Έξυπνα Αυτοκίνητα Δεν Σώζουν Ακόμη τους Πεζούς

Το 2024, 7.080 πεζοί σκοτώθηκαν και περισσότεροι από 71.000 τραυματίστηκαν στους αμερικανικούς δρόμους. Οι θάνατοι ποδηλατών έφτασαν στο υψηλότερο επίπεδο από το 1980. Συνολικά, οι θάνατοι από τροχαία δυστυχήματα μειώθηκαν κάτω από 40.000 για πρώτη φορά από το 2020. Όμως, σχεδόν όλη αυτή η πρόοδος ωφελήθηκε τους επιβάτες των οχημάτων. Οι πεζοί και οι ποδηλάτες συνεχίζουν να πεθαίνουν σε ιστορικά υψηλά ποσοστά.

Αυτό το χάσμα είναι η ιστορία. Τα χαρακτηριστικά βοήθειας οδηγού έχουν μειώσει μετρήσιμα τους θανάτους των επιβατών τα τελευταία δέκα χρόνια. Δεν έχουν κάνει το ίδιο για τους ευάλωτους χρήστες του δρόμου, και ο λόγος έγκειται στην ορατότητα, όχι στη συμπεριφορά του οδηγού. Ένα σύστημα αισθητήρων τοποθετημένο σε όχημα περιορίζεται από τη γεωμετρία του σασί. Οι τοποθεσίες όπου οι πεζοί και οι ποδηλάτες είναι πιο σε κίνδυνο είναι ακριβώς οι τοποθεσίες όπου οι αισθητήρες του οχήματος είναι δομικά πιο αδύναμοι. Κρυμμένα διασταύρωση. Μεσο-μπλοκ διαβάσεις. Τυφλά γωνίες. Ζώνες σχολείων όπου ένα παιδί βγαίνει ανάμεσα σε σταθμευμένα αυτοκίνητα. Αυτός ο περιορισμός ισχύει εξίσου για έναν ανθρώπινο οδηγό που κοιτάζει από το παρμπρίζ, ένα σύστημα αυτόματου φρένων που διαβάζει ένα εμπρόσθιο ραντάρ και οποιοδήποτε μελλοντικό αυτόνομο σύστημα που θα τοποθετηθεί σε ένα όχημα.

Για την większość του τελευταίου δεκαετία, όλη η συζήτηση γύρω από τα συνδεδεμένα οχήματα, την αυτόνομη κινητικότητα και την αστική ρομποτική ήταν μια συζήτηση Vehicle-to-Everything (V2X). Η ιδέα είναι ότι το όχημα μιλάει με άλλα οχήματα, με εξοπλισμό δρόμου, με τα κινητά των πεζών και με το δίκτυο. Μεγαλύτερες σουίτες αισθητήρων, καλύτερα μοντέλα, περισσότερη επεξεργασία onboard, περισσότερη αναduplikation — όλα αυτά κεντρίζονται στο όχημα selbst. Αυτή η προσέγγιση Produced πραγματική πρόοδο. Επίσης, επέβαλε ένα όριο στο τι μπορεί να κάνει η αίσθηση του οχήματος για τους πεζούς και τους ποδηλάτες.

Η επόμενη φάση αυτού του έργου έχει διαφορετική μορφή. Όταν ονομάζουμε Infrastructure-to-Everything, ή I2X. Το διασταύρωση, η διαδρομή και η γύρω υποδομή αντιλαμβάνονται και προβλέπουν για ό,τι κινείται μέσα από αυτά. I2X είναι το πιο δύσκολο μέρος του προβλήματος. Είναι επίσης εκεί όπου η περίπτωση ασφαλείας τελικά κλείνει.

V2X έχει ένα όριο ασφαλείας, και τώρα το χτυπάμε

Η προοπτική του οχήματος έχει été legible στους επενδυτές, τους κατασκευαστές αυτοκινήτων και τους ρυθμιστές με έναν τρόπο που η υποδομή δεν έχει. Η πρόοδος μπορεί να μετρηθεί σε αισθητήρες, παραμέτρους μοντέλων και ρυθμούς αποσύνδεσης. Ταιριάζει καλά σε μια παρουσίαση. Το V2X stack έχει ωριμάσει αντίστοιχα. Οι προτυποποιημένες V2X είναι πραγματικές, οι μονάδες δρόμου έχουν εγκατασταθεί σε δεκάδες διαδρομές και οι μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες και τεχνολογικές εταιρείες ρίχνουν σοβαρό κεφάλαιο σε πλατφόρμες συνεργατικής αντίληψης.

