Автономия. Как появился автомобиль без водителя и что это значит для нашего будущего - Лоуренс Бернс

«Я зарегистрировался на гонки, чтобы победить, – провозгласил Уиттакер. – В этот раз Red Team будет больше похожа на Красную Армию[25]».

Команды Карнеги – Меллона и Стэнфорда неизбежно должны были столкнуться на предварительной конференции. Урмсон заметил, что Монтемерло держит в руках листы бумаги, и узнал в них статью, написанную им самим после первых соревнований. Она раскрывала подход Red Team во всех подробностях. Открытая публикация всех секретов, заключенных в методах команд, была одним из обязательных условий участия в гонке, поставленных DARPA. Это была здравая политика. Она следовала духу академической науки: открытый обмен знаниями внутри сообщества ускоряет прогресс направления в целом. В то же время она также усложняла задачу Уиттакеру и Урмсону. Перед первой гонкой положение ведущей лаборатории по робототехнике в стране обеспечивало им фору. Публикация технологии сократила разрыв между ними и всеми остальными. Кроме того, перебежчики – Монтемерло и Трун – были людьми исключительно способными. Их участие означало, что победа Карнеги – Меллона отнюдь не обеспечена. Перед второй гонкой Red Team суждено было встретить самого серьезного противника за всю свою недолгую историю.

Еще в самом начале приготовлений Red Team решила перестраховаться и выставить двух роботов. (Прецедент был – SciAutonics тоже участвовала в первой гонке с двумя машинами.) Отчасти этот шаг был продиктован желанием смягчить напряженность между руководителем разработки ПО Кевином Петерсоном и руководителем проекта Крисом Урмсоном, готовых вцепиться друг другу в глотку за право командовать финальной стадией разработки Sandstorm. Был разговор о том, чтобы дать каждому из заместителей Уиттакера свою машину, но сам Уиттакер позднее утверждал, что оба они внесли свой вклад в каждую из них. Отчасти сыграли свою роль практические соображения. В конце концов, благодаря щедрости AM General у Red Team теперь было достаточно машин.

Вторая машина, получившая известность под названием Highlander[26], относилась к 1999 модельному году и была, таким образом, на 13 лет младше Sandstorm. Машина, подаренная AM General, была оснащена 6,5-литровым дизельным двигателем с турбокомпрессором. Одна из проблем при создании автопилота – это управление положениями педали газа и рулевого колеса. Большинство автомобилей-современников Sandstorm управлялись механически. Это означает, что человек поворачивал руль, нажимал на педаль газа, переключал передачи. А вот при попытке заставить компьютер делать то же самое возникали сложности. Когда привод, действующий по команде компьютера, нажимал на педаль газа, всегда имела место погрешность.

У нового Humvee, Highlander[27], управление было полностью электронным. Машина с самого начала была спроектирована так, чтобы ею управлял компьютер. Обороты, например, регулировались модулем управления двигателем, установленным прямо на заводе. Поэтому группа Highlander могла не устанавливать электромотор и рычаг, физически нажимающие на педаль газа, как это было сделано на Sandstorm, а просто переработать имеющуюся компьютерную систему под свои нужды и регулировать обороты при помощи электроники. Погрешность в этом случае была меньше, поэтому как водитель Highlander был лучше.

Было и еще одно отличие: Уиттакер и его студенты нашли другую, более точную систему определения местоположения. На первых гонках такая система имела погрешность примерно в метр. Новая, предоставленная спонсором, компанией Applanix, обладала точностью в 25 см – ощутимое улучшение характеристик машины для вторых гонок.

Итак, у Red Team было много новостей. Но то же самое происходило и в группе Труна. По сути своей Уиттакер был человеком «железа», порождением эпохи, когда изготовление робота подразумевало точную наладку взаимодействия между приводами и карбюраторами, электромоторами и солнечными батареями. Традиционный подход к делу определял методы, использованные для подготовки к первой гонке: ее члены тратили столько же времени на отработку механики компьютерного контейнера и подвеса, сколько на написание кода. Но по мере роста вычислительной мощности компьютеров робототехника постепенно превращалась из аппаратной задачи в программную, решать которую следовало специалистам по информатике. Уиттакер был инженером. В команде Труна преобладали специалисты по информатике. Аппаратная платформа, использованная командой Стэнфорда, почти не включала специально спроектированных для нее деталей. В отличие от команды Карнеги – Меллона, с нуля разработавших компьютерный контейнер и карданов подвес, Трун просто приобретал датчики на рынке и устанавливал их на машину, включая лидар, цветную камеру для сканирования дороги и два радара, задачей которых было идентифицировать препятствия на большом расстоянии. Девизом команды Стэнфорда было «считать автономное управление программной задачей».

«С моей точки зрения, нужно было просто извлечь человека из машины и заменить его роботом – а у этой задачи есть аппаратный аспект, – вспоминает Трун. – Нужно решить, как поворачивать рулевое колесо и нажимать на тормоз. Но эта часть тривиальна. Следует установить небольшой мотор на рулевое колесо. Научных исследований это не требует… По-настоящему в центре задачи находится искусственный интеллект. Принятие верных решений. Поэтому мы полностью сосредоточились на том, чтобы сделать систему умной».

«Группа Карнеги – Меллона была полноценной командой. Это огромный университет, и поэтому в ней были специалисты по всему, – объясняет Монтемерло. – Наша группа была гораздо меньше, и разбирались мы главным образом в программном обеспечении. Ни один из нас не имел навыков механика».

Тем не менее Трун очень многому научился из опыта совместной работы с Уиттакером. В сентябре 2004 года, сразу после доклада Монтемерло, он начал работу над машиной для DARPA Grand Challenge в точности по шаблону Уиттакера. В точности как тот, он набрал добровольцев, пригласив их участвовать в университетском семинаре. В случае Труна семинар назывался «Проекты в области искусственного интеллекта». На первой встрече со студентами – их было около сорока человек – Трун произнес речь в стиле Уиттакера. «Смотрите, ни краткого содержания курса, ни его плана, ни лекций – ничего этого нет, – так вспоминал он свое выступление позже. – Все, что нам предстоит сделать – это построить робота, способного пройти трассу первых соревнований».

Вспоминая, как Уиттакер стимулировал своих студентов работать с полной отдачей, ставя перед ними труднодостижимые цели, Трун поставил перед группой ясную и четко определенную цель: через два месяца, то есть к концу семестра, они должны построить автомобиль, который преодолеет одну милю первоначальной трассы. «Мы с Редом очень разные, – говорит Трун. – Но я старался учиться у него. И научился следующему: если поставить перед студентами цель – неважно, насколько сложно достичь ее, – то они, не имея представления о ее сложности, полагают, что она достижима. И со временем в самом деле достигают ее».