ser inte de där bromsljusen och radarns smala stråle kan inte se runt bilen omedelbart framför, så den kan inte heller se de stannande bilarna på vägen.

Ett typiskt bilradarsystem har idag en maximal betraktningsvinkel på cirka 60 grader, enligt Doug Patton, senior vice president för ingenjörsavdelningen för Denso International America, Inc. "Om du kan öka betraktningsvinkeln skulle den idealiska sensorn vara 180 grader och du skulle sätta tre på din bil och se allt", förklarade han. "Det är inte kostnadseffektivt just nu."

Resultatet i dagens S550 är den oroande känslan av att se din bil rusa mot stoppad trafik, omedveten om behovet av att sakta ner tills bilen omedelbart framför bromsar avsevärt. Istället för ett lugnt, mjukt stopp gör bilen ett nervkrossande nästan nödstopp eftersom dess dator överraskades av detta plötsliga stopp på motorvägen. Det kommer att hålla förarna vakna!

Mercedesen har kameror som kan identifiera vad trafiken framför gör, men den används inte för närvarande dem för att identifiera bromsljus och förutse vad deras utseende sannolikt betyder för bilarnas hastighet ett huvud. Detta är en enorm brist hos nuvarande halvautonoma bilar och ett stort hinder kommer biltillverkare att behöva övervinna innan full automatisering uppnås.

Det motsatta inträffar när trafiken framför börjar röra på sig. Återigen kan föraren se bromsljusen blinka ut på bil efter bil framför när var och en börjar dra iväg. En människa skulle vara redo att släppa bromsen och lätta på gasen så fort bilen i täten går, och låta gapet mellan bilarna gradvis svälla i takt med att hastigheten ökar.

Inte Distronic. Den väntar på att bilen framför ska dra iväg till ett säkert avstånd och börjar bara röra sig när bilen framför har byggt upp en lite fart, så det redan tillräckligt stora gapet växer till ett gäspande utrymme som trafikflödets lagar inte kan föreskriva existera. Snart nog kommer en otålig förare att kasta sin bil från en angränsande körfält till det öppna utrymmet framför S550, ibland till och med signalera sin avsikt att göra det.

När den inkommande bilen går över från ett stoppat körfält, gör de det i brant vinkel och låg hastighet, precis som S550 börjar bli entusiastisk över att stänga avståndet till bilen framför. Distronic ser inte blinkersen och dess smala radarstråle som flammar ner i mitten av körfältet ser inte den sammanslagna bilen förrän den bryter strålen.

Vid det här laget verkar det som om Mercedes kan ramla in den inkommande bilen i dörren, men den känner till slut igen intrång i körfältet och smäller i bromsarna, långt efter att en mänsklig förare skulle ha lättat på gasen för att tillåta sammanslagningen. Hoppsan!

Samma sak när man passerar en påfart. Vill du slå samman före en Distronic-kontrollerad S550? Glöm det. Kommer inte att hända, om inte den mänskliga föraren ingriper med ett tryck på bromspedalen för att avaktivera systemet.

Inget av detta är menat som en kritik av Distronic eller S550, bara för att illustrera att biltillverkare inte använder de datorer som redan finns ombord på sina fordon. Följaktligen är fordonen ännu inte tillräckligt smarta för att förstå bromsljus, blinkers och bilarnas rörelser framför den direkt framför.

Men S550:s tillvägagångssätt att använda befintliga sensorer för att uppnå nya funktioner är vägen framåt, enligt Christian Schumacher, chef för verksamheten för avancerade förarassistanssystem enhet kl Continental Automotive. Det företaget byggde sin egen prototyp, som, liksom S550, undviker lidar för att ge viss autonomi.

"[prototypen] bilen är ett verktyg för att undersöka hur långt vi kan komma med nuvarande produktionsavkänning," sa han. "Även utan att spendera mycket pengar på avkänningssystem som inte är klassade för fordon."

En tur i Audis typ autonom A7-prototyp visade att bilen omedelbart tappade vägen när den stötte på avbrott i de målade linjerna på motorvägen. Precis som Mercedes använder den befintlig fordonssensorteknologi, men liksom S-klassen är A7-prototypens begränsade autonomi långt ifrån självkörande.

Vi kommer naturligtvis att nå den destinationen. Men det aktuella läget tyder på att det kommer att bli senare snarare än förr. Schumacher förutspår att helt autonoma bilar inte kommer att nå förare förrän 2025. Markera din kalender.

Redaktörens rekommendationer

• Volkswagen lanserar sitt eget självkörande biltestprogram i USA.
• Är Tesla Full Self-Driving värt det?
• Robotaxis har ett passagerarproblem som ingen tänkt på
• Ford och VW lägger ner Argo AI autonom bilenhet
• Tesla hoppas att fullständig självkörande beta kommer att finnas tillgänglig globalt i slutet av 2022