Часть 3

Эпоха дополненной реальности

Глава 8

Поезда, самолеты, автомобили, дома

По-моему, через некоторое время автомобили, не являющиеся полностью автономными, станут диковинкой… Ценность машин, не обеспечивающих полной автономии, будет отрицательной. Их владельцы уподобятся владельцам лошадей. Иметь такую машину можно будет разве что из чувства ностальгии.

Илон Маск, генеральный директор Tesla Motors, на телеконференции о финансовых показателях компании, ноябрь 2015 года

Автомобиль без водителя

На Международной выставке потребительской электроники в Лас-Вегасе в 2015 году Mercedes-Benz представила новую модель автомобиля F015 с полностью автоматизированным управлением. Сообщалось даже, что к месту показа это роботизированное чудо техники добралось самостоятельно, без вмешательства водителя. Принципиальным отличием этого Mercedes от ближайших аналогов – беспилотного автомобиля Google, прототипов Volvo, Audi или Tesla – стало то, что модель F015, по словам главы немецкой компании Дитера Цетше, специально разрабатывалась в качестве «третьей среды обитания» владельца этой машины. Первая среда обитания для нас – дом, вторая – офис или учебное заведение, а третья? Где еще мы проводим много времени? Это – автомобиль, так разве не логично заняться персонализацией и этого жизненного пространства – особенно с учетом появления автономной от нас системы управления?

Далее Цетше описал свою концепцию переустройства внутреннего пространства Mercedes F015 как «возвращение к эпохе экипажей». В эру конной тяги, сев в удобную карету, мы становились просто пассажирами, а все заботы о доставке нас к месту назначения оставляли кучеру. То же самое будет и в эпоху автономных транспортных средств. До сих пор вождение требовало полной концентрации внимания, а основные «удобства» транспортного средства касались обеспечения безопасности, навигационного оборудования и в целом технических средств, помогающих с минимальными проблемами и максимально быстро добраться из пункта А в пункт Б. По мере развития автопилотируемых машин, однако, потребность в управлении автомобилем, как и необходимость следить за дорогой, если и не исчезнет полностью, то сведется к минимуму. В результате уйдет в прошлое, вероятно, и подход к конструированию автомобиля, ориентированный на удобство вождения, а основное внимание проектировщиков будет сфокусировано на создании такого интерьера «самодвижущейся кареты», который обеспечивал бы максимальные удобства и возможности для пассажиров во время поездки.

Вопреки распространенному мнению о том, что самоуправляемые автомобили – фантастика, они, вероятно, станут реальностью гораздо скорее, чем кажется. По крайней мере, такого мнения придерживается глава компании Tesla Илон Маск.

Мы приближаемся к окончательной и полной автоматизации [управления], и я полагаю, что [автомобили Tesla] будут полностью автономными примерно через два года.

Илон Маск в интервью журналу Fortune, 21 декабря 2015 года

Самоуправляемые автомобили Google уже наездили свыше 3 млн километров по дорогам (в режимах автоматического и ручного вождения) без единого серьезного ДТП с человеческими жертвами. Известен эпизод, когда автоматически управлявшийся автомобиль Google остановила полиция, однако штрафа выписано не было. Среднестатистический американский водитель попадает в ДТП раз в 10 лет или через каждые 265 000 км пробега. Так что автопилот Google уже доказал, что с ним «за рулем» ездить как минимум на порядок безопаснее, чем со среднестатистическим живым водителем, – об этом свидетельствуют бесстрастные цифры. При более скрупулезном рассмотрении данных, полученных по проекту Google, были, однако, обнаружены и поводы для нареканий в адрес автопилота.

При сравнении манеры езды в автономном режиме со стилем вождения профессиональных шоферов, которым доверялось управление экспериментальными машинами Google, специалисты компании установили, что с профессионалом за рулем автомобиль быстрее разгоняется, проходит повороты и тормозит. Зато под руководством компьютерной программы автономного вождения он лучше соблюдает безопасную дистанцию до впереди идущего транспортного средства.

«Мы значительно реже попадаем в предаварийные ситуации, – заявил на конференции по вопросам роботизации в 2013 году руководитель проекта автономных автомобилей Google Крис Урмсон. – Наши автомобили [в режиме автоматического управления] движутся более плавно и безопаснее, чем машины под управлением самых опытных из водителей-профессионалов».