Αυτό το κεφάλαιο έχει παραγάγει πραγματική πρόοδο, και πάλι κυρίως για τους επιβάτες των οχημάτων. Δεν έχει κλείσει το χάσμα για τους ευάλωτους χρήστες του δρόμου, και η ερευνητική κοινότητα είναι ολοένα και πιο σαφής σχετικά με το γιατί. Μια πρόσφατη εμπειρική μελέτη των συστημάτων συνεργατικής αντίληψης V2X ταυτοποιεί έξι επαναλαμβανόμενα σχήματα σφαλμάτων σε αυτόνομα συστήματα, τα περισσότερα από τα οποία έχουν τις ρίζες τους στην ίδια περιορισμό: ένα όχημα δεν μπορεί να αντιληφθεί πέρα από την ορατότητά του. Κρυμμένα διασταύρωση, μη-γραμμικά διασταύρωση, καιρικές επιδείνωσεις, περιπτώσεις που δεν εμφανίστηκαν στα δεδομένα εκπαίδευσης. Ξεχωριστή έρευνα που επικεντρώνεται στην ασφάλεια των ευάλωτων χρηστών του δρόμου φτάνει στο ίδιο συμπέρασμα από διαφορετική οπτική: η τοποθεσία των πεζών και των ποδηλατών είναι το σημείο αποτυχίας που οι αισθητήρες του οχήματος είναι δομικά κακοί στο να λύσουν.

Περισσότεροι LiDAR βοηθούν. Περισσότεροι ραντάρ βοηθούν. Καλύτερα μοντέλα βοηθούν. Τίποτα από αυτά δεν αλλάζει την υποκείμενη γεωμετρία. Ένας αισθητήρας τοποθετημένος σε όχημα θα έχει πάντα περιορισμούς ορατότητας, και η ορατότητα γίνεται χειρότερη καθώς η πυκνότητα της πόλης αυξάνεται. Οι τοποθεσίες όπου χρειαζόμαστε την αυτονομία να είναι πιο ασφαλής είναι ακριβώς οι τοποθεσίες όπου η αντίληψη του οχήματος είναι δομικά πιο αδύναμη.

I2X αναστρέφει την πολικότητα

Infrastructure-to-Everything αρχίζει από διαφορετική υπόθεση. Ο δρόμος, το διασταύρωση, η διαδρομή και η ζώνη φόρτωσης δεν είναι παθητικές επιφάνειες που περιμένουν να αντιληφθούν. Γίνονται ενεργές στιβάδες νοημοσύνης που αντιλαμβάνονται, ερμηνεύουν και μεταδίδουν τις συνθήκες προς τα έξω. Ένα όχημα που προσεγγίζει ένα κρυμμένο διασταύρωση δεν χρειάζεται να δει γύρω από τη γωνία με τους δικούς του αισθητήρες. Η γωνία βλέπει για αυτό. Ένα ρομποτικό σύστημα που εργάζεται σε ένα πεζοδρόμιο δεν χρειάζεται να προβλέψει τον πεζό πίσω από ένα σταθμευμένο αυτοκίνητο. Ο φανός ήδη γνωρίζει ότι ο πεζός είναι εκεί.

Αυτό είναι η πλευρά του προβλήματος που κατασκευάζουμε στη Surge. Οι εγκαταστάσεις μας είναι LiDAR-μόνο κόμβοι αντίληψης τοποθετημένοι σε υπάρχουσα αστική υποδομή: φανόι, σηματοδότες και οροφές. Χωρίς κάμερες, χωρίς εικόνες και χωρίς προσωπικά δεδομένα ταυτοποίησης που συλλέγονται τη στιγμή της αντίληψης. Τα ονομάζουμε «Ανώνυμο από Φυσική», επειδή ο LiDAR καταγράφει κίνηση και γεωμετρία, όχι πρόσωπα, πινακίδες ή ταυτότητα. Η έξοδος είναι ένα ρεύμα δεδομένων θέσης, ταχύτητας και τροχιάς σε πραγματικό χρόνο. Το ίδιο ρεύμα είναι χρήσιμο για έναν μηχανικό κυκλοφορίας, ένα σύστημα αυτόνομου οχήματος, έναν υπεύθυνο εφοδιαστικής και έναν ερευνητή ασφαλείας, όλους από την ίδια αποτύπωση αισθητήρα.

