Autonomiczne samochody, domowe roboty i inteligentny asystent kierowcy – nowe technologie Toyota Research Institute

Toyota poinformowała o postępach rozwoju technologii zautomatyzowanego prowadzenia i innych projektów prowadzonych w Toyota Research Institute (TRI).

• Nowa platforma testowa umożliwia badanie i rozwijanie systemów zautomatyzowanego prowadzenia Guardian i Chauffeur;
• Rozszerzanie możliwości robotów wspomagających człowieka w domu;
• Nowe funkcje asystenta kierowcy opartego na sztucznej inteligencji.

Toyota opublikowała kompleksowy przegląd swoich prac w dziedzinie zautomatyzowanego prowadzenia pojazdów. Opisuje on filozofię i podejście firmy do technologii, realizowane programy badawcze, a także najbliższe plany dotyczące produktów. Dokument odzwierciedla przekonanie Toyoty, że zautomatyzowane prowadzenie pojazdów radykalnie zwiększy bezpieczeństwo ruchu drogowego i poprawi możliwości ludzi w zakresie wygodnej, przyjemnej i dostępnej dla wszystkich mobilności. Toyota ma nadzieję, że dokument ten pomoże zrozumieć jej podejście i zwiększy świadomość wyzwań związanych ze zautomatyzowanym prowadzeniem, takich jak rozwój infrastruktury i społeczna akceptacja.

„W ciągu kilku minionych miesięcy znacznie przyspieszyliśmy tempo rozwoju możliwości systemów zautomatyzowanego prowadzenia, opracowywanych przez Toyotę w celu zwiększenia bezpieczeństwa ruchu drogowego, poprawy dostępu do mobilności i uczynienia podróżowania wygodniejszym i bardziej przyjemnym” – powiedział dr Gill Pratt, dyrektor generalny TRI. – „Zespoły badawcze TRI pracują również nad sztuczną inteligencją dla robotów wspomagających człowieka w domu”.

Raport przedstawia koncepcje systemów Guardian i Chauffeur, stanowiących obecnie obiekt badań Toyoty, a także koncepcję Mobility Teammate Concept, która odzwierciedla przekonanie Toyoty, że relacje między kierowcami i samochodami powinny odpowiadać relacjom między bliskimi przyjaciółmi, którzy mają wspólny cel, opiekują się sobą wzajemnie, a jeśli trzeba, pomagają sobie. Dokument można znaleźć pod adresem www.automatedtoyota.com.

„Pojazdy z technologią zautomatyzowanego prowadzenia przyniosą społeczeństwu wiele korzyści, ale jednym z głównych priorytetów Toyoty jest poprawa bezpieczeństwa ruchu drogowego” – powiedział Kiyotaka Ise, dyrektor ds. technologii bezpieczeństwa w Toyota Motor Corporation. – „Wyposażając nasze systemy zautomatyzowanego prowadzenia w możliwości przewidywania oraz interakcji z ludźmi oraz środowiskiem ruchu drogowego, przybliżamy się do przyszłości bez wypadków”.

Zautomatyzowane prowadzenie pojazdów
Od momentu zaprezentowania pojazdu doświadczalnego Platform 2.0 w marcu tego roku, badacze TRI rozwinęli technologię zautomatyzowanego prowadzenia pojazdów do poziomu Platform 2.1. Równolegle z tworzeniem tej nowatorskiej platformy testowej w TRI dokonano istotnego postępu w dziedzinie modeli komputerowej percepcji z elementami uczenia się, które pozwalają systemom zautomatyzowanego prowadzenia lepiej rozpoznawać otoczenie pojazdu, wykrywać obiekty i drogi oraz skuteczniej wyznaczać bezpieczną trasę. Nowe systemy są szybsze, bardziej efektywne i dokładniejsze. Oprócz wykrywania obiektów, mogą też dostarczać danych o elementach drogi takich jak oznakowanie pionowe i poziome, wspomagając tworzenie cyfrowych map, które są jednym z kluczowych elementów systemów zautomatyzowanego prowadzenia.

Platform 2.1 zawiera również sprzęt od nowych dostawców, w tym nowy, precyzyjny lidar (czujnik laserowy) firmy Luminar. Odznacza się on większym zasięgiem, tworzy gęstszą chmurę punktów, pozwalając lepiej wyznaczać pozycje obiektów trójwymiarowych, a także jako pierwszy ma dynamicznie regulowane pole widzenia, co pozwala dokonywać dokładniejszych pomiarów w wybranych obszarach. Nowy lidar współpracuje z dotychczasowym systemem, co zapewnia pole widzenia 360 stopni.