О беспилотном автомобиле Google в открытом доступе есть значительно больше сведений, чем об аналогичных проектах других производителей, таких как Tesla, Audi, BMW, Mercedes и Volvo, – но все они говорят о будущем автомобилей одно и то же. Автономные транспортные средства, скорее всего, окажутся значительно безопаснее автомобилей с водителями и начнут постепенно вытеснять их с автодорог уже в ближайшее десятилетие.

Раскрывая свои технологии, Google сообщила о том, что сенсорные датчики ее беспилотного автомобиля регистрируют за секунду почти гигабайт данных, которые тут же обрабатываются бортовым компьютером для выявления потенциальных рисков, прогнозирования дорожной ситуации и возможных реакций на ее развитие. Фиксируется движение вокруг автомобиля, засекаются все объекты, способные создать препятствие на пути, отслеживается разметка полос и профиль дорожного полотна, производится сверка с данными GPS и имеющимися в памяти картами автодорог, распознаются и учитываются требования дорожных знаков и любая другая информация, позволяющая рассчитать допустимую скорость движения машины и предсказать точки, в которых придется реагировать на изменения. Система позволяет даже регистрировать выбрасываемые из окон соседних машин окурки, не говоря уже о таких угрозах безопасности дорожного движения, как ребенок, устремившийся за вылетевшим на проезжую часть мячом.

Нынешнее поколение беспилотных автомобилей Google оснащено 64-лучевым лазером Velodyne в носовой части корпуса, позволяющим генерировать трехмерную карту всего происходящего вокруг.

Рисунок 8.1. Дорожная ситуация «глазами» роботизированной системы управления беспилотного автомобиля Google (источник: Google Self-Driving Car Project)

Бортовые компьютеры сопоставляют ее с хранящимися в памяти картами мира высокого разрешения, историческими данными о дорожном движении, информацией с камер наблюдения и радаров. Автомобиль оборудован двумя радарами спереди и двумя сзади, камерой слежения за сигналами светофоров, системой GPS, датчиком положения руля и инерциальными датчиками движения.

Компьютеры для систем управления беспилотными автомобилями, кстати, требуются относительно компактные – размером со старый ноутбук, – и обычно их размещают в багажном отсеке. В 2014 году Audi выпустила бортовой компьютер zentrales Fahrer Assistenz Steuergerät (zFAS), что в переводе с немецкого означает «Центральный контроллер помощи водителю», и он легко помещается в задней части автомобиля, под днищем багажного отделения. Такие же компьютеры zFAS используются для управления автономными гоночными машинами Audi Ajay и Audi Bobby, о которых шла речь в главе 3.

Многие «упертые» водители, конечно же, скажут: «Никогда свою жизнь автомату не доверю!» При этом их аргументация столь же нелогична, как и доводы людей, отказывающихся летать самолетами и предпочитающих наземный транспорт. По статистике, воздушный транспорт – самый безопасный, а самый опасный – как раз автомобильный. Сколько раз уже говорилось, что даже вероятность гибели в автокатастрофе по дороге в аэропорт или из аэропорта выше, чем в результате авиакатастрофы на рейсе в промежутке между двумя этими наземными поездками. Можно сформулировать и по-иному: шанс закончить жизнь в автокатастрофе составляет 1:98, а в авиакатастрофе на коммерческом рейсе – 1:7178. Впечатляющая разница, свидетельствующая о безоговорочном статистическом превосходстве автопилотирования в плане безопасности.

На протяжении 90 % времени вашего пребывания на борту современного пассажирского авиалайнера он находится под полным компьютерным управлением автопилота. А у многих самолетов последнего поколения имеется еще и автоматическая система посадки (АСП), позволяющая приземлиться в аэропорту назначения в полностью автоматическом режиме, без участия пилота. АСП используются редко и считаются несколько «избыточными» – хорошая подготовка летчиков с использованием авиасимуляторов, автопилоты и современные средства навигации сделали авиационный транспорт самым безопасным из всех общедоступных средств передвижения. Нет оснований сомневаться, что перенесение принципа автопилотирования в наземный автомобильный транспорт приведет к столь же впечатляющему результату.

