Il Michigan progetta una speciale autostrada Smart Robocar/ADAS sulla I-94; Un'autostrada stupida è meglio

A recente annuncio dallo stato del Michigan e dal Cavnue Il consorzio (pronunciato "cavenue") delinea come ha raccolto 130 milioni di dollari e costruirà un corridoio speciale sulla I-95 tra Detroit e Ann Arbor per i "CAV" o veicoli autonomi collegati. Il piano è quello di sviluppare funzionalità di "strada connessa", "aggiungendo la carreggiata all'esperienza di guida connessa". Ciò va contro il percorso di sviluppo intrapreso dalla maggior parte, se non da tutti, i principali sviluppatori di auto a guida autonoma, che preferiscono l'approccio decentralizzato "veicolo intelligente" rispetto all'approccio "strada intelligente" più centralizzato e basato su infrastrutture.

Gli sviluppatori di Robocar hanno adottato l'approccio della strada stupida per un'ampia varietà di motivi. Il più forte è quello pratico: non puoi cambiare il mondo e la strada, puoi solo cambiare il tuo veicolo, quindi devi guidare sulla strada che ti è stata data. Anche il più grande degli sviluppatori, come Waymo/Google
GOOG
, non hanno il potere di adattare il mondo ai loro bisogni. Invece, hanno adottato l'approccio di "infrastrutture virtuali", come le mappe, per consentire loro di affrontare le strade come sono, e questo ha funzionato bene, anche se alcuni giocatori, come Tesla
TSLA
, non mi piace nemmeno avere mappe e vuoi che il veicolo guidi su qualsiasi strada incontra quasi interamente su ciò che vede, come immaginano faccia un essere umano.

In precedenza ho scritto sulle lezioni di Internet e su come predicano l'idea di infrastrutture stupide e dispositivi intelligenti, e quindi l'idea di macchine intelligenti su strade stupide. Internet ha conquistato il mondo seguendo il principio di "innovazione ai margini, non nella rete" e ha portato più cambiamenti e innovazioni di qualsiasi altra cosa nella storia. È molto difficile per le persone che provengono da una mentalità infrastrutturale accettare questo principio. Se quello che sai è l'infrastruttura, pensi che la soluzione risieda nell'infrastruttura.

Quando si tratta di cose come le strade, il ritmo dell'innovazione e dell'implementazione è persino più lento di quanto non fosse per l'infrastruttura di rete. Internet ha promosso un approccio "a strati" che ha reso possibile che l'innovazione avvenga a velocità diverse. Mentre le app sul tuo telefono innovavano come un matto, i cavi fisici stavano cambiando in modo indipendente - e molto più lentamente dal rame alla fibra, dal wireless 2G al 5G, dal wifi al wifi 6. I livelli inferiori cercano di essere stupidi come loro can, e qualsiasi interazione tra i livelli, nota come "violazione del livello" è fortemente sconsigliata e di solito rovina le cose.

L'installazione di strade e rotaie fisiche è un processo molto lento. La pianificazione richiede anni, l'appropriazione richiede anni e anche la costruzione fisica richiede anni. Le scale complessive sono spesso misurate in decenni. Può essere più veloce per le cose che sono posizionate ai lati delle strade, ma il ritmo è ancora negli anni. Questo è un problema quando vivi nel mondo in rapido movimento del computer, come fa ora l'auto.

Le nostre intuizioni possono ingannarci. Si potrebbe immaginare un'applicazione per la quale l'infrastruttura intelligente sembra un'ottima soluzione o addirittura l'unica soluzione. Il problema è che anni dopo, quando verrà implementato, è molto probabile che sia già obsoleto. Le auto intelligenti saranno infastidite dalle zone di costruzione installando qualcosa di cui hanno smesso di aver bisogno molto tempo fa.

Il telefono ne è l'esempio più chiaro, poiché le persone sostituiscono i telefoni ogni 1-2 anni. È quasi impossibile che il telefono non vinca alla fine, anche se oggi sembra ridicolo. Le auto durano 20 anni, ma questo cambierà con l'asse robot, che si consumerà di un chilometro e percorrerà da 3 a 5 volte il numero di miglia in un anno. Saranno anche progettati per aggiornamenti "sul campo": molti proprietari di Tesla hanno già fatto sostituire il computer nelle loro auto nella ricerca di Tesla per la guida autonoma. Robotaxis sarà progettato per sostituire vari componenti importanti con le ultime nuove tecnologie che non erano nemmeno immaginate quando il veicolo è stato immaginato per la prima volta.

