Эта система хороша тем, что она лишает водителей ощущения опасности или беспокойства, которое те могут испытывать при выборе полосы движения, а также раздражения из-за действий проезжающих мимо «мошенников». В рамках этой системы сжимается расстояние, на котором производится множество маневров, в противном случае «растянутых» на несколько километров. Никто не будет скакать из полосы в полосу, так как поток и скорость будут примерно одинаковыми в обеих, — а это снижает вероятность столкновения со впереди идущей машиной. Поскольку машины используют обе полосы вплоть до момента их слияния, очередь сокращается вдвое.
Самое удивительное в этой концепции то, что она демонстрирует 15% ускорение потока по сравнению с вынужденным слиянием. Судя по всему, девиз «Живи свободно» верен. Позднее перестроение, кажущийся символ эгоизма и алчности, на самом деле улучшает положение дел для всех. По словам одного из представителей движения: «Разве не очевидно, что лучший вариант действий — тот, при котором обе полосы движения заполнены до последнего момента, а затем сливаются в одну, и машины по очереди пропускают друг друга? Таким образом пропускная способность дороги используется на полную мощность, и эта система справедлива для всех. Это куда лучше, чем ситуация, при которой куча людей начинает перестраиваться раньше обычного и пытается искусственным образом создать единственную полосу для движения раньше, чем необходимо». (Разумеется, это не относится к людям, пытающимся вклиниться в очередь, объезжая другие машины по обочине. Подобный тип действий может временно блокировать нормальный поток и вызвать раздражение у людей, которые уже стоят в пробке.)
Проблемы с перестроением возникают не только в Северной Америке. Во внутреннем отчете Британской лаборатории транспортных исследований, посвященном новым методам организации движения в зонах дорожных работ, говорилось о «плохом использовании закрытой полосы движения задолго перед препятствием» и о «транспортных средствах, сознательно блокировавших перестроения остальных водителей». «В 90-е дорожное ведомство Британии начало экспериментировать с новыми знаками и так называемым слиянием в виде змейки, использовавшимся в Германии с 70-х. Предупреждающие знаки размещались задолго до момента слияния полос. Однако испытания, проведенные Лабораторией на дорогах Шотландии, показали, что, хотя эта система сокращала длину очередей, она не облегчала проезд через зону работ{88} (отчасти это вызвано тем, что водители не знают точно, где будет осуществляться слияние полос{89}: там, где размещен знак, там, где две полосы действительно сливаются в одну, или где-то посередине? Большинство европейских инженеров-дорожников пытаются избежать этой проблемы, отказываясь от слияния полос. Они создают новые временные полосы для движения — обычно более узкие. Это не только позволяет сохранить количество полос, но и вынуждает водителей замедлиться. Повышается уровень безопасности{90}.
Стоит отметить одну важную особенность{91}, связанную с принятой в США системой позднего перестроения. Она наиболее эффективна в условиях напряженного движения, особенно связанного с проведением дорожных работ. Когда трафик ничем не затруднен, возникает довольно очевидная логистическая проблема: сначала можно двигаться на скорости 90 км/ч до конца полосы, а потом, в последний момент, «вставать в очередь». Вот почему инженеры-дорожники начали работать над усовершенствованной системой под названием «динамическое позднее перестроение». В нее включаются «уведомления с меняющимся содержанием» и мигающие сигналы, активирующиеся в те моменты, когда объем трафика достигает уровня, при котором позднее перестроение становится более желательным. В случае незначительного трафика эти знаки просто предупреждают о сужении дороги и необходимости перестроения в удобное для водителя время.
Однако опыты с динамическим поздним перестроением, проведенные Департаментом транспорта Миннесоты летом 2003 года на автостраде 10{92}, показали, что даже идеально продуманные планы инженеров-дорожников часто натыкаются на причуды человеческого поведения. Хотя в ходе эксперимента и удалось сократить длину очередей на 35%, обнаружилось также, что количество транспортных средств, проезжавших через место слияния, значительно снизилось.