Системы безопасности автомобилей нам удалось заметно усовершенствовать в последние десятилетия за счет последовательного внедрения ремней безопасности, ребер жесткости, надувных подушек, безосколочных триплексных стекол, антиблокировочной системы тормозов (ABS), систем предупреждения столкновений и других подобных средств. Однако в США, Австралии, Канаде, Германии и Великобритании смертность в результате ДТП по-прежнему остается на уровне 5-10 человек на каждые 100 000 автомобилей или около одного летального исхода на каждые 100 млн миль автопробега. Можно, конечно, бороться с пьянством за рулем, вводить все новые и новые скоростные и прочие ограничения и строже контролировать их соблюдение на дорогах, но в реальности это мало что дает для снижения смертности в результате ДТП, поскольку человеческий фактор продолжает действовать. И хотя смертность на дорогах неуклонно уменьшается, темпы ее снижения недостаточны, к тому же год от года эта тенденция замедляется. В наши дни главным фактором риска при вождении стали банальные человеческие ошибки. Чтобы подчеркнуть хрупкость достижений в обеспечении безопасности дорожного движения, приведем лишь такой факт: около 25 % ДТП в США в последние годы стали следствием набора текстов на мобильных устройствах за рулем. В результате действия подобных факторов, начиная с 2011 года, смертность в результате ДТП после десятилетий устойчивого снижения впервые продемонстрировала тенденцию к незначительному росту.

Да, технологии способны отвлекать внимание водителя от дорожной ситуации, и единственное средство борьбы с этим – помимо разъяснения опасности и запрета пользоваться мобильными устройствами за рулем (пробовали – плохо помогает) – внедрение автономных систем управления транспортными средствами, благодаря которым использование прочих технологических достижений перестает быть фактором риска.

Все это приводит к выводу о способности машинного разума быстро доказать всем нам, что он справляется с вождением автомобилей лучше человеческого, а главное – обеспечивает более высокую степень безопасности. Фактически одно только бета-тестирование беспилотных автомобилей Google показало, что даже имеющиеся, но не до конца отработанные программы и модули автоматизированного управления обеспечивают десятикратное повышение безопасности по сравнению с живыми водителями. И с каждым следующим миллионом миль суммарного пробега имеющегося парка беспилотных автомобилей без аварий по их вине этот показатель будет удваиваться. Согласно теории вероятности, рано или поздно произойдут и первое ДТП по вине беспилотного автомобиля, и первое подобное ДТП со смертельным исходом, но в любом случае самоуправляемые машины продолжат демонстрировать значительно более высокий уровень безопасности по сравнению с традиционными.

Профессор калифорнийского Университета сингулярности Брэд Темплтон, участвовавший в разработке беспилотного автомобиля Google, не так давно в данном мне интервью сформулировал основное преимущество роботизированного управления автомобилем следующим образом:

Беспилотные машины не устают, не пьянеют, не отвлекаются, не выходят из себя, не нуждаются в отдыхе – разве что в регулярной подзарядке батарей.

Брэд Темплтон, Университет сингулярности, из интервью автору, май 2015 года

Лет через десять, а в развитых странах, возможно, и через пять полуавтономные и даже полностью самоуправляемые автомобили станут обыденным явлением. Задумайтесь об этом на мгновение. Примерно через такое же время, какое ушло на повсеместное проникновение айфонов и смартфонов, мы станем свидетелями взрывного распространения умных автономных автомобилей. По оценке Business Insider, к 2020 году по дорогам мира будет колесить около 10 млн беспилотных транспортных средств. А экспоненциальный рост числа экземпляров технологических новинок в первые годы после их внедрения подразумевает, что еще через 10 лет парк беспилотных авто возрастет до 100 млн!

Рисунок 8.2. Прогнозируемые бизнес-аналитиками темпы роста парка беспилотных транспортных средств (источник: Business Insider)

Можно ожидать, что уже в ближайшие 15 лет местные власти начнут оказывать предпочтение беспилотным автомобилям. Не позже чем через 20 лет мегаполисы масштаба Лондона и Нью-Йорка в дополнение к существующей плате за въезд в центральные районы введут дополнительные сборы с традиционных автомобилей с водителями либо вовсе запретят им выезжать на городские улицы. Конечно же, последуют протесты противников «запрета живых водителей», но у власти к тому времени будут представители поколений Y и Z, непохожих на послевоенное поколение, выросшее в царстве прожорливых восьмицилиндровых двигателей эпохи нефтяного бума. Наши дети примут такие ограничительные решения с готовностью и будут только рады променять искусство вождения на возможность провести время, глядя в экран, пока автопилот доставляет их к месту назначения.