Nelle robocar, un aggiornamento "sul campo" non è in realtà un aggiornamento sul campo. Questi veicoli possono consegnarsi autonomamente ai depositi di assistenza su richiesta per ottenere i loro aggiornamenti, a differenza di qualsiasi altro prodotto hardware distribuito sul campo.

Possiamo provare a fare un po' di questo con le strade. Possiamo assicurarci che le strade abbiano condotti vuoti sepolti al loro interno attraverso i quali possono essere tirati i cavi futuri. Dovremmo farlo, ma è in qualche modo una causa persa e solo la speranza di una violazione del livello. Invece, la lezione per i costruttori di infrastrutture e strade è mantenere le strade semplici - pavimentazione nuda - e spostare quante più cose possibili nel virtuale. L'infrastruttura deve rimanere all'interno del suo livello. Possono essere forniti relè di comunicazione, ma questo dovrebbe essere fatto allo stesso modo in cui costruiamo reti di dati mobili: le persone che innovano le generazioni di dati mobili lavoreranno a un ritmo molto più veloce di chiunque lavori nelle infrastrutture stradali.

Una lezione su questo è già visibile nel piano DSRC. Nel 1995, è stato elaborato un piano per un protocollo radio a corto raggio per consentire alle auto di parlare tra loro. Era una modifica dei protocolli wifi. 25 anni dopo, non è ancora in uso, e probabilmente non lo sarà mai, non più di quanto le persone stiano usando i loro cellulari di 25 anni. Le persone nel settore dei dati mobili hanno creato un protocollo concorrente basato sul loro lavoro chiamato C-V2X che sembra aver "vinto" la battaglia con DSRC. Anche C-V2X sta già tentando una violazione del livello e non è ancora distribuito o utilizzato.

Nel 2010, mentre lavoravo su Google Chauffeur (ora noto come Waymo) sono entrato nel mondo delle comunicazioni dirette DSRC e V2X (veicolo-veicoli/infrastrutture/ecc.). Si è scoperto che per il team automobilistico di Google non c'era nulla di utile e probabilmente non ci sarebbe stato. Quasi tutti i principali team di auto a guida autonoma, quelli non incorporati nelle case automobilistiche, non hanno ancora in programma di utilizzare la comunicazione V2X o le tecnologie "stradali intelligenti". Al massimo, dicono che potrebbero usarli se si presentano, ma non faranno piani per dipendere da loro e non baseranno nessuno dei loro piani sul fatto che si presentino. Questo è vero anche se due team, Argo e May Mobility, sono partner di Cavnue nel suo progetto. Per loro è un progetto sperimentale, non un importante pilastro di sviluppo.

Una squadra, Baidu
BIDU
, ha un impegno per V2X. Hanno anche fatto esperimenti per far sì che le auto senza sensori si guidassero da sole, basandosi solo sui sensori lungo la strada. È fattibile - ci sono anche vantaggi nell'ottenere viste da luoghi remoti nel tuo rilevamento - ma crea un'auto che può funzionare solo su una strada così speciale e richiede la fiducia della strada e delle sue comunicazioni con la tua vita, cosa che la maggior parte dei giocatori non vuole fare.

Baidu sta perseguendo questo perché mentre credono di poter rendere un'auto senza V2X più sicura di un guidatore umano, pensano che V2X li aiuterà ad andare fino in fondo verso lo zero incidenti. Sarebbe meglio che fosse una piccola distanza poiché devi essere molto sicuro su tutte le strade, non solo su quelle con V2X

May Mobility pensa che sarà interessante per le auto dire ai semafori che si stanno avvicinando, quindi i segnali possono cambiare senza che l'auto passi sopra un sensore per essere rilevata. Argo afferma che non hanno bisogno del V2X per la sicurezza, ma "sono interessati a esplorare come i veicoli autonomi possono aiutare la tecnologia V2X a migliorare ulteriormente il flusso del traffico e, al contrario, se le nostre capacità di mappatura e predittiva possono essere migliorate dall'integrazione con l'infrastruttura intelligente".