Что же произошло? Судя по всему, многие водители либо не понимали инструкций, либо предпочитали их игнорировать (им следовали лишь немногие автомобилисты, двигавшиеся по закрывающейся полосе). Некоторые транспортные средства просто перестраивались в удобное для них время, а другие оказывались зажатыми среди грузовиков{93} и других самозваных «дорожных полицейских», которые, невзирая на все знаки, мешали формированию единой очереди, причем порой довольно агрессивно. Возможно, это было связано с тем, что водителям грузовиков сложнее всего ускоряться и замедляться в зонах работ. Именно поэтому они делали все, чтобы избежать единой очереди. Некоторые водители настойчиво перестраивались из закрывавшейся полосы, так как им казалось невежливым ехать быстрее остальных (не забывайте, что дело было в Миннесоте, где вежливость в большом почете). И в таких случаях водители, следовавшие за ними, также отказывались ехать дальше в прежней полосе и начинали перестраиваться. Разумеется, Департамент транспорта даже и не предполагал чего-то подобного, поэтому жаловался в своем отчете: «Значительное количество участков, на которых осуществлялось перестроение, обусловило ненужные нарушения, снижение скорости и заставило транспортные средства ускоряться и тормозить значительно чаще, чем было необходимо».
Водители, действовавшие исходя из соображений вежливости или собственного представления о справедливости, полагали, что поступают правильно. Но на самом деле они просто провоцировали замедление общего движения. Можно было бы простить потерю времени, если бы она каким-то образом повышала безопасность, но в данном случае речи об этом нет. Напротив, водители создавали значительное напряжение из-за того, что не соблюдали инструкции или действовали слишком жестко по отношению к тем, кто пытался их нарушить. Департамент транспорта был озадачен: «По какой-то непонятной причине небольшое количество водителей не желало изменить свое поведение». Со временем ситуация улучшилась, но к этому моменту эксперимент уже завершился.
Помимо сугубо инженерных проблем, каждая концепция слияния полос содержит в себе еще массу нюансов. Так, концепция раннего слияния подразумевает, что люди в большинстве своем добропорядочны и намерены действовать правильно. Они хотят перестроиться при первой возможности и с минимальным количеством контактов с другими участниками движения. Они способны преодолеть искушение во имя сотрудничества. Очередь может быть чуть длиннее, но это небольшая цена за совместную деятельность во имя общего блага. Концепция позднего перестроения предполагает, что люди не столь добры либо добры настолько, насколько им позволяют обстоятельства. Вместо того чтобы давать им решать, где и перед кем перестраиваться, концепция сама определяет место и правила перестроения. В соответствии с ней соблазн в виде свободных зон может оказаться слишком велик для обычного смертного, поэтому его источник просто ликвидируется. А как же обычные перестроения, с которыми мы сталкиваемся практически каждый день? Здесь руководящие инстанции предпочитают вообще не вмешиваться в процесс. Они помещают людей в определенные обстоятельства, дают им довольно расплывчатые указания, что нужно делать, а затем оставляют в покое. В результате ранние и поздние перестроения осуществляются одновременно, и от массы конфликтующих убеждений, ожиданий и действий возникает хаос. Поэтому не стоит удивляться, что такая система работает хуже всего.
Вот что я хочу вам предложить: в следующий раз, когда вы окажетесь на загруженной четырехполосной дороге и увидите, что вам скоро придется перестраиваться, не паникуйте. Не останавливайтесь, не пытайтесь резко свернуть в другую полосу. Оставайтесь на своей — при достаточном объеме трафика распределение между двумя полосами будет более-менее одинаковым — вплоть до точки слияния. Водители, которые едут в полосе, открытой для движения, вполне могут пропустить перед собой одну машину из закрывающейся полосы (то же должны сделать водители, находящиеся во второй полосе и вынужденные перестраиваться). Сотрудничайте, отказывайтесь от личных предпочтений, доверяйте друг другу, соблюдайте простые и объективные правила — и тогда хорошо будет всем.
Глава 2. Почему вы не столь хороши, как думаете?