Δύο σχεδιαστικές επιλογές έχουν σημασία για την περίπτωση ασφαλείας. Η πρώτη είναι ότι η αντίληψη της υποδομής είναι multi-tenant από προεπιλογή. Ένας αισθητήρας τοποθετημένος σε όχημα είναι σημείο-προς-σημείο και εξυπηρετεί έναν πελάτη τη φορά. Ένας κόμβος LiDAR σε έναν φωτεινό σηματοδότη εξυπηρετεί κάθε όχημα, κάθε drone και κάθε εφαρμογή ασφαλείας πεζών που χρειάζεται τα δεδομένα, ταυτόχρονα. Τα οικονομικά του μοντέλου μοιάζουν περισσότερο με εκείνα ενός πύργου κινητής τηλεφωνίας παρά μιας πετρελαιοπηγής. Η δεύτερη είναι ότι η κάλυψη της διαδρομής έχει περισσότερη σημασία από την κάλυψη του διασταυρώματος. Μονάδες σε απομόνωση είναι χρήσιμες. Δικτυωμένες διαδρομές είναι αμυντικές, επειδή η ασφάλεια των πεζών, η εκπαίδευση των αυτόνομων οχημάτων και η ανταπόκριση σε εκτάκτες περιπτώσεις εξαρτώνται από τη συνέχεια, όχι από στιγμιότυπα.

Η αντίληψη σε πραγματικό χρόνο είναι το δάπεδο. Η πρόβλεψη είναι το ταβάνι.

Η βαθύτερη ευκαιρία δεν είναι το στρώμα σε πραγματικό χρόνο. Η αντίληψη σε πραγματικό χρόνο λύνει τις προφανείς περιπτώσεις ασφαλείας, και αυτό μόνο είναι πολύτιμο. Η βαθύτερη απελευθέρωση έρχεται όταν τα μοντέλα AI εκπαιδεύονται σε συνεχείς δεδομένα υποδομής για μήνες και χρόνια αντί για επεισοδιακές στιγμιότυπα που καταγράφουν τα οχήματα.

Τα δεδομένα του οχήματος είναι, από τη φύση τους, σπάνια και ασυνεχή. Ένα αυτοκίνητο περνά από ένα διασταύρωση λίγες φορές την ημέρα το πολύ. Βλέπει ένα τμήμα. Ένας κόμβος υποδομής παρατηρεί το ίδιο διασταύρωση 24 ώρες την ημέρα, κάθε ημέρα, για χρόνια. Βλέπει την πλήρη κατανομή. Η ίδια θέση κατά τη διάρκεια της ώρας αιχμής, των καταιγίδων, της κατασκευής, των διακοπών, των εκδηλώσεων και των εποχιακών μεταβολών. Αυτό είναι ένα θεμελιωδώς διαφορετικό είδος δεδομένων εκπαίδευσης, και παράγει ένα θεμελιωδώς διαφορετικό είδος μοντέλου.

Όσο συλλέγονται αυτά τα δεδομένα, το σύστημα σταματά να είναι αντιδραστικό και γίνεται προβλεπτικό. Το μοτίβο βάδισης κάποιου που πρόκειται να βγει από το πεζοδρόμιο χωρίς να κοιτάξει. Το προφίλ επιβράδυνσης ενός οχήματος που πρόκειται να διασχίσει ένα κόκκινο φως. Η γεωμετρία σύγκλισης που προηγείται ενός gầnου miss μεταξύ ενός γυρικού λεωφορείου και ενός ποδηλάτη στη λωρίδα ποδηλάτων. Αυτά είναι σήματα προκαταρκτικών. Είναι στατιστικά παρατηρήσιμα. Δεν υπάρχουν στα raport κρουσμάτων επειδή δεν είναι κρούσματα. Είναι προκαταρκτικά γεγονότα και συμβαίνουν με orders μεγαλύτερη συχνότητα από τα κρούσματα themselves. Κρούσματα είναι στατιστικά σπάνια. Near-misses είναι άφθονες. Συστήματα υποδομής παρατηρούν τις προκαταρκτικές συμπεριφορές που δεν καταγράφονται ποτέ στα raport κρουσμάτων. Ένα όχημα που περνά από ένα διασταύρωση δεν θα δει ποτέ τέτοιες συμπεριφορές σε κλίμακα. Η υποδομή που ζει στο διασταύρωση τις βλέπει συνεχώς.

