Формула-1 считается одной из самых опасных спортивных дисциплин, где успех зависит от множества факторов: мастерства пилота, надежности техники, слаженной работы команды и существенных финансовых вложений. Многочасовые заезды на пределе возможностей в тесной кабине гоночного болида требуют колоссальной выдержки. В связи с этим организаторы Лиги автономных гонок Абу-Даби (A2RL) решили исключить из традиционных гонок человеческий фактор, заменив пилотов 95 килограммами вычислительной техники и множеством датчиков. На этих выходных провели эксперимент, который должен был продемонстрировать возможности современных ИИ-технологий в показательной гонке против бывшего пилота Формулы-1 Даниила Квята на легендарной трассе Судзука в Японии.
Однако реальность оказалась суровее ожиданий, потому что автогонки полны неожиданностей, и замена человека не решает всех проблем. Организаторы и участники A2RL это прекрасно понимали. В отличие от многих, кто склонен преувеличивать возможности искусственного интеллекта, A2RL продемонстрировала реалистичный взгляд на текущее состояние технологий. Например, беспилотные болиды пока не способны выполнять стандартную процедуру разогрева шин – вилять из стороны в сторону для достижения оптимального сцепления с трассой.
Руководитель команды TII Racing, Джованни Пау, на брифинге для прессы, посвященном гоночному искусственному интеллекту, заявил: "У нашей беспилотной системы отсутствует человеческая интуиция. В этом заключается одно из ключевых препятствий в управлении подобными машинами. На данный момент точная оценка сцепления с трассой является неразрешимой задачей. То, что мой друг Даниил [Квят] делает на трассе за доли секунды, для нас пока недостижимо."
За разработку как аппаратного, так и программного обеспечения для всех болидов A2RL отвечает Институт технологических инноваций (TII). В части аппаратного обеспечения все восемь команд используют идентичные решения. Что касается программного обеспечения, каждая команда разрабатывает собственные алгоритмы на базе предоставленного TII стека, чтобы обеспечить навигацию болидов по трассе.
Важно отметить, что беспилотная система TII не совсем обучаемая, но и не статичная. В апреле на трассе в Абу-Даби соревновались четыре команды. Навигация болидов, вопреки распространенному мнению, не является классическим искусственным интеллектом. Скорее, это набор запрограммированных реакций на определенные условия окружающей среды; машины не обучаются самостоятельно в процессе. По сути, большая часть того, что сегодня преподносится как "Искусственный интеллект", таковым в полной мере не является.
Для достижения уровня эффективности пилота-человека за рулем подобным системам потребуются годы интенсивных исследований. Даниил Квят сотрудничает с A2RL с момента основания проекта. Его бесценный опыт должен помочь инженерам понять, как приблизить возможности беспилотных болидов к их потенциальному пределу.
И прогресс уже виден: если на начальном этапе отставание от времени круга Квята составляло от трех до пяти минут, то сейчас оно сократилось примерно до восьми секунд. В контексте реальной гонки между людьми это по-прежнему значительное отставание, но для беспилотных болидов, оснащенных 90 килограммами компьютерного оборудования, это впечатляющий результат.
По словам Пау, на данный момент беспилотные болиды способны развивать 90–95% скорости пилота-человека. Однако эти возможности снижаются, когда на трассе присутствует и пилотируемый автомобиль, что обусловлено соображениями безопасности. Отвечая на вопрос журналистов о его главных опасениях при нахождении на трассе с беспилотным болидом, Квят отметил необходимость "сначала следить за траекторией беспилотника, чтобы понять, где безопасно маневрировать рядом с ним. Японская трасса "Судзука", в отличие от трассы в Абу-Даби, имеет более узкие участки и длинные повороты, поэтому мне нужно быть предельно внимательным и оставлять достаточно пространства для ИИ-автомобиля", – пояснил Квят. Он также подчеркнул, что текущая скорость беспилотника уже достаточно высока, что требует от команды невероятной концентрации.
Одним из ключевых аспектов, связанных с внедрением ИИ в управление транспортом, является предсказуемость его поведения на трассе. В повседневной жизни, управляя автомобилем, идя пешком или на велосипеде, мы полагаемся на зрительный контакт с другими участниками движения и на определенные поведенческие шаблоны. Проблемы возникают при отклонении от этих ожиданий, например, при проезде на красный свет или резком перестроении. На гоночной трассе беспилотный болид может отклониться от оптимальной траектории в повороте из-за сигнала датчика, который опытный пилот проигнорировал бы, основываясь на интуиции и многолетнем опыте. Контекст реальной жизни играет не менее важную роль, чем данные, полученные на трассе. И повседневная жинзи, и профессиональные гонки – это сложный и хаотичный процесс.