Если водить машину так просто — почему роботы с этим не справляются? Что показывают эксперименты по обучению роботов вождению
Тем из нас, кто не занимается нейрохирургией, вождение может показаться самой сложной из всех наших повседневных задач. Это требует не менее чем полутора тысяч «вторичных навыков»{1}. В любой момент времени движения мы сканируем окружающую среду в поисках опасности и информации, сохраняем положение на дороге, оцениваем свою скорость, принимаем решения (около 20 на каждую милю{2}), оцениваем риски, адаптируем имеющиеся инструменты, предсказываем будущие действия других. При этом мы еще можем пить кофе, размышлять о просмотренном накануне эпизоде сериала, успокаивать младенца или проверять голосовую почту. Изучение одного участка трассы в Мэриленде показало, что через каждые 60 см трассы в поле зрения попадает новый элемент информации. Таким образом, при скорости менее 50 км/ч (по расчетам, приведенным в исследовании) водитель должен переработать 1320 «единиц информации», или около 440 слов в минуту{3}. Это сопоставимо с тем, как вы читаете три абзаца этой книги, параллельно разглядывая картинки и занимаясь множеством описанных выше дел, а затем этот цикл повторяется, причем каждую минуту.
Все это дается легко, и мы перестаем обращать на это внимание. Вождение становится чем-то вроде дыхания или рефлекса. Мы просто это делаем. Все происходит как будто само собой. Но вместо того чтобы размышлять вновь и вновь о безграничности человеческих возможностей, стоит лишний раз задуматься, что потребуется, чтобы обучить вождению робота. Изучению этой проблемы посвятили несколько лет работы директор Лаборатории искусственного интеллекта в Стэнфордском университете Себастьян Тран и его команда. В 2005 году Тран и его коллеги выиграли 212-километровую гонку Defense Advanced Research Projects Agency’s Grand Challenge[23] по сложной трассе в пустыне Мохаве. Их «автономное транспортное средство», Volkswagen Touareg по кличке Стэнли, используя лишь навигационную систему GPS, камеры и множество сенсоров, прошло этот путь менее чем за 7 часов со средней скоростью 30 км/ч.
Стэнли выиграл, потому что Тран и его команда после серии неудач изменили инструкции и метод вождения. «Мы начали воспринимать Стэнли как ученика, а не как компьютер, — рассказал мне Тран. — Вместо того чтобы говорить: “В этой ситуации нужно предпринять следующее действие”, мы давали ему пример и начинали его тренировать». Например, команде никак не удавалось просто приказать автомобилю ехать с соблюдением определенного скоростного режима. «Нормальный человек, попав в выбоину, снизит скорость, — рассказал Тран. — Но робот не настолько умен. Он мог бы ехать со скоростью 50 км/ч навстречу своей гибели». Тран взял руль в руки и заставил Стэнли отмечать при прохождении трассы скорость движения и силу тряски, которую могла выдержать подвеска автомобиля. Стэнли внимательно «наблюдал» за реакцией Себастьяна в случае сужения дороги или в ситуациях, когда тряска становилась слишком сильной и возникала угроза поломки.
Стэнли учился водить машину так же, как и большинство из нас: не путем зазубривания правил дорожного движения или просмотра леденящих кровь фильмов на тему дорожной безопасности, а наблюдая за реальным миром с заднего сиденья. Этот процесс заставил Трана поразмыслить над тем, какими должны быть правила обучения. До сих пор они были достаточно просты: по этой дороге от точки А до точки B следует ехать, не превышая определенной скорости. Однако, ставя Стэнли в слишком жесткие рамки, исследователи провоцировали чрезмерную реакцию. Они не хотели, чтобы Стэнли напоминал аутиста (типа героя Дастина Хоффмана в фильме «Человек дождя»[24], который останавливается на середине перекрестка только потому, что сигнал светофора для пешеходов меняется на «Стоп»). А что случится при нарушении правил, ведь на дороге так часто бывает? Разумеется, случается всякое. Могут возникнуть миллионы непонятных ситуаций. Как нам нужно понять, преследует ли полицейская машина с включенными огнями нас или кого-то еще, Стэнли нужно было расшифровать сигналы загадочного мира дороги: что лежит на середине улицы — камень или пластиковый пакет? Что впереди на мостовой: «лежачий полицейский» или человек, упавший с велосипеда? Одни только ограничения на парковку в Нью-Йорке могли привести к тому, что Стэнли сломался бы от перенапряжения.