Αυτό είναι η πραγματική απελευθέρωση ασφαλείας. Η υπόσχεση της συνδεδεμένης κινητικότητας ήταν πάντα ότι θα μπορούσαμε να παρέμβουμε πριν από ένα κρούσμα, όχι να το καταγράψουμε μετά. Αισθητήρες ενσωματωμένοι αισθητήρες συν επικοινωνία οχήματος-προς-όλα σε πραγματικό χρόνο φτάνουν μέχρι ένα σημείο. Ένα προβλεπτικό στρώμα εκπαιδευμένο σε συνεχείς, πολυ-τροπικές, δεδομένα υποδομής είναι αυτό που μας φτάνει στο υπόλοιπο. Η ίδια λογική, εν τω μεταξύ, ισχύει και στην πλευρά της ενέργειας, όπου εταιρείες όπως η HEVO δείχνουν ότι πλήρως αυτόνομα στόλους χρειάζονται υποδομή για να παραδώσουν ενέργεια καθώς και αντίληψη. Διαφορετικό domaine, ίδια συμπέρασμα: ο κόσμος πρέπει να κάνει δουλειά που το όχημα δεν μπορεί να κάνει μόνο του.

Ένα νευρικό σύστημα για το αστικό περιβάλλον

Όταν βγάζουμε ένα βήμα πίσω από οποιαδήποτε εγκατάσταση, το έργο αυτό είναι πραγματικά ένα νευρικό σύστημα που οι πόλεις δεν έχουν ποτέ πραγματικά: ένα στρώμα που αντιλαμβάνεται, θυμάται και προβλέπει σε πραγματικό χρόνο στο φυσικό περιβάλλον.

I2X είναι αυτό το στρώμα. Ένας κόμβος LiDAR σε έναν φωτεινό σηματοδότη λειτουργεί σαν έναν αισθητήριο νευρώνας. Η επεξεργασία edge συμπεριφέρεται σαν μια τοπική ανταπόκριση, αρκετά γρήγορη για να ενεργήσει χωρίς να περιμένει κεντρικά συστήματα. Με τον καιρό, ένα δίκτυο κόμβων χτίζει θεσμική μνήμη σε αστικό επίπεδο: πώς τα διασταύρωση συμπεριφέρονται,πού συμβαίνουν παρ’ ολίγον ατυχήματα συμβαίνουν, πώς οι ροές αλλάζουν κατά τη διάρκεια καταιγίδων, διακοπών, κατασκευών ή εκτάκτων περιπτώσεων.

Οι εφαρμογές ακολουθούν φυσικά. Ένα συναγερμό ασφαλείας πεζών σε μια ζώνη σχολείου είναι μια ανταπόκριση. Μια ρύθμιση σηματοδότη βασισμένη στην παρατηρημένη ροή είναι μια μάθηση ανταπόκριση. Μια προβλεπτική σύσταση δρομολόγησης για ένα όχημα έκτακτης ανάγκης εξαρτάται και από την αντίληψη και από τη μνήμη. Logistics, διαχείριση εκτάκτων περιπτώσεων, κλιματική ανθεκτικότητα και εκπαίδευση αυτόνομων οχημάτων γίνονται πιο εύκολες όταν η πόλη μπορεί να παρατηρεί και να μαθαίνει συνεχώς από τις δικές της λειτουργίες. Το σημείο δεν είναι να προσθέσουμε περισσότερες κάμερες ή πίνακες ελέγχου. Το σημείο είναι να δώσουμε στο αστικό περιβάλλον την ικανότητα που έχει luôn λείψει: την ικανότητα να αντιλαμβάνεται, να θυμάται και να ανταποκρίνεται σε πραγματικό χρόνο.

Η υποδομή αλλάζει την οικονομία της αυτονομίας

Όταν το στρώμα νοημοσύνης μεταφέρεται από το όχημα στην υποδομή, η οικονομία της αυτονομίας και των αστικών λειτουργιών αλλάζει σε τρεις σημαντικές πτυχές.