В прошедшую субботу во время гоночного уик-энда состоялась демонстрационная гонка двух болидов A2RL. На прямых участках трассы болиды демонстрировали впечатляющую скорость, однако, как сообщалось, прохождение поворотов пока остается для них непростой задачей.
В боксах команда наблюдала за показаниями многочисленных мониторов. Данные с датчиков болидов – поток нулей и единиц, отображающих состояние трассы, – визуализировались для специалистов в виде графиков. Для оперативного анализа система сигнализировала команде зеленым цветом при штатной работе и красным – при отклонениях от заданных параметров. Помимо информации о движении болида, команда получала данные о расходе топлива, износе тормозов и температуре шин.
Полученные данные позволяли команде оценить степень нагрузки на болид. При нормальных показателях инженеры могут дать команду на увеличение темпа, стремясь к лучшему времени круга. Аналогичные указания получают и пилоты-люди: "Дави сильнее, будь быстрее, машина выдержит!". Система прогнозирует поведение болида на ближайшие секунды. По крайней мере, на это есть надежда.
Каждая команда стремится найти оптимальную траекторию для своего болида, которая не всегда совпадает с традиционными "человеческими" траекториями. Цель – разработать идеальную траекторию именно для автономного управления.
Команда A2RL провела в "Судзуке" несколько недель, готовясь к заезду. Выяснилось, что приобретенная HD-карта трассы имела погрешность в несколько метров, что потребовало повторного картирования и обучения болидов управлению на более узкой трассе, чем в Абу-Даби.
Беспилотный болид оснащен камерами Sony 4K, радарами, лидаром, высокоточным GPS и другими датчиками. Электроусилитель руля рассчитан на перегрузки до 5g. Гидравлические тормоза каждого колеса могли бы управляться индивидуально, но пока эта функция не активирована, отметил Пау, добавив, что ее включение откроет новые возможности, особенно в поворотах.
На следующее утро готовилось главное событие – противостояние человека и машины, современная интерпретация легенды о Джоне Генри, но без трагизма песни о сталеваре, бросившем вызов паровой машине. Исход был предсказуем: A2RL открыто признавала, что их система пока значительно уступает человеку в скорости. Тем не менее, местом проведения был выбран именно технологически развитый регион – Япония. Заезд планировался перед финальной гонкой сезона "Super Formula".
Утро выдалось прохладнее предыдущего дня. Болиды выкатили на стартовую решетку. Квят расположился позади беспилотного автомобиля. Время ожидания старта казалось более долгим, чем накануне. Шины остывали.
Болид A2RL стартовал примерно на 22 секунды раньше Квята, но гонка завершилась, едва начавшись. Камеры упустили важный момент и в результате болид A2RL потерял сцепление с трассой и развернулся, врезавшись задней частью в ограждение. Неожиданный и разочаровывающий финал для многонедельной подготовки команды. В боксах инженеры пытались выяснить причины произошедшего, анализируя данные с мониторов.
Коммерческий директор A2RL, Хуррам Хассан, сообщил прессе, что причиной потери сцепления стали холодные шины на холодной трассе. В последующем пресс-релизе уточнялось, что внезапное падение давления в одной из задних шин привело к потере сцепления и удару о стену.
Хуррам Хассан напомнил, что болид пока не умеет самостоятельно разогревать шины. Но, что более важно, он подчеркнул существенный разрыв между результатами моделирования и реальными условиями. "Можно многое отработать на компьютере, но ничто не заменит реальных тестов на трассе", – заявил коммерческий директор A2RL.
Реальность – это хаос, подверженный постоянным изменениям. Заявляя о миллионах километров, пройденных в симуляциях, важно помнить, что виртуальный мир не идентичен реальному.
Следует отметить, что A2RL не стремится заменить традиционные гонки. Организаторы понимают эмоциональную связь зрителей с соревнованиями, в которых участвуют люди. Они также осознают, что по мере развития технологий опыт, полученный на гоночной трассе, не будет напрямую перенесен на серийные автомобили с автопилотом. Однако, доводя беспилотные болиды до предела и позволяя ИИ принимать решения для предотвращения аварий, полученные данные могут быть использованы в будущем для повышения безопасности дорожного движения.
За день до несостоявшейся гонки человека против ИИ на этапе "Super Formula" произошел инцидент, когда у двух болидов отсоединились задние колеса при выезде из боксов. Еще два автомобиля столкнулись на трассе. Гоночный спорт полон неожиданностей, и аварии неизбежны.
Для A2RL неудача – это часть процесса. И хотя случившееся, безусловно, расстроило команду, потратившую недели на подготовку, важно помнить, что гонки A2RL проходят в контролируемой среде. Организация демонстрирует понимание сложностей разработки автономных гоночных автомобилей. Хотелось бы, чтобы компании, тестирующие беспилотные технологии на дорогах общего пользования, придерживались аналогичной открытости и реализма.