ΡΑΛΙ – Εάν τα αυτόνομα οχήματα πρόκειται ποτέ να επιτύχουν ευρεία υιοθέτηση, πρέπει να γνωρίζουμε ότι είναι ικανά να πλοηγούνται σε περίπλοκες καταστάσεις κυκλοφορίας, όπως η συγχώνευση σε βαριά κυκλοφορία όταν εξαφανίζονται λωρίδες σε έναν αυτοκινητόδρομο. Για το σκοπό αυτό, ερευνητές από το North Carolina State University ανέπτυξαν μια τεχνική που επιτρέπει στο λογισμικό αυτόνομων οχημάτων να κάνει τους σχετικούς υπολογισμούς πιο γρήγορα – βελτιώνοντας τόσο την κυκλοφορία όσο και την ασφάλεια σε προσομοιωμένα συστήματα αυτόνομων οχημάτων.
«Αυτή τη στιγμή, τα προγράμματα που έχουν σχεδιαστεί για να βοηθούν τα αυτόνομα οχήματα να πλοηγούνται στις αλλαγές λωρίδας βασίζονται στο να κάνουν τα προβλήματα υπολογιστικά αρκετά απλά ώστε να επιλύονται γρήγορα, ώστε το όχημα να μπορεί να λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο», λέει. Ali Hajbabaie, αντίστοιχος συγγραφέας μιας εργασίας για το έργο και επίκουρος καθηγητής πολιτικού, κατασκευαστικού και περιβαλλοντικού μηχανικού στο NC State. «Ωστόσο, η υπερβολική απλοποίηση του προβλήματος μπορεί στην πραγματικότητα να δημιουργήσει ένα νέο σύνολο προβλημάτων, καθώς τα σενάρια του πραγματικού κόσμου σπάνια είναι απλά.
«Η προσέγγισή μας μας επιτρέπει να αγκαλιάσουμε την πολυπλοκότητα των προβλημάτων του πραγματικού κόσμου. Αντί να εστιάσουμε στην απλοποίηση του προβλήματος, αναπτύξαμε έναν συνεργατικό κατανεμημένο αλγόριθμο. Αυτή η προσέγγιση ουσιαστικά αναλύει ένα σύνθετο πρόβλημα σε μικρότερα υποπροβλήματα και τα στέλνει σε διαφορετικούς επεξεργαστές για να τα λύσουν χωριστά. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται παραλληλοποίηση, βελτιώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα».
Σε αυτό το σημείο, οι ερευνητές έχουν δοκιμάσει την προσέγγισή τους μόνο σε προσομοιώσεις, όπου τα υποπροβλήματα μοιράζονται μεταξύ διαφορετικών πυρήνων στο ίδιο υπολογιστικό σύστημα. Ωστόσο, εάν τα αυτόνομα οχήματα χρησιμοποιήσουν ποτέ την προσέγγιση στο δρόμο, τα οχήματα θα δικτυωθούν μεταξύ τους και θα μοιραστούν τα υποπροβλήματα υπολογιστών.
Σε δοκιμές απόδειξης της ιδέας, οι ερευνητές εξέτασαν δύο πράγματα: εάν η τεχνική τους επέτρεπε στο λογισμικό αυτόνομων οχημάτων να επιλύει προβλήματα συγχώνευσης σε πραγματικό χρόνο. και πώς η νέα «συνεργατική» προσέγγιση επηρέασε την κυκλοφορία και την ασφάλεια σε σύγκριση με ένα υπάρχον μοντέλο για αυτόνομα οχήματα πλοήγησης.
Όσον αφορά τον υπολογιστικό χρόνο, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η προσέγγισή τους επέτρεπε στα αυτόνομα οχήματα να πλοηγούνται σε σύνθετα σενάρια συγχώνευσης λωρίδων αυτοκινητοδρόμων σε πραγματικό χρόνο σε μέτρια και βαριά κυκλοφορία, με πιο εντυπωσιακή απόδοση όταν ο όγκος της κυκλοφορίας ήταν ιδιαίτερα υψηλός.
Αυτονόμος? Οχι. Η Καλιφόρνια κινείται ενάντια στον ισχυρισμό της Tesla για την «πλήρη αυτοοδήγηση».
Αλλά όσον αφορά τη βελτίωση της κυκλοφορίας και της ασφάλειας, η νέα τεχνική τα πήγε εξαιρετικά. Σε ορισμένα σενάρια, ιδιαίτερα όταν ο όγκος της κυκλοφορίας ήταν χαμηλότερος, οι δύο προσεγγίσεις είχαν περίπου την ίδια απόδοση. Αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, η νέα προσέγγιση ξεπέρασε το προηγούμενο μοντέλο με σημαντικό περιθώριο. Επιπλέον, η νέα τεχνική είχε μηδενικά περιστατικά όπου τα οχήματα έπρεπε να σταματήσουν ή όπου υπήρχαν «σχεδόν συνθήκες σύγκρουσης». Τα αποτελέσματα του άλλου μοντέλου περιελάμβαναν πολλαπλά σενάρια όπου υπήρχαν κυριολεκτικά χιλιάδες στάσεις και σχεδόν συνθήκες σύγκρουσης.
"Για μια δοκιμή απόδειξης της ιδέας, είμαστε πολύ ευχαριστημένοι με την απόδοση αυτής της τεχνικής", λέει ο Hajbabaie. «Υπάρχει περιθώριο βελτίωσης, αλλά ξεκινάμε πολύ καλά.
«Τα καλά νέα είναι ότι αναπτύσσουμε αυτά τα εργαλεία και αντιμετωπίζουμε αυτά τα προβλήματα τώρα, έτσι ώστε να είμαστε σε καλή θέση να διασφαλίσουμε ασφαλή αυτόνομα συστήματα καθώς αυτά υιοθετούνται ευρύτερα».
Το χαρτί, "Κατανεμημένη Συνεταιριστική Τροχιά και Αλλαγή Λωρίδας Βελτιστοποίηση Συνδεδεμένων Αυτοματοποιημένων Οχημάτων: Τμήματα Αυτοκινητοδρόμων με Πτώση Λωρίδας», εμφανίζεται στο περιοδικό Έρευνα Μεταφορών Μέρος Γ. Πρώτος συγγραφέας της εργασίας είναι ο Mehrdad Tajalli, ένας πρόσφατος πτυχιούχος διδάκτορας του NC State. Η εργασία συντάχθηκε από τον Ramin Niroumand, φοιτητή διδάκτορα στο NC State.
(Γ) NCSU
