Tehisintellekti Algkursus 2019/20 kevad

Esimesed katsetused isejuhtivate autodega tehti juba 1920. aastatel, kuid siis mõisteti selle all rohkem raadio teel juhitavat autot. Vahemikus 1930-1960 tehti mitmeid katseid lahendustega, kus auto juhtimiseks vajalikke signaale väljastasid tee sisse peidetud kaablid.

Tänases mõistes isejuhtivate autode ajalugu algab 1980. aastatest, kui Ernst Dickmanns Müncheni ülikoolist koostöös Daimler-Benziga ehitas isejuhtiva Mercedes-Benz minibussi, mis kasutas juhtimisotsuste tegemiseks videokaameraid. 1986. aastal käivitus Euroopas PROMETHEUS projekt, mis võimaldas Ernst Dickmannsil oma tehnoloogiat edasi arendada, nii et see mahtus ära S-klassi Mercedes-Benzi pagasiruumi. Viimasena mainitud auto läbis 1995. aastal 1600-kilomeetrise teekonna Münchenist Kopenhaagenisse ja tagasi. Keskmine intervall juhipoolsete korrektsioonide vahel oli 9 kilomeetrit ning kõige pikem korrektsioonideta sõit oli 158 kilomeetrit. Kokkuvõttes sõitis auto autonoomselt 95% teekonnast. Pikemalt saab Ernst Dickmannsi projektide kohta lugeda siit.

Samal ajal Carnegie Melloni ülikoolis katsetas Dean Pomerlau esmakordselt närvivõrkude kasutamist auto juhtimiseks. Tema meeskonna ehitatud auto kandis nime ALVINN (Autonomous Land Vehicle In a Neural Network) (vt joonis 1). Selle auto kõik juhtimisotsused tegi täielikult närvivõrk, mida õpetati imiteerima inimjuhti. Võrgu sisendiks oli madala resolutsiooniga mustvalge videopilt ja laserkaugusmõõtja mõõtmistulemused. Võrgu väljundiks oli auto pöörderaadius. 1995. aastal läbis uuem versioon sellest sõidukist 5000-kilomeetrise teekonna Pittsburghist San Diegosse (nn “No Hands Across America” reis), mille käigus sõitis 98.2% teekonnast autonoomselt. Pikemalt võib ALVINN-i kohta lugeda siit.

Joonis 1. Carnegie Melloni ülikoolis 1990. aastatel arendatud ALVINN sõiduk. (Allikas)

Kaasaegse isejuhtiva auto kontseptsioon sai alguse 2004. aastal, kui toimus DARPA Grand Challenge nimeline võistlus. Võistlejad pidid läbima aja peale 240-kilomeetrise teekonna Mojave kõrbes Ameerika Ühendriikides. Kuigi auhinnaks oli 1 miljon dollarit, siis ükski võistlejatest sel aastal ei lõpetanud. Võistlust korrati järgmisel aastal 2-miljonilise auhinnafondiga ja seekord lõpetasid kõik viis osalenud meeskonda. Võitjaks tuli Stanley nimeline sõiduk Stanfordi ülikoolist (vt joonis 2). Paljud Stanley juures kasutatud lahendused on leidnud tee tänapäevastesse isejuhtivatesse autodesse. Pool Stanley meeskonnast palgati Google’isse looma isejuhtivat autot, millest sai hiljem Waymo.

Joonis 2. 2005. aastal DARPA Grand Challenge võitnud auto Stanley. (Allikas)

2007. aastal toimunud DARPA Urban Challenge laiendas võistlust linnatingimustesse. Võistlejad pidid aja peale läbima 96-kilomeetrise testraja, millel nad pidid arvestama liiklusreeglite ning teiste liiklejatega. Esimese koha ja 2-miljonilise auhinna võitis meeskond Carnegie Melloni ülikoolist oma autoga Boss. Teiseks jäi Stanfordi ülikooli meeskond oma autoga Junior, neile jäi 1-miljoniline auhind. Kolmandaks jäi Virginia Tech ülikool oma autoga Odin, nende auhind oli 500 000 dollarit.

Tänapäeval tegelevad isejuhtivate autodega kõik suuremad autotootjad ning lugematul arvul idufirmasid. Järgnevas käsitleme me läbivate näidetena Waymot (endine Google isejuhtivate autode projekt) ja Teslat. Need firmad on isejuhtivate autode tehnoloogiate arendamisel kõige kaugemale jõudnud, kuid on valinud üksteisest mõnevõrra erineva lähenemise.

Boonus materjal

• Vaata videot Ernst Dickmannsi sõidukitest. (2:46 min)
  
• Vaata videot Dean Pomerlau ALVINN-st. (2:16 min)
  
• Vaata videot DARPA Grand Challenge’st. (3:57 min)

Materjalide kasutamise kohta konsulteerige palun Korduma kippuvad küsimused sektsioonis.