Od sustava pomoći vozaču do robotaksija bez vozača – objašnjavamo SAE razine autonomije od 0 do 5, njihove tehnološke razlike i zašto će upravo autonomna vozila oblikovati budućnost automobilske industrije

Što znače SAE razine autonomne vožnje od 0 do 5? Donosimo pregled tehnologije autonomnih vozila, robotaksija i utjecaja autonomne vožnje na budućnost autoindustrije. Autonomna vožnja posljednjih je godina postala jedno od najvažnijih područja razvoja automobilske industrije. Proizvođači ulažu milijarde eura u razvoj senzora, umjetne inteligencije, računalnih sustava i novih softverskih platformi koje bi vozilima trebale omogućiti sve veću samostalnost u prometu.

Pritom se često stvara dojam da su autonomna vozila jedinstvena tehnologija koja će se jednog dana jednostavno pojaviti na cestama. U stvarnosti razvoj autonomne vožnje odvija se postupno, kroz više jasno definiranih razina automatizacije.
Kako bi proizvođači, regulatori i stručna javnost koristili jedinstvenu terminologiju, SAE International razvio je standard SAE J3016 koji definira šest razina automatizacije vožnje – od Razine 0 do Razine 5.

Ključno pitanje koje određuje razinu autonomije nije količina ugrađene tehnologije, nego odgovor na jednostavno pitanje:

Tko upravlja vozilom i tko nadzire prometnu okolinu?

Što je razina viša, veći dio odgovornosti prelazi s čovjeka na sustav vozila.

RAZINA 0 – bez automatizacije

Razina 0 predstavlja vozila bez funkcija automatizirane vožnje. Vozač obavlja sve zadatke povezane s upravljanjem, ubrzavanjem, kočenjem i praćenjem prometa. Vozilo može biti opremljeno sustavima upozorenja poput senzora mrtvog kuta, upozorenja na sudar, pomoći pri parkiranju ili upozorenja na napuštanje prometne trake, ali oni ne preuzimaju kontrolu nad vozilom. Drugim riječima, sustav može upozoriti vozača, ali ne može voziti umjesto njega. Kod ove razine sva pravna i operativna odgovornost ostaje na čovjeku.

RAZINA 1 – pomoć vozaču

Prva razina automatizacije pojavljuje se kada vozilo može preuzeti jednu pojedinačnu funkciju vožnje. Najčešći primjeri su adaptivni tempomat koji održava zadanu brzinu i razmak ili sustav održavanja vozila unutar prometne trake. Najčešće korištene tehnologije uključuju:

– prednji radar
– kamere za nadzor prometne trake
– ultrazvučne senzore

Vozač je i dalje potpuno odgovoran za vožnju te mora neprekidno pratiti prometnu situaciju. Većina suvremenih automobila srednje klase danas raspolaže barem nekim funkcijama Razine 1.

RAZINA 2 – djelomična automatizacija

Razina 2 je najrašireniji oblik napredne automatizacije na današnjem tržištu. Kod ove razine vozilo može istodobno upravljati uzdužnim i bočnim kretanjem, odnosno:

– ubrzavati
– kočiti
– održavati vozilo u prometnoj traci

Napredniji sustavi mogu:

– prilagođavati brzinu prometu
– pratiti vozilo ispred sebe
– voziti u prometnim kolonama
– automatski održavati sigurnosni razmak
– u određenim slučajevima pomoći pri promjeni prometne trake

Ovoj kategoriji pripadaju sustavi Tesla Autopilot, Mercedes-Benz Driving Assistance Package, GM Super Cruise, Ford BlueCruise, Nissan ProPilotm BMW Driving Assistant Professional…

Iako se ovi sustavi često nazivaju „samovozećima”, prema SAE klasifikaciji i dalje zahtijevaju stalni nadzor vozača te se ne smatraju autonomnom vožnjom u punom smislu riječi.

Upravo zato proizvođači ugrađuju sustave za nadzor vozača koji provjeravaju prati li osoba za upravljačem promet i je li spremna preuzeti kontrolu.

Jedan od najvećih sigurnosnih izazova Razine 2 nije tehnologija nego ljudska psihologija. Mnogi vozači precjenjuju sposobnosti sustava te pogrešno vjeruju da vozilo može samostalno riješiti svaku prometnu situaciju.

Stručnjaci taj fenomen nazivaju „automation complacency”, odnosno pretjeranim povjerenjem u automatizirani sustav.

RAZINA 3 – uvjetna automatizacija

Razina 3 predstavlja prvu stvarnu granicu između napredne pomoći vozaču i autonomne vožnje. Kod svih prethodnih razina čovjek mora promatrati cestu. Kod Razine 3 prometnu okolinu promatra vozilo. To je temeljna promjena odgovornosti.

Sustav kontinuirano analizira okolinu, prepoznaje prometne znakove, prati druga vozila, identificira pješake i bicikliste te samostalno donosi operativne odluke o kretanju. Tijekom rada sustava vozač više ne mora neprekidno gledati cestu te može obavljati druge aktivnosti.

Međutim, kada vozilo procijeni da više ne može sigurno nastaviti vožnju, aktivira takozvani Take Over Request (TOR), odnosno zahtjev za preuzimanjem upravljanja.

Vozač tada mora ponovno preuzeti kontrolu u određenom vremenskom roku.

Najpoznatiji komercijalni sustav ove kategorije je Mercedes-Benz DRIVE PILOT, prvi serijski homologirani sustav SAE Razine 3 koji je dobio regulatorna odobrenja za uporabu na određenim autocestama i pod točno definiranim prometnim uvjetima.

