Je možná autonomie úrovně 5?

Od Batmobilu přes Knight Rider’s KITT až po sky auta ve filmu Pátý element, samořídící auta byla dlouho vnímána jako vlna budoucnosti. Zdá se, že s rostoucí popularitou řady funkcí pro automatizované řízení je budoucnost již tady.

Trh s autonomními vozy vykazuje rychlý růst bez známek zpomalení. S odhadovanou CAGR 31.3 % se očekává, že trh poroste z 1.64 miliardy USD v roce 2021 na 11.03 miliardy USD v roce 2028. Země jako Německo a Japonsko již mají na silnicích řadu vozidel s podmíněnou automatizací (známá jako úroveň 3 – viz obrázek) a Jižní Korea oznámila ambiciózní cíl, že 50 % všech vozidel vyrobených do roku 2035 bude plně autonomních.

Je ale průmysl skutečně připraven udělat skok k plně autonomním, nebo konkrétně vozidlům úrovně 5? Zatímco někteří odborníci zůstávají přesvědčeni, že jsme na vrcholu, zdá se, že shoda panuje v tom, že spotřebitelé by neměli očekávat, že budou moci sedět, zatímco je jejich auto odveze tam, kam chtějí, po dobu nejméně dalších deseti let. Existuje nová technologie, kterou je stále třeba vyvinout spolu s bezpečnostními předpisy, které je třeba zavést jako první.

Kde jsme teď?

Automobilový průmysl jistě ušel dlouhou cestu a mnoho asistenčních funkcí řidiče je nyní standardem u většiny automobilů. Navzdory zdánlivě špičkovým schopnostem dnešních automobilů je většina vozů ve skutečnosti pouze na úrovni 2 z hlediska automatizace. To znamená, že řidiči mají za volantem stále velkou kontrolu, a to i při použití například adaptivního tempomatu nebo funkce Hyundai Highway Driving Assist.

Zatímco v několika zemích dochází k malým pokrokům, široké přijetí autonomie úrovně 3 a vyšší nebude možné bez významných opatření přijatých vládami a regulačními orgány. Je velmi důležité mít bezpečnostní předpisy a přísné zákony podrobně popisující, za jakých podmínek je autonomní řízení legální a kdy si řidič potřebuje udržet kontrolu nad vozem.

Pohled na to, kde se průmysl nachází z hlediska úrovně 3 a 4 autonomie, poskytne určitý pohled na to, jak daleko musí odvětví zajít, aby dosáhlo úrovně 5.

Úroveň 3: Podmíněná automatizace

Auta úrovně 3 nabízejí omezený zážitek z vlastního řízení. To znamená, že za určitých velmi specifických podmínek může auto řídit samo. Řidič však musí být neustále ve střehu a připraven převzít kontrolu nad vozem, jakmile se změní okolnosti. Mezi tyto okolnosti patří rychlost, stav vozovky a povětrnostní podmínky.

Vozidla úrovně 3 mají na silnici zatím pouze Japonsko a Německo. Japonsko jako první udělalo tento skok a uvedlo Hondu Legend na dálnice v roce 2021. Německo nezůstalo pozadu a nabídlo Mercedes’ Drive Pilot na určitých modelech své třídy S a EQS. Jižní Korea plánuje uvést do konce roku 2022 pilota pro dálniční jízdy s Genesis G90. Spojené státy a Spojené království patří mezi další země, které usilují o legalizaci autonomie úrovně 3 v osobních vozidlech.

Stávající systémy úrovně 3 mají omezenou úroveň autonomie, kterou mohou nabídnout. Mercedes-Benz EQS může například fungovat na dálnici pouze za denního světla, bez srážek a při rychlostech pod 37 mph. Jakmile se některá z těchto podmínek změní, řidič je upozorněn kontrolkami na volantu a má pouze 10 sekund na to, aby znovu získal kontrolu nad vozem.