В своем обращении к гостям Североамериканского международного автосалона в Детройте в 2016 году Илон Маск спрогнозировал, что всего через два-три года появится возможность вызывать беспилотный автомобиль из другого города:

Предположим, вы в Нью-Йорке, а ваша машина в Лос-Анджелесе. Вы сможете вызвать ее по телефону, приказав ей отыскать вас, и она это сделает, автоматически заезжая по дороге на станции зарядки аккумуляторов.

Хотя сегодня главным препятствием для выхода автономных транспортных средств на массовые рынки является их высокая себестоимость (а также неразвитость инфраструктуры и по-прежнему сохраняющиеся технические проблемы со временем перезарядки аккумуляторов), этот показатель быстро снижается. В 2010 году затраты Google на создание одного автомобиля с использованием технологии беспилотного управления составляли около 150 000 долларов США, из них в 70 000 долларов обходился один только высокоточный лазерный радар (лидар). Однако сегодня немецкий производитель транспортных лидарных систем Ibeo заявляет о своей способности и готовности наладить к 2017 году их массовое производство по цене всего лишь 250 долларов за комплект для одного автомобиля. Оборудование для цифровой компьютерной обработки данных – еще один существенный компонент высокой себестоимости – демонстрирует экспоненциальное удешевление уже много лет. Наконец, мы можем рассчитывать и на кардинальное усовершенствование аккумуляторных батарей, которые со временем позволят роботизированным транспортным средствам более дня ездить без подзарядки.

Широкое распространение, вероятно, получит совместное использование беспилотных автомобилей в целях экономии. Эксплуатация электромобилей-роботов будет обходиться значительно дешевле, чем использование традиционных легковых автомашин, при этом среднестатистическому жителю крупного города собственный электромобиль может не понадобиться вовсе, в крайнем случае он будет покупаться вскладчину Чаще же всего пользователь будет просто арендовать его на почасовой основе, а сами электромобили будут переходить из рук в руки, своим ходом перемещаясь между совладельцами или арендаторами и по мере надобности выбирая «окна» для остановки на подзарядку.

Тенденция молодежи к отказу от собственного автомобиля уже прослеживается достаточно отчетливо. Вместо денег на какое-нибудь авто ко дню рождения, после которого можно получить водительские права, современные тинейджеры все чаще просят родителей подарить им предоплаченную учетную запись Uber. Так что дело тут не в электроприводе и не в автопилоте; концепция экономии за счет совместного использования уже меняет стереотипы поведения и приводит к принципиально новым моделям «обладания» – в частности, средствами передвижения. Дети родителей, активно пользовавшихся услугами Uber или сервисов поиска попутчиков, сами все рассчитают в уме или на калькуляторе и поймут, что в среднестатистическом крупном городе с развитой сетью общественного транспорта и отлаженной системой почасового проката беспилотных электромобилей куда выгоднее не иметь собственной машины.

Для регулярно добирающихся из дома на работу и обратно особое концептуальное видение беспилотных машин ближайшего будущего предлагает Mercedes. Осознав, что автопилотируемые машины не нужно обустраивать для управления человеком, их интерьер решили использовать для развлечения и досуга, завтраков по дороге в офис, в качестве собственно офиса или просто для расширения персонального жизненного пространства. Как именно пользователи беспилотных автомобилей будут персонализировать свои салоны? Будущие варианты настроек и исполнения беспилотных автомобилей вполне могут быть организованы аналогично сегодняшнему индивидуальному подбору оформления, отделки и оснащения наших домов, а не по прежним принципам стандартной комплектации автомобилей, которые останутся в прошлом. Выбор цифровых мультимедийных развлекательных систем, конфигурации кресел, разновидностей дисплеев и даже такой, по сегодняшним понятиям, экзотики, как встроенная кухонно-бытовая техника, созданная при помощи 3D-принтера, – все это будет само собой разумеющимся в спектре услуг по созданию персонифицированного салона автомобиля нового поколения. Как знать, возможно, постоянное обитание в такой среде даже станет модным среди предпринимателей, которые предпочтут жизнь в мобильном доме-офисе всем иным вариантам обустройства своего быта.