Все это уже само по себе сложно. А теперь представьте, что это происходит в типичной ситуации — на заполненных машинами улицах больших городов и пригородов. На момент моего знакомства с Траном он как раз разбирался с этой проблемой, готовясь к очередной гонке DARPA под названием Urban Challenge. Трасса была проложена по городу, а внедорожник Стэнли уступил место Джуниору, Volkswagen Passat 2006 года выпуска. Цель соревнования, заявленная DARPA, — «безопасное и точное автономное движение в потоке на скорости 30 км/ч», в том числе «заезд на оживленную трассу, проезд круговых перекрестков, понимание происходящего на загруженных перекрестках и объезд препятствий»{4}.
Мы не всегда действуем правильно, но большинство водителей без особых проблем совершает огромное количество сложных маневров, причем каждый день. Чтобы обучить этому робота, необходимо решить ряд несложных задач. Зато анализировать случайную ситуацию на дороге (чем мы обычно и занимаемся) чрезвычайно трудно. Для этого требуется не только распознавать объекты, но и понимать, каким образом они связаны друг с другом — причем не только в текущий момент, но и в будущем{5}. Тран использует пример водителя, подъезжающего к «островку безопасности» или стоящей машине. «Если машина стоит, вы просто встаете в очередь за ней, — говорит он. “Островок безопасности” вы объезжаете. Люди считают, что мы узнаем “островок безопасности” с первого взгляда. Однако у нас нет технологии, позволяющей взять данные с камеры и распознать “островок”». По словам Трана, Джуниор не может определить тип препятствия на расстоянии свыше 40 метров — он просто понимает, что впереди что-то есть.
У Джуниора есть и некоторые преимущества перед людьми. Собственно, поэтому в автомобилях уже начали появляться адаптивные системы контроля движения, отслеживающие с помощью лазеров расстояние до машин впереди и сзади, а затем подающие команды двигателю. Джуниор способен рассчитать расстояние до идущей впереди машины значительно точнее человека — по словам Майкла Монтемерло, исследователя из Стэнфорда, погрешность не превышает 1 метр. «Люди всегда спрашивают, способен ли Джуниор заметить стоп-сигналы других машин, — рассказал мне Монтемерло. — Мы отвечаем, что это и не нужно. У Джуниора есть возможность достаточно точно измерять скорость других машин. И это позволяет сделать вывод о том, тормозят они или нет. Вместо стоп-сигнала анализируются данные о скорости. Они точнее, чем информация, которую получает в такой ситуации человек».
Правильное вождение предполагает не только точность восприятия, но и умение использовать полученную информацию. Перед Стэнли стояла довольно простая задача. «Это был робот, ехавший в пустыне, — объясняет Монтемерло. — Стэнли воспринимает мир достаточно однобоко, как геометрический объект. Его задача состояла лишь в том, чтобы выбрать пригодную для движения трассу. Но с таким ограниченным восприятием мира он не сможет двигаться по оживленному шоссе. Для этого необходим более высокий уровень осознания поступающей информации». Например, когда мы приближаемся к светофору, на котором только что загорелся желтый свет, то начинается сложный процесс принятия решений и их реализации. Как долго еще будет гореть желтый свет? Хватит ли у меня времени (и места), чтобы затормозить? Успею ли я проехать перекресток, если ускорюсь, и насколько быстрее мне нужно ехать? Ударит ли меня едущая сзади машина, если я резко нажму на тормоза? Висит ли на перекрестке камера, фиксирующая проезд на красный свет? Мокрая ли дорога? Не ударит ли меня в бок машина, начинающая двигаться наперерез?
«Зоной дилеммы» инженеры называют ситуацию, когда автомобиль находится слишком близко к перекрестку, чтобы остановиться на желтый сигнал светофора, но при этом достаточно далеко, чтобы проехать до того, как загорится красный. И это действительно дилемма. Если судить по статистике аварий, то водители чаще всего бьют по тормозам и получают удар от машины сзади. Однако в случае выезда на перекресток удар сбоку обычно оказывается значительно сильнее и опаснее. Что бы вы выбрали — легкую аварию, вероятность которой высока, или серьезную, но менее вероятную? Инженеры могут настроить светофоры так, чтобы желтый свет горел дольше, но это снижает пропускную способность перекрестка. Кроме того, как только об этом станет известно, все больше водителей захотят рискнуть и проехать перекресток.