Pojazd Platform 2.1 został wyposażony w drugą kierownicę i pedały przyspieszenia oraz hamowania „drive-by-wire” przed prawym fotelem. Umożliwia to badaczom bezpieczne testowanie przekazywania sterowania między człowiekiem i systemem autonomicznym w różnych sytuacjach. Jest również pomocne w pracach nad algorytmami uczenia maszynowego, które mogą uczyć się od doświadczonych kierowców, a także trenować początkujących kierowców.

W TRI zaprojektowano również jednolity system informowania o różnych stanach autonomicznych funkcji pojazdu za pomocą spójnego interfejsu użytkownika – ekranów, kolorowych sygnałów świetlnych i sygnałów dźwiękowych systemów Guardian i Chauffeur. Instytut prowadzi również eksperymenty dotyczące zwiększania świadomości sytuacyjnej kierowcy przez prezentowanie na środkowym ekranie multimedialnym chmury punktów odzwierciedlających wszystko, co samochód „widzi” przed sobą.

Będący efektem postępów w dziedzinie sprzętu i oprogramowania pojazd Platform 2.1 umożliwia równoległe testy dwóch różnych systemów dla autonomicznych pojazdów – Guardian i Chauffeur – korzystających ze wspólnych technologii. W przypadku systemu Guardian pojazdem kieruje człowiek, a automat monitoruje sytuację i interweniuje w razie zagrożenia wypadkiem. Chauffeur to opracowany przez Toyotę system o poziomie autonomii SAE Level 4/5, przy którym wszystkie znajdujące się w pojeździe osoby są pasażerami. Oba systemy wykorzystują ten sam zestaw czujników i kamer.

System Guardian jest w stanie wykryć rozproszenie lub zmęczenie kierowcy i odpowiednio na nie zareagować. Jeśli kierowca ma problemy z utrzymaniem toru jazdy, system najpierw ostrzega go, a potem hamuje, utrzymując pojazd w obrębie pasa ruchu. Testy systemu Chauffeur wykazały, że jest on w stanie prowadzić pojazd po zamkniętym torze, omijać przeszkody, a także bezpiecznie zmieniać pasy ruchu dla ominięcia przeszkody w sytuacji, gdy na sąsiednim pasie znajduje się pojazd jadący z taką samą prędkością. Obok prób drogowych TRI korzysta w badaniach z symulacji umożliwiających bezpieczne testowanie założeń inżynierów.

Robotyka i sztuczna inteligencja
Toyota Research Institute odnotował również postępy w dziedzinie robotyki i sztucznej inteligencji.

W ramach badań nad robotami wspomagającymi ludzi w domu, w TRI stworzono pionierskie rozwiązania, które dadzą robotom przyszłości ludzką zręczność, umożliwiającą chwytanie obiektów i manipulowanie nimi bez ryzyka upuszczenia lub uszkodzenia. TRI wykorzystuje również systemy komputerowego widzenia i sztucznej inteligencji, pozwalające robotom wykrywać obecność ludzi i obiektów, określać ich pozycję i na życzenie przynosić obiekty ludziom. Roboty są w stanie wykrywać, że obiekt został przemieszczony i zaktualizować jego pozycję w zintegrowanej bazie danych, a nawet rozpoznawać twarze ludzi i rozróżniać osoby.

Postęp TRI w dziedzinie robotyki był możliwy dzięki możliwości zwiększenia dokładności symulacji i jej wykorzystania jako uzupełnienia rzeczywistych testów. Ponieważ nie jest możliwe fizyczne przetestowanie wielkiej liczby różnorodnych sytuacji, jakie roboty mogą napotkać w świecie rzeczywistym, w instytucie wykorzystuje się symulowane środowiska, modelowane z użyciem danych zebranych podczas rzeczywistych testów.

Oprócz tego TRI opracowuje nowe koncepcje wykorzystania sztucznej inteligencji w kabinie pojazdu dla zapewnienia pasażerom komfortu, bezpieczeństwa i satysfakcji. W instytucie stworzono symulator z agentem sztucznej inteligencji, który wykrywa pozycję tułowia kierowcy, położenie jego głowy, miejsce, w które skierowany jest wzrok, a także jego emocje, by przewidzieć jego potrzeby lub wykryć pogorszenie koncentracji. Na przykład gdy system zauważy, że kierowca popija wodę, a wygląd jego twarzy wyraża dyskomfort, sztuczna inteligencja wnioskuje, że może mu być za gorąco i zmienia ustawienia klimatyzacji lub uchyla okna. Jeśli wirtualny agent wykryje objawy senności, może zasugerować przerwę.