Единственное препятствие на пути такого развития – законодательные запреты. Однако как только разработчикам и производителям удастся доказать безопасность систем управления беспилотных автомобилей, вероятность добровольного перехода на их сторону и законодателей, и потенциальных пассажиров повысится. Законодатели могут потребовать, чтобы конструкция обеспечивала мгновенный «перехват» управления человеком. Появятся, конечно, традиционалисты, которые попытаются каким-то образом взломать программу автономного движения. Более того, можно предполагать и вмешательство групп лоббистов со стороны производителей традиционных автомобилей, которые, безнадежно отстав от тенденций автоматизации, попытаются «замутить воду» вокруг статистики безопасности. Первое же ДТП с участием беспилотной машины, повлекшее смерть пассажира или пешехода, может стать переломным моментом. Маловероятно, однако, чтобы даже такой поворот событий обратил время вспять и помешал беспилотным автомобилям завоевать будущее. Интересно в связи с этим, что гендиректор Volvo Хокан Самуэльссон заявил о готовности своей компании нести ответственность за последствия ДТП, произошедших по вине автоматики ее беспилотных электромобилей. Большое дело!

Первые практические применения технологий роботизированного управления автомобилем, вероятно, будут найдены в коммерции. Беспилотные грузовики в сочетании с дронами или роботами (для доставки посылки к порогу получателя) обойдутся сетям дистанционной торговли значительно дешевле оплаты услуг курьерских служб или заказной почты, чьи фургоны сегодня снуют по дорогам. Также и доставка грузовых контейнеров в морские порты и на прочие транспортные терминалы, вероятно, будет автоматизирована и сделана автономной достаточно скоро.

Учитывая массированные инвестиции в эту отрасль со стороны Uber, автомобили с живыми водителями, надо полагать, на какое-то время все-таки задержатся в бизнесе таксомоторных пассажирских перевозок. Поначалу обладание беспилотным авто будет символом состоятельности его владельца, но через какое-то время вероятен разворот этой тенденции, – и тогда демонстрацией богатства станет, как и раньше, лимузин с личным водителем, а не роботизированная повозка. Что касается грузоперевозок, то тут подобные соображения субъективного характера и маленькие человеческие слабости можно не учитывать, делая среднесрочный прогноз. Беспилотные грузовые автомобили позволят снизить расходы, травматизм и смертность на дорогах, а также существенно повысить функциональность транспортных сетей, особенно если беспилотные грузовики будут работать от аккумуляторных батарей.

Тем, кто ежедневно ездит на работу, беспилотные автомобили внезапно высвободят для текущих дел все то время, которое раньше отнимала дорога, а это, в свою очередь, фундаментальным образом изменит само наше отношение к поездкам. Путешествие на автомобиле всей семьей станет принципиально иным по своему характеру. Ну а следующий логичный вопрос в связи с этим – как долго нам ждать появления летающих машин, таких как у Дока из фильма «Назад в будущее»?

A380, летающие автомобили, роботы-дроны – что дальше?

Энтузиасты летающих автомашин должны знать имя Пола Моллера. В 1974 году он носился с идеей машины в форме летающей тарелки Discojet, собирая средства на реализацию проекта. В 2003 году Моллер был оштрафован федеральной Комиссией по ценным бумагам и биржам США (SEC) за введение инвесторов в заблуждение заведомо ложными заявлениями. В заключении SEC было сказано: «По состоянию на конец 2002 года около 40 лет опытно-конструкторских работ Moller International привели лишь к созданию прототипа Skycar, способного подниматься на три метра над землей». В 2013 году Моллер запустил на Indiegogo новую кампанию по сбору средств на нужды своего проекта, для завершения которого, по его словам, требовалось еще 958 000 долларов. Кампания завершилась в январе 2014 года полным провалом: собрать удалось лишь 29 429 долларов США.

О летающих автомашинах мы мечтаем с 1950-х годов.

Когда в 1956 году Управление гражданской авиации США выдало сертификат летной годности аэромобилю Aerocar, казалось неизбежным – по крайней мере, инженерам авиакосмической отрасли, – что в обозримом будущем летающие машины прочно займут место в гаражах обычных пригородных ранчо. Но этого не произошло.

Aerocar, выглядевший как обычная машина, только с крыльями, и способный взлетать с короткого разбега, оказался нерентабельным с точки зрения массового производства. В итоге Aerocar International построила лишь шесть экземпляров, мечты о летающем автомобиле так и остались неосуществленными, и увидеть его можно разве что в «Джетсонах».