Oggi le auto comunicano e collaborano già, anche con i conducenti umani, attraverso strumenti come Waze, dove le auto riportano i propri movimenti e gli esseri umani riportano le cose osservate sulla strada. Questo è un approccio di "infrastruttura stupida" in cui l'intelligenza è nel telefono e nel guidatore/passeggero, ed è già fuori e funziona bene.

Questo conflitto è anche il conflitto tra approcci centralizzati e decentralizzati. I piani centralizzati, come la strada "Apollo Air" di Baidu, possono avere un senso e persino sembrare più economici e superiori il giorno in cui li progetti, ma consentono solo di guidare su quella strada e nessun singolo team automobilistico può innovare i propri sensori perché dipendono da convincere l'autorità stradale ad attuare la loro innovazione. Il piano decentralizzato, con tutto sul veicolo, consente competizione e innovazione in trasferta che è sempre il modo di scommettere.

La strada di Cavnue

Una rappresentazione della visione di Cavnue può essere trovata sul loro sito web, ovvero una corsia dedicata per veicoli connessi e autonomi. Sebbene le corsie dedicate siano un approccio scadente, il design di Cavnue ha almeno la corsia condivisa tra tutti i tipi di veicoli, purché dispongano di tecnologia sufficiente. Gli sforzi precedenti per il diritto di precedenza dedicato al transito sono stati molto dispendiosi, poiché i veicoli in transito in genere non appaiono a tariffe migliori di un minuto al minuto, mentre le corsie di traffico ordinarie viaggiano a 30 veicoli al minuto. Non è sconosciuto avere RoW che vedono solo un veicolo ogni 5-10 minuti. Le linee ferroviarie (in galleria o in superficie) di solito effettuano al massimo un veicolo ogni 3 minuti, ma più comunemente hanno progressi di 5, 10 o anche 30 minuti. Lo compensano utilizzando veicoli molto grandi, ma sprecano comunque la maggior parte della capacità della loro RoW. I binari del treno possono trasportare solo treni, mentre le corsie lastricate come quelle di Canvue possono trasportare qualsiasi tipo di veicolo (compresi, soprattutto, veicoli non ancora inventati) ma potrebbero non essere adatte a pedoni o ciclisti.

Questa visione raffigurata va oltre il piano del corridoio I-94 annunciato, che prevede solo una corsia speciale gestita aperta a tutte le auto, comprese quelle non collegate, secondo Cavnue. In effetti, il suo focus iniziale sarà più sull'ADA
ADA
Veicoli S-Pilot in arrivo sul mercato ora e conducente potenzialmente in standby (erroneamente chiamati sistemi di "livello 3") quando si presentano. Sperano anche di fornire servizi ai camionisti, anche se, ancora una volta, non è chiaro il motivo per cui si vorrebbe qualsiasi infrastruttura sulla strada, piuttosto che nei veicoli, per ottenere loro i dati di cui hanno bisogno.

Nell'immagine più lungimirante sopra, vediamo un furgone che si è fermato per dispiegare una rampa e salire a bordo di un passeggero. Questo veicolo sta bloccando la corsia, fermando l'autobus e tutti gli altri veicoli dietro di esso. Sebbene un passeggero su sedia a rotelle abbia bisogno di un tempo di imbarco extra, questo non è un buon piano anche per gli imbarchi più veloci. Gli autobus urbani che utilizzano corsie ordinarie tendono a ritirarsi dal traffico per l'imbarco e, naturalmente, anche le auto private lo fanno, anche se è noto che i veicoli Ubers e Cruise imbrogliano su questo. L'arresto offline, che consente al traffico di continuare quando i veicoli si fermano per scambiare passeggeri, è una funzione estremamente utile, ma è difficile da fare con le corsie centrali dove è necessario creare improvvisamente corsie di arresto e piattaforme pedonali. Questo è molto più facile ai lati della strada (motivo per cui le fermate degli autobus di solito vanno lì) dove prendi spazio lontano da parcheggi, ristoranti sul marciapiede o persino edifici se progetti da zero. Il problema, però, è che il traffico regolare deve attraversare la corsia dedicata per entrare/uscire dalla strada.