Πρώτα, η καμπύλη κόστους του hardware του οχήματος έχει τελικά ένα μέρος να πάει. Σήμερα, κάθε αυτόνομο όχημα ζητείται να μεταφέρει όλο το πρόβλημα αντίληψης και το μεγαλύτερο μέρος του προβλήματος ασφαλείας στο σασί του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το κόστος του οχήματος έχει αυτή την εμφάνιση. Όταν η υποδομή παραδίδει αντίληψη στα τελευταία 100 μέτρα και πρόβλεψη από πάνω, το όχημα γίνεται ελαφρύτερο, φθηνότερο και πιο εύκολο να πιστοποιηθεί. Η ίδια λογική ισχύει και για drones, sidewalk robots και οποιοδήποτε άλλο αυτόνομο format που περιμένει να κλείσει τα οικονομικά του.

Δεύτερον, η αγορά που μπορεί να εξυπηρετηθεί από οποιαδήποτε εγκατάσταση υποδομής επεκτείνεται δραματικά. Ένας κόμβος LiDAR σε έναν φωτεινό σηματοδότη που εξυπηρετεί την ομάδα μηχανικών κυκλοφορίας της πόλης, έναν εθνικό logistics φορέα, έναν αυτόνομο χειριστή λεωφορείου, έναν ερευνητή ασφαλείας και έναν ασφαλιστή είναι ένα θεμελιωδώς διαφορετικό περιουσιακό στοιχείο από έναν αισθητήρα που εξυπηρετεί έναν μόνο πελάτη. Η κοινόχρηστη υποδομή συσσωρεύει αξία με τρόπο που οι λύσεις σημείου δεν κάνουν.

Τρίτον, η ιστορία χρηματοδότησης γίνεται legible στο θεσμικό κεφάλαιο που έχει ιστορικά χρηματοδοτήσει λιμάνια, πύργους, ίνα και δημόσιες υπηρεσίες. Μεταξύ μας, φέρνουμε ηγετική εμπειρία σε εγκαταστάσεις συνδεδεμένης υποδομής και περισσότερα από δύο δεκαετίες εμπειρίας χρηματοδότησης υποδομών σε εταιρείες όπως Integrated Roadways, Black & Veatch και Diode Ventures. Το μοτίβο είναι οικείο. Όταν μια κατηγορία activos παράγει πολλαπλά, συμβατικά, μακροχρόνια ρεύματα εσόδων από μια seule φυσική αποτύπωση, το κόστος κεφαλαίου πέφτει, η διάρκεια επεκτείνεται και η εγκατάσταση επιταχύνεται. Αυτή είναι η στιγμή που προσεγγίζουμε με την έξυπνη υποδομή. Το κεφάλαιο περίμενε legibility, όχι την τεχνολογία.

Ο δρόμος μαθαίνει να σκέφτεται πίσω

Οι σκληροί αριθμοί θανάτων δεν θα κινηθούν σημαντικά μέχρι να σταματήσουμε να ζητάμε από το όχημα να κάνει όλη τη δουλειά. Η δεκαετία της επένδυσης κεντρωμένη στο όχημα παρήγαγε πρότυπα, εγκαταστάσεις και σημαντική πρόοδο για τους επιβάτες των οχημάτων. Δεν κίνησε το βελόνι για τους ανθρώπους που είναι πιο εκτεθειμένοι στις συνέπειες των οχημάτων που κάνουν λάθος, και ο λόγος είναι χτισμένος στην γεωμετρία του προβλήματος.

Το επόμενο κεφάλαιο είναι εξοπλισμός-εξωτερικός. Δρόμοι που αντιλαμβάνονται. Διασταύρωση που προβλέπουν. Διαδρομές που μαθαίνουν και παρεμβαίνουν πριν συμβούν κρούσματα. Προσθέστε την πλευρά της ενέργειας αργότερα, στην ίδια φυσική αποτύπωση, και έχετε το υπόστρωμα για την αυτονομία ως σύστημα και όχι ως προϊόν. Περισσότερο, έχετε την υποδομή που οι πόλεις μπορούν να χρησιμοποιήσουν για όλα τα άλλα που έχουν προσπαθήσει να λύσουν τα τελευταία είκοσι χρόνια.

V2X δίδαξε στα οχήματα να μιλάνε. I2X είναι η πόλη που μαθαίνει να αισθάνεται, να σκέφτεται πίσω και μετά να σκέφτεται μπροστά.