«Летающая машина рано или поздно будет и летать, и ездить», Scientific American, январь 2013 года

Сегодня, однако, по меньшей мере две компании снова сделали летающие авто реальностью. И Terrafugia Transition, и AeroMobil успешно прошли испытания в летном и наземном режиме, включая взлет и посадку, и допущены к эксплуатации.

Из двух моделей футуристичнее смотрится AeroMobil. Он разгоняется в воздухе до скорости 200 км/ч, дальность его полета – 700 км. Строят его в Словакии, стране, не ассоциирующейся с летающими автомобилями будущего. Проектирование AeroMobil длилось четверть века. Появление ультрасовременных композитных материалов и усовершенствование конструкции двигателей наконец-то обещают сделать эту технологию реальностью.

Только не рассчитывайте на то, что сможете запросто обратиться к местному дилеру AeroMobil и сразу же взмыть на нем в воздух. В лучшем случае он будет классифицирован как спортивный самолет, и для управления им потребуется лицензия пилота, а для ее получения потребуется не менее 20 часов учебной летной практики и сдача экзамена. Да, AeroMobil действительно способен летать, но для него по-прежнему требуется взлетно-посадочная полоса, как и для традиционных малых спортивных самолетов наподобие Cessna, Cirrus или Piper, и на него распространяются правила полетов, принятые в малой авиации. Хотите полетать на своем автомобиле? Для начала пройдите обучение и получите «корочку» летчика.

Рисунок 8.3. AeroMobil: сделано в Словакии (источник: AeroMobil)

В будущем, однако, все может измениться. Повышение производительности компьютеров безусловно сыграет свою роль, но последнее слово все равно останется за органами управления воздушным движением. Сегодня надлежащее эшелонирование летательных аппаратов как в контролируемом, так и в не контролируемом с земли воздушном пространстве обеспечивается бдительностью пилотов, системами предупреждения опасного сближения и радиолокационным наведением, которое осуществляют службы управления воздушным движением (УВД). Внедряемая в США Национальная система УВД нового поколения NextGen, возможно, откроет дорогу в небо автономным летающим автомобилям.

Внедрение NextGen в 2012–2025 годах обойдется американским налогоплательщикам в 20–25 млрд долларов США, зато приведет к снижению задержек рейсов на треть, и экономия быстро и с лихвой окупит расходы. В основе NextGen лежит технология «автоматического зависимого наблюдения в режиме вещания» (АЗН-В), позволяющая автоматике самолета определять его точное положение в пространстве через спутниковую систему GPS и транслировать эти данные наземным системам управления и другим воздушным судам (ВС) с целью соблюдения требований эшелонирования. В настоящее время системы УВД определяют пространственное местонахождение ВС при помощи радаров и транспондеров. Будучи достаточно совершенными, эти системы, однако, остаются подверженными техническим сбоям и человеческим ошибкам. Технология АЗН-В работает по принципу асинхронной сети связи с воздушными судами в качестве узлов и позволяет координировать движение в режиме реального времени со значительно более высокой точностью, чем традиционные системы УВД. При этом АЗН-В позволяет летательным аппаратам в автономном режиме соблюдать дистанцию и вне зоны покрытия радарным наблюдением и связи с диспетчерскими службами. Не вызывает ни малейших сомнений, что система АЗН-В неизбежно разовьется до полностью автономной сети управления беспилотными воздушными судами, и произойдет это достаточно скоро.

Сеть АЗН-В, надо полагать, позволит развернуть повсеместную эксплуатацию малых летательных аппаратов, таких как EHang 184 – автономный беспилотный вертолет на одного пассажира. Его прототип был впервые продемонстрирован на Международной выставке потребительской электроники в 2016 году и стал первым образцом пассажирского беспилотника с потенциалом серийного производства.