Gli sviluppatori di Robocar hanno evitato corsie dedicate e infrastrutture speciali dopo un breve flirt negli esperimenti degli anni '1990. In genere, o hai bisogno della corsia dedicata oppure no. Se non lo fai, non c'è molto incentivo a pagare il costo di farlo. Se ne hai bisogno, hai un veicolo che può andare solo in luoghi in cui hai costruito una nuova infrastruttura, che non è proprio ciò che gli sviluppatori di robocar vogliono costruire. Non appena ti aspetti sicurezza dalla corsia dedicata, ciò implica che sei meno sicuro al di fuori di essa, il che è un approccio pericoloso. Vuoi guidare nella maggior parte dei luoghi e devi raggiungere una sicurezza sufficiente nella maggior parte dei luoghi, non solo nei luoghi in cui disponi di infrastrutture speciali.

Questo lascia la corsia dedicata come un percorso costoso a vantaggio modesto, che non è mai una grande proposta, anche se non ci sono voluti decenni per costruire e diventare obsoleto prima che fosse terminato.

Il valore delle comunicazioni dirette tra veicoli e altri veicoli e infrastrutture è notevolmente sopravvalutato, e lo è probabilmente negativo per motivi di sicurezza informatica. Quasi tutte le applicazioni sono meglio servite utilizzando "vehicle to HQ (Cloud)" con i server HQ che organizzano qualsiasi cooperazione tra i veicoli. Grazie al 5G di oggi, la latenza sulla comunicazione da e verso il cloud può essere inferiore a 10 millisecondi e funziona anche quando non c'è un percorso in linea di vista tra i veicoli. Sebbene V2HQ sia probabilmente centralizzato rispetto alla comunicazione diretta, questo è uno dei pochi casi in cui la centralizzazione vince perché risolve i problemi relativi alla fiducia, all'interoperabilità, all'innovazione e, come noto, alla non linea di vista. L'innovazione nelle comunicazioni dirette richiede la modifica di entrambi gli endpoint, mentre in V2HQ solo un'azienda deve aggiornare.

Corsie dedicate virtuali

Mentre le persone del mondo delle infrastrutture pensano alle corsie come cose fisiche, nel mondo del software possono essere cose virtuali. La buona notizia è che abbiamo già raggiunto la "macchina connessa" molti anni fa, in virtù del fatto che quasi tutte le auto sulla strada hanno uno smartphone e una gran parte di loro ha una sorta di app di navigazione in esecuzione mentre guida . L'utilizzo dell'"infrastruttura" esistente e in costante miglioramento che si trova nelle reti dati mobili e negli smartphone, in combinazione con i computer in auto che ricevono aggiornamenti software regolari, offre una grande quantità di capacità a costo zero e continua anche a migliorare su un percorso esponenziale gratuitamente. Nessun approccio personalizzato può batterlo per più di un tempo molto breve.

È possibile per le città gestire le proprie strade utilizzando il livello virtuale senza creare nuove infrastrutture fisiche, senza costi diversi dal software e da alcuni cordoni di applicazione casuali occasionali. Contrassegni le corsie come gestite e per percorrerle è necessaria un'app per veicoli o smartphone compatibile con il sistema. (Le app popolari come Waze, Apple Maps ecc. diventerebbero semplicemente compatibili per servire i propri utenti.) Gli utenti delle corsie gestite virtualmente obbedirebbero alla loro app, come già in gran parte fanno, e coloro che tentano di utilizzare le corsie senza farlo sarebbero catturato e segnalato da sensori di applicazione occasionali. Gestito di oggi (CALDO
HOT
/carpool) le corsie lo fanno quasi, ma installano infrastrutture sorprendentemente costose per parlare con i transponder nelle auto perché sono state progettate nell'era pre-smartphone. Come sempre, qualsiasi design che non sia negli smartphone o nel software scaricabile diventa rapidamente obsoleto, non importa quanto senso avesse in quel momento.

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