Autonomiczne wyścigi samochodowe wzmacniają sztuczną inteligencję, zapewniając bezpieczniejsze samochody autonomiczne

Emocje związane z wyścigami samochodowymi wynikają z decyzji podejmowanych w ułamku sekundy i odważnych podań podejmowanych przez nieustraszonych kierowców.

Wyobraźcie sobie tę scenę, ale bez kierowcy – samego samochodu, prowadzonego przez niewidzialną rękę sztucznej inteligencji. Czy pęd wyścigów może się rozwijać bez kierowcy kierującego torem? Okazuje się, że można.

Wejdź do wyścigów autonomicznych, dziedziny, która nie polega tylko na rywalizacji przy dużych prędkościach, ale także na przesuwaniu granic tego, co pojazdy autonomiczne mogą osiągnąć i poprawie ich bezpieczeństwa.

Ponad sto lat temu, u początków motoryzacji, gdy społeczeństwo przestawiło się z pojazdów konnych na rzecz pojazdów silnikowych, wśród opinii publicznej pojawiły się wątpliwości co do bezpieczeństwa i niezawodności nowej technologii.

Zorganizowano wyścigi w sportach motorowych, aby zaprezentować wydajność technologiczną i bezpieczeństwo tych bezkonnych powozów.

Podobnie wyścigi autonomiczne to nowoczesna arena, która może udowodnić niezawodność technologii pojazdów autonomicznych, gdy samochody autonomiczne zaczynają pojawiać się na ulicach.

Szybkie próby wyścigów autonomicznych odzwierciedlają rzeczywiste wyzwania, przed którymi stoją pojazdy autonomiczne na ulicach: dostosowywanie się do nieoczekiwanych zmian i reagowanie w ułamkach sekundy.

Sprostanie tym wyzwaniom na torze, gdzie prędkość jest większa, a czas reakcji krótszy, prowadzi do bezpieczniejszych pojazdów autonomicznych na drodze.

Jestem profesorem informatyki, który zajmuje się sztuczną inteligencją, robotyką i pojazdami autonomicznymi oraz kieruję zespołem Cavalier Autonomous Racing na Uniwersytecie Wirginii.

Zespół bierze udział w Indy Autonomous Challenge, globalnych zawodach, w których uniwersytety rywalizują ze sobą w pełni autonomicznymi samochodami wyścigowymi Indy.

Od momentu powstania w 2021 r. wydarzenie przyciąga najlepsze międzynarodowe zespoły na prestiżowe tory, takie jak Indianapolis Motor Speedway.

Dziedzina ta, charakteryzująca się zarówno rywalizacją, jak i pracą zespołową, pokazuje, że zbiorowe rozwiązywanie problemów napędza postęp w zakresie bezpieczeństwa pojazdów autonomicznych.

Podczas konkursu zaliczającego Indy Autonomous Challenge, który odbył się podczas targów Consumer Electronics Show 2024 w Las Vegas w styczniu 2024 r.

Nasz zespół Cavalier zajął drugie miejsce i osiągnął prędkość 230 kilometrów na godzinę, autonomicznie wyprzedzając inny samochód wyścigowy, potwierdzając swój status wiodącego amerykańskiego zespołu.

W zawodach zwyciężył TUM Autonomous Motorsport z Politechniki Monachium.

Początki wielkości pinty

Dziedzina wyścigów autonomicznych nie zaczęła się od samochodów wyścigowych na profesjonalnych torach wyścigowych, ale od miniaturowych samochodów na konferencjach robotyki. W 2015 roku wraz z kolegami zaprojektowaliśmy autonomiczny samochód wyścigowy w skali 1/10.

Przekształciliśmy zdalnie sterowany samochód w małe, ale potężne narzędzie badawcze i edukacyjne, które nazwałem F1tenth, odwołując się do nazwy tradycyjnego samochodu wyścigowego Formuły 1, czyli F1.

Platforma F1tenth jest obecnie wykorzystywana przez ponad 70 instytucji na całym świecie do konstruowania zminiaturyzowanych autonomicznych samochodów wyścigowych.