В отличие от беспилотных автомобилей, ориентированных прежде всего на комфорт пассажиров, первыми массовыми беспилотными летательными аппаратами (БПЛА), вероятно, станут дроны, вовсе не предназначенные для пассажирских перевозок. Первого декабря 2013 года глава Amazon Джефф Безос в программе «60 минут» объявил о грандиозном плане организовать доставку товаров клиентам при помощи беспилотников службы Amazon Prime Air. Если бы ток-шоу вышло в эфир 1 апреля, большая часть населения США сочла бы это заявление розыгрышем, но слова Безоса пришлось воспринять всерьез. Он указал на то, что 86 % заказов Amazon весят не больше двух килограммов и их можно доставлять в течение получаса, если развернуть по всей стране систему доставки при помощи дронов. Фантастика? Безос так не считает.

Рисунок 8.4. Беспилотный одноместный пассажирский вертолет EHang 184 (источник: EHANG, Inc.)

В письме от 9 июня 2014 года, адресованном Федеральному управлению гражданской авиации США (FAA), Безос привел несколько очень интересных доводов в пользу развития компанией Amazon собственного флота дронов. Он указал на то, что Amazon разрабатывает уже девятое поколение летательных аппаратов, имеет в штате разработчиков бывших инженеров НАСА (включая даже одного астронавта) и что «однажды зрелище дрона Amazon Prime Air в воздухе будет столь же нормальным явлением, как вид почтового фургона на дороге».

Идея использования БПЛА на полях сражений уходит корнями во времена Второй мировой войны. В США всерьез занялись их разработкой в годы войны во Вьетнаме, но лишь в 1982 году, в ходе вооруженного израильско-сирийского конфликта, использование БПЛА принесло первые ощутимые плоды. С тех пор дроны, развертываемые на театрах военных действий, невероятно усложнились, а их функциональные возможности расширились. Шестнадцатого апреля 2015 года ВМФ США впервые продемонстрировал способность беспилотного летательного аппарата Northrop Grumman X-47B, созданного в рамках программы разработки экспериментальных автономных боевых авиационных систем UCAS-D, пополнять запас топлива в полете, пристыковываясь к самолету-дозаправщику КС-707. Тот же X-47B показал, что может уверенно приземляться на палубы авианосцев ВМФ США в открытом море. Однако военное применение БПЛА вызвало в мире неоднозначную реакцию.

Начиная с 2004 года правительство США санкционировало сотни авиаударов по целям на северо-западе Пакистана с использованием беспилотников. Разгоревшиеся в результате дебаты относительно доли мирного населения среди жертв так называемой «дроновой войны» положили начало расследованиям, которые выявили, что в результате боевого применения БПЛА погибло от 286 до 890 гражданских жителей (в том числе от 168 до 197 детей). Верховный суд Пешавара признал эти авиаудары незаконными, бесчеловечными, нарушающими Хартию прав человека ООН и имеющими признаки состава «военного преступления».

Рисунок 8.5. Прототип дрона службы доставки заказов Amazon Prime (источник: Amazon)

В любом случае взрывное распространение БПЛА неизбежно. Хотя применение боевых дронов останется в ведении армии и, вероятно, полиции, возможности воздушной разведки с помощью беспилотников уже стали доступны широкой публике.

Сегодня днем какой-то незнакомец запустил воздушного дрона ко мне во двор неподалеку от футбольного поля Miller Playfield. Я поначалу подумала, что газонокосилка стрекочет в этот теплый весенний день. Через несколько минут выглянула из окна третьего этажа, а там дрон завис в паре метров от меня. Послала мужа разобраться с мужчиной на тротуаре возле нашего дома, который этим дроном управлял с пульта. Так тот стал утверждать, что все законно. Дескать, он имеет право запускать своего дрона к нам во двор – хоть под самые окна. При этом муж заметил, что на дроне камера, а у незнакомца очки, при помощи которых он может наблюдать за всем происходящим у нас во дворе.

Пост на сайте Capitol Hill Seattle Blog, 8 мая 2013 года

Возможно, новизна дронов скоро приестся, и в будущем они достаточно быстро «выйдут в тираж», как Segway. Однако, учитывая широчайшие возможности БПЛА в таких областях, как профессиональная фотография, развлечения на отдыхе и т. п., такое развитие событий маловероятно. В FAA, по крайней мере, определенно считают, что проблема сама собой не разрешится. Поэтому были предприняты немалые усилия по регулированию использования беспилотных авиационных систем (БАС). В феврале 2015 года FAA установило следующие ограничения для БАС персонального использования, которые, по сути, мало отличаются от аналогичных ограничений, накладываемых налетающие авиамодели:

● Максимальный потолок – 400 футов (120 м) при отсутствии