Brzdiť alebo strhnúť volant? Nový model ukazuje, ako sa vodič rozhoduje v zlomkoch sekundy pred nehodou
Vedci vytvorili model, ktorý simuluje, ako vodič reaguje tesne pred nehodou. Pomôcť má aj pri testovaní bezpečnosti autonómnych áut.
Brzdové svetlá auta vpredu sa náhle rozsvietia alebo do tvojho pruhu vbehne protiidúce vozidlo. V takomto okamihu nejde o pokojné premýšľanie, ale o krátky súboj medzi brzdou, volantom a odhadom, čo urobia ostatní.
Vedci z Delft University of Technology teraz predstavili model, ktorý sa snaží zachytiť práve tieto chaotické momenty tesne pred nehodou. Nie ako ideálny počítač, ktorý pozná budúcnosť, ale ako človek so všetkými oneskoreniami, váhaním a neúplnými informáciami.
Model nesleduje len brzdu. Všíma si celý chaos pred nehodou
Doterajšie modely správania vodičov sa často sústredili len na jeden úsek celej reakcie. Napríklad na to, koľko vodičovi trvá, kým si všimne hrozbu, alebo ako prudko začne brzdiť. Lenže skutočná krízová situácia na ceste je zložitejšia.
„Existujúce modely väčšinou opisujú len časť tohto procesu, napríklad reakčný čas alebo správanie pri riadení volantom,“ hovorí Arkady Zgonnikov z Delft University of Technology. „Náš nový model spája všetky tieto zložky dohromady.“
Nový prístup preto nerieši iba brzdu a volant. Spája vnímanie situácie, rozhodovanie a samotnú reakciu do jedného rámca. Sleduje, kedy sa bežná dopravná situácia začne meniť na nebezpečnú, ako sa môže vyvíjať ďalej a ktorý únikový manéver má v danej chvíli najväčšiu šancu zabrániť zrážke.
Človek za volantom sa v kríze nerozhodne raz a potom už len nevykoná jeden príkaz. Situáciu priebežne opravuje v hlave. Najprv začne brzdiť, o zlomok sekundy si všimne voľný priestor a pridá úhybný manéver. Alebo naopak, začne uhýbať, no ak sa druhé auto pohne inak, vráti sa k prudšiemu brzdeniu.
Neprehliadni
Vedci model poslali do situácií, v ktorých vodič nemá priestor na omyl
Výskumníci model postavili proti trom scenárom, ktoré v premávke patria medzi najnepríjemnejšie. V prvom auto pred vodičom náhle zabrzdilo. V druhom oprotiidúce vozidlo nečakane vošlo do jeho jazdného pruhu. V treťom iné auto nedalo prednosť.
Model dostal rovnaké informácie ako ľudskí vodiči. Nevidel za roh, nepoznal budúcnosť a nepracoval s výhodou, ktorú človek v reálnom aute nemá. Práve preto bolo porovnanie zaujímavejšie než bežný test „človek verzus stroj“.
Výsledok vedcov prekvapil najmä podobnosťou. Model vykazoval realistické reakčné časy pri brzdení a robil podobné rozhodnutia medzi brzdením a vyhýbacím manévrom ako skutoční vodiči. Zároveň do správania započítal aj ľudské limity. Teda oneskorenie, neistotu a fakt, že človek nie je dokonale presný mechanizmus.
Autori štúdie tvrdia, že ide o prvý publikovaný výpočtový model, ktorý takto podrobne opisuje ľudské vyhýbanie sa zrážke naprieč viacerými typmi kritických situácií.
Najťažšie nie je brzdiť, ale odhadnúť, čo urobí druhý vodič
Jedna z najzaujímavejších častí štúdie sa týka neistoty. Predstav si, že oprotiidúce auto sa začne tlačiť k tvojej čiare. V tej chvíli ešte nevieš, či vodič stratil kontrolu, obchádza prekážku, alebo sa o sekundu vráti späť do svojho pruhu.
Okamžitá a prudká reakcia nemusí byť vždy najlepšie riešenie. Ak by vodič pri každom náznaku rizika strhol volant, mohol by vytvoriť nový problém tam, kde by sa pôvodná situácia vyriešila sama. Model preto nepracuje s jednou istou budúcnosťou, ale s viacerými možnými dráhami druhého auta.
Vodič v takom momente nečíta myšlienky druhého človeka. Vidí len pohyb auta, vzdialenosť, rýchlosť a priestor okolo seba. Z toho skladá odhad, či má brzdiť, čakať ešte pár desatín sekundy, alebo začať uhýbať.