Za razliku od sustava Razine 2, tijekom rada DRIVE PILOT-a odgovornost za praćenje prometne okoline privremeno preuzima vozilo.

Upravo je prijenos kontrole između čovjeka i sustava jedan od najvećih tehničkih i regulatornih izazova autonomne vožnje.

RAZINA 4 – visoka automatizacija

Kod Razine 4 ljudski vozač više nije nužan za sigurno funkcioniranje vozila unutar unaprijed definiranog područja rada. Takva vozila mogu potpuno samostalno voziti bez intervencije čovjeka, ali samo unutar takozvane operativne domene rada (Operational Design Domain – ODD). ODD definira:

– gradove i prometnice na kojima vozilo smije voziti
– vremenske uvjete
– prometne uvjete
– maksimalne brzine
– područje pokrivenosti sustava

To znači da vozilo može funkcionirati potpuno autonomno unutar određenog grada ili zone, ali ne mora biti sposobno voziti izvan tog područja. Razina 4 danas predstavlja tehnološku osnovu robotaksi usluga koje se već koriste u pojedinim dijelovima svijeta.

Najpoznatiji primjer je Waymo, čija autonomna vozila svakodnevno prevoze putnike bez vozača u pojedinim američkim gradovima. Drugi značajni projekti uključuju Baidu Apollo Go, Motional, Zoox…

Ovakvi sustavi kombiniraju:

– Lidar visoke rezolucije
– radara
– kameru od 360 stupnjeva
– precizne HD karte
– naprednu umjetnu inteligenciju

Posebno važnu ulogu ima redundantna arhitektura pri kojoj svaki kritični sustav ima sigurnosnu rezervu za slučaj kvara. Primjerice, vozilo može imati:

– dva sustava kočenja
– dvije mreže napajanja
– više računalnih jedinica

Jedna od ključnih značajki Razine 4 jest takozvani fail-operational koncept, odnosno sposobnost vozila da nastavi sigurno funkcionirati čak i nakon pojedinačnog kvara nekog sustava.

RAZINA 5 – potpuna automatizacija

Razina 5 je krajnji cilj autonomne mobilnosti. Kod ove razine više ne postoji koncept vozača. Ne postoji:

– sigurnosni vozač
– operater
– potreba za preuzimanjem upravljanja

Vozilo mora biti sposobno samostalno voziti u bilo kojem okruženju, gdje može voziti čovjek. To uključuje:

– gradske prometnice
– autoceste
– ruralne ceste
– loše vremenske uvjete
– nepredvidive prometne situacije

Takav sustav mora razumjeti promet jednako dobro ili bolje od ljudskog vozača. Najveći izazov nisu uobičajene situacije poput vožnje autocestom, nego rijetki i nepredvidivi događaji:

– neočekivano ponašanje pješaka
– prometne nesreće koje blokiraju cestu
– policajac koji ručno regulira promet
– privremeni radovi bez signalizacije
– odron kamenja na kolniku
– poplavljene prometnice
– neispravni semafori

Ljudski vozač koristi iskustvo, intuiciju i sposobnost zaključivanja. Sustav Razine 5 mora postići jednaku ili višu razinu sposobnosti isključivo s pomoću senzora, algoritama i umjetne inteligencije. Unatoč velikom tehnološkom napretku, danas još ne postoji općeprihvaćen komercijalni sustav koji zadovoljava SAE kriterije za punu Razinu 5. Većina najnaprednijih projekata i dalje pripada Razini 4.

Zašto je razlika između Razine 4 i Razine 5 toliko  velike? 

U javnosti se često smatra da je Razina 5 samo naprednija verzija Razine 4. Međutim, riječ je o potpuno različitim tehnološkim paradigmama. Razina 4 može biti iznimno uspješna unutar ograničenog područja rada. Ako sustav zna da će voziti samo u određenom gradu i pod poznatim uvjetima, moguće je optimizirati senzore, karte i algoritme upravo za to okruženje.

Razina 5 mora funkcionirati svugdje.

Mora razumjeti prometne situacije koje nikada nije vidjela, nositi se s nepredvidivim ponašanjem sudionika u prometu te sigurno reagirati na praktično neograničen broj mogućih scenarija. Zbog toga mnogi stručnjaci smatraju da je tehnološki jaz između Razine 4 i Razine 5 veći nego između svih prethodnih razina automatizacije zajedno.

AUTOINDUSTRIJA SE PRETVARA U SOFTVERSKU INDUSTRIJU

Razvoj autonomne vožnje već sada mijenja poslovne modele proizvođača automobila.Tradicionalna automobilska industrija postupno se pretvara u industriju softvera, podataka i umjetne inteligencije. Sve veći dio vrijednosti vozila danas ne proizlazi iz mehaničkih komponenti nego iz:

– senzora
– računalne snage
– operativnih sustava
– algoritama umjetne inteligencije
– mogućnosti nadogradnje softvera na daljinu

Trenutačno se globalna utrka za autonomnu vožnju odvija na nekoliko različitih frontova. Tesla pokušava unaprijediti sustave pomoći vozaču prema višim razinama automatizacije oslanjajući se prvenstveno na kamere i umjetnu inteligenciju. Mercedes-Benz već komercijalno primjenjuje SAE Razinu 3 u strogo definiranim uvjetima, dok tvrtke poput Wayme razvijaju robotaksi usluge temeljene na SAE Razini 4.

Iako potpuna autonomija još uvijek ostaje dugoročni cilj, tehnologije razvijene za autonomna vozila već danas povećavaju sigurnost, udobnost i učinkovitost vožnje. Zbog toga autonomna vožnja više nije samo tehnološki eksperiment nego jedan od ključnih smjerova razvoja globalne automobilske industrije u desetljećima koja dolaze.