F11. Grand Prix wyścigów autonomicznych jest obecnie wydarzeniem imprezowym na konferencjach poświęconych robotyce, podczas których gromadzą się zespoły z całej planety, każdy w posiadaniu pojazdów o identycznym sprzęcie i czujnikach, aby wziąć udział w czymś, co jest zasadniczo intensywną „bitwą algorytmów”.

O zwycięstwie na torze decyduje nie sama moc, ale kontrola samochodów przez zaawansowane algorytmy AI.

F1tenth okazało się również wciągającą i dostępną bramą dla studentów, którzy mogą zagłębić się w badania nad robotyką.

Przez lata udało mi się dotrzeć do tysięcy studentów za pośrednictwem moich kursów i serii wykładów online, które wyjaśniają proces budowania, prowadzenia i autonomicznego ścigania się tymi pojazdami.

Staje się prawdziwy

Obecnie zakres naszych badań znacznie się rozszerzył, przechodząc od małych modeli do rzeczywistych autonomicznych samochodów Indy, które rywalizują z prędkością przekraczającą 241 km/h, wykonując na torze wyścigowym złożone manewry wyprzedzania z innymi pojazdami autonomicznymi.

Samochody zbudowane są na zmodyfikowanej wersji podwozia Indy NXT i wyposażone w czujniki i kontrolery umożliwiające autonomiczną jazdę.

Samochody wyścigowe Indy NXT są używane w profesjonalnych wyścigach i są nieco mniejszymi wersjami samochodów Indy rozsławionych przez Indianapolis 500.

Brutalna rzeczywistość ścigania się tymi zaawansowanymi maszynami na prawdziwych torach wyścigowych przesuwa granice możliwości pojazdów autonomicznych.

Wyścigi autonomiczne wynoszą wyzwania związane z robotyką i sztuczną inteligencją na nowy poziom, wymagając od badaczy udoskonalenia naszej wiedzy na temat tego, jak maszyny postrzegają swoje otoczenie, podejmowania bezpiecznych decyzji i kontrolowania skomplikowanych manewrów z dużą prędkością, gdzie tradycyjne metody zaczynają zawodzić.

Precyzja ma kluczowe znaczenie, a margines błędu w sterowaniu i przyspieszaniu jest bardzo cienki, co wymaga wyrafinowanej wiedzy i dokładnego matematycznego opisu ruchu samochodu, aerodynamiki i układu napędowego.

Ponadto autonomiczni badacze wyścigów tworzą algorytmy, które wykorzystują dane z kamer, radaru i lidara, który działa jak radar, ale zawiera lasery zamiast fal radiowych, aby omijać konkurentów i bezpiecznie poruszać się w szybkim i nieprzewidywalnym środowisku wyścigowym.

Mój zespół udostępnił pierwszy na świecie otwarty zbiór danych dotyczących wyścigów autonomicznych, zapraszając badaczy z całego świata do przyłączenia się do udoskonalania algorytmów, które mogą pomóc w określeniu przyszłości pojazdów autonomicznych.

Tygiel dla pojazdów autonomicznych

Wyścigi autonomiczne to coś więcej niż tylko wizytówka technologii, to kluczowy obszar badań. Kiedy systemy autonomiczne mogą niezawodnie funkcjonować w tak ekstremalnych warunkach, z natury posiadają bufor podczas działania w zwykłych warunkach ruchu ulicznego.

Wyścigi autonomiczne to poligon doświadczalny, w którym konkurencja pobudza innowacje, współpraca sprzyja wzrostowi, a samochody kontrolowane przez sztuczną inteligencję ścigające się do mety wytyczają kurs w kierunku bezpieczniejszych pojazdów autonomicznych.

Zalecenia redaktorów:

• Deepfakes AI debiutują politycznie dzięki Biden robocall
• Dlaczego kontrola ruchu lotniczego nadal potrzebuje ludzkiego dotyku w dobie sztucznej inteligencji
• Stawką w procesie New York Timesa jest przetrwanie ChatGPT
• ChatGPT i sztuczna inteligencja innych języków są tak samo irracjonalne jak my

Nota wydawcy: Ten artykuł został napisany przez Madhura Behla, profesora nadzwyczajnego robotyki i sztucznej inteligencji na Uniwersytecie Wirginii i ponownie opublikowany w The Conversation na licencji Creative Commons. Przeczytaj oryginalny artykuł.