Výskumníci ukázali, že keď model zbavili časti neistoty, reagoval rýchlejšie než ľudia a kolíziám sa vyhol takmer vždy. Lenže práve tým sa prestal podobať na reálneho vodiča. Pôsobil príliš sebavedomo, akoby mal o situácii viac informácií, než by v skutočnosti mohol mať.
Pri nízkej rýchlosti ešte pomôže brzda. Vo vyššej už rozhoduje aj voľný priestor
Model zaujímavo rozlišoval aj medzi brzdením a vybočením. Pri nižších rýchlostiach častejšie uprednostnil brzdu. Pri pomalej jazde totiž strata rýchlosti neznamená veľký problém a vozidlo sa dá zastaviť bez výrazného boja s fyzikou.
Pri vyšších rýchlostiach sa častejšie prikláňal k vyhýbaciemu manévru. Prudké brzdenie vtedy zaberie viac priestoru aj času a nie vždy stačí. Ak sa vedľa auta otvorí bezpečný priestor, úhybný manéver môže byť výhodnejší než snaha zastaviť za každú cenu.
Pre vývojárov autonómnych vozidiel je to zásadný rozdiel. Nestačí, aby auto vedelo rýchlo brzdiť. Musí rozpoznať, kedy brzdenie ešte stačí, kedy sa oplatí využiť voľný priestor a kedy by úhybný manéver ohrozil niekoho ďalšieho.
Na ceste sa nespoliehame len na oči, ale aj na očakávanie pravidiel
Model počíta aj s tým, že vodič očakáva od ostatných určitú mieru normálneho správania. Napríklad že auto, ktoré má dať prednosť, ju pravdepodobne dá. Na cestách to robíme všetci. Keby sme pri každej križovatke predpokladali, že všetci ostatní porušia pravidlá, premávka by sa prakticky zastavila.
Keď výskumníci túto dôveru v pravidlá odstránili, model začal predvídať možné kolízie skôr a reagoval opatrnejšie. Teoreticky takýto prístup vyzerá bezpečnejšie. V reálnej premávke by však auto pôsobilo zvláštne a pre ostatných ťažšie čitateľne. Brzdilo by alebo uhýbalo aj tam, kde človek ešte rozumne predpokladá, že druhý vodič sa zachová podľa pravidiel.
Práve tu sa otvára veľká otázka autonómnych áut. Majú jazdiť ako extrémne opatrné stroje, alebo ako účastníci premávky, ktorí rozumejú ľudským zvykom? Príliš opatrné auto môže brzdiť plynulosť dopravy a vytvárať zmätok. Príliš sebavedomé auto zasa riskuje, že zle odhadne výnimku.
Nestačí, aby autonómne auto jazdilo bez nehody. Musí zvládnuť aj chaos pred ňou
Podľa výskumníkov môže nový model pomôcť pri vývoji aj hodnotení autonómnych vozidiel.
„Môže pomôcť zodpovedať otázku, či sú autonómne vozidlá bezpečnejšie ako ľudskí vodiči, čo je kľúčová otázka pre reguláciu,“ vysvetľuje Zgonnikov.
Bezpečnosť autonómnych áut sa totiž nedá merať len počtom kilometrov prejdených bez nehody. Výrobcovia aj regulátori potrebujú vedieť, ako sa systém zachová v hraničných momentoch. Teda v situáciách, kde nehoda ešte nie je istá, no rozhodujú desatiny sekundy.
Mauricio Peña, Chief Safety Officer spoločnosti Waymo, tvrdí, že podobný prístup môže odvetviu pomôcť posunúť sa k spoločnému a vedecky podloženému hodnoteniu schopnosti vyhýbať sa kolíziám.
Autori však sami upozorňujú, že model ešte neopisuje celú premávku. Zatiaľ predpokladá, že ostatní účastníci na vodiča priamo nereagujú. Neráta naplno s gestami, trúbením, blikaním svetlami ani s tým, že druhý vodič môže na tvoj manéver okamžite odpovedať vlastným pohybom.
Otvorená zostáva aj kultúrna stránka jazdy. Model testovali najmä v anglo-americkom dopravnom kontexte. Lenže pravidlá aj vodičské návyky sa medzi krajinami líšia. To, čo vodič bežne očakáva v Severnej Amerike, nemusí platiť v Európe.
Štúdia vyšla v magazíne Nature Communications. Ukazuje však najmä to, že porovnávať autonómne autá s človekom nebude jednoduché. Ideálny vodič z učebnice je len jedna vec. Skutočný vodič váha, spolieha sa na pravidlá, opravuje svoje rozhodnutia za jazdy a často koná s menej informáciami, než by si technológovia želali.
Práve tieto ľudské vrtochy a neistoty budú musieť autonómne systémy zvládnuť, ak majú v reálnej premávke pôsobiť bezpečne aj prirodzene.