Tato sdílená odpovědnost a neustálé přenášení z vozu na řidiče je pro automobilky významnou překážkou. Tato výzva je tak velká, že se někteří výrobci automobilů rozhodli zvážit vynechání úrovně 3 a přejít rovnou k automatizaci úrovně 4, kde vůz zůstává plně pod kontrolou ve složitějších situacích, aniž by řidič musel být tak ostražitý.

Úroveň 4: Vysoká automatizace

Automatizace úrovně 4 je sama o sobě vzrušujícím průlomem. Přestože může fungovat pouze v určitých situacích, vůz má plnou kontrolu od začátku do konce a řidič nemusí být vůbec připraven se zapojit. Pokud systém náhodou selže nebo nezvládne situaci, automaticky se zastaví a pomalu se zastaví.

V současné době není automatizace úrovně 4 nikde schválena pro běžné spotřebitelské použití, ale v sektoru veřejné dopravy a nákladní dopravy probíhá několik zkoušek. Waymo One je taxislužba, která využívá autonomní vozidla úrovně 4 k zajištění snadné přepravy ve Phoenixu v Arizoně a San Franciscu v Kalifornii. Walmart nedávno spolupracoval s vývojářem autonomních technologií Gatik na pilotním programu, ve kterém nákladní vozy úrovně 4 přepravují produkty na trase dlouhé 7 mil v Bentonville v Arkansasu.

Tyto programy zatím zaznamenávají úspěch, a přestože může trvat dlouho, než budou schopny fungovat ve větším měřítku, OEM a další v tomto odvětví věří, že vozidla úrovně 4 budou k dispozici pro soukromé použití do roku 2024 nebo 2025.

Cesta k úrovni 5: Plná autonomie

Pokud je úroveň 3 již do určité míry zde (nebo by mohla být zcela přeskočena) a úroveň 4 je jen pár let pryč, neznamená to, že by úroveň 5 měla být brzy k dispozici? není to tak jednoduché. Existují bezpečnostní i technologické překážky, které mohou v dohledné době oddálit vznik autonomie úrovně 5.

Zatímco asistenční funkce řidiče, jako je automatické nouzové brzdění, snížily hlášené nehody zezadu o 50 %, mezi ADAS a plnou autonomií vozidla je velmi dlouhá cesta. Mezi mnoha důvody, samotné množství dat v reálném čase, které bude vozidlo muset shromáždit a analyzovat ve zlomcích sekund, bude vyžadovat podstatně více energie, než je v současnosti k dispozici.

Současný způsob výroby automobilů již vyžaduje více než 100-150 samostatných ECU spojených se specifickým hardwarem a závislých na monolitickém softwaru. Přidání jakékoli nové funkce nebo schopnosti znamená přidání další ECU a veškerý vývoj, testování, zapojení a náklady, které s tím souvisí.

Část cesty k úrovni 5 musí zahrnovat zásadní posun v základní architektuře vozidla od tradičního uspořádání E/E k architektuře E/E nové generace, jako je zonální architektura, ve které bude použití centralizovaných serverů a zónových bran snížit počet ECU nezbytných k nabízení více funkcí.

Ačkoli tyto architektury budou vyžadovat méně ECU, ECU samotné budou výkonnější a budou mít silnější výpočetní výkon pro podporu architektury orientované na služby (SOA). Společně s rychlým hardwarovým routovacím řešením pro snížení komunikační latence bude vozidlo schopno zvládnout složité funkce potřebné pro autonomní řízení úrovně 5.

Co se tedy stane dál?

Zatímco myšlenka plně autonomních vozů je vzrušující pro výrobce automobilů i spotřebitele, je nezbytné, aby byla zavedena infrastruktura, která zajistí, že vozidla budou bezpečná a schopná udržet pokročilou technologii potřebnou k tomu, aby správně fungovala.

To může potenciálně znamenat čekání pravděpodobně nejméně deset, ne-li déle, stejně jako investice milionů dolarů do vývoje a regulačních nákladů. Mezitím nazrál čas, aby se výrobci OEM zaměřili na přechod na softwarově definovaná vozidla a zlepšení komunikačních schopností uvnitř vozidel i mezi vozidly, aby technologická podpora byla zavedena, až bude regulační prostředí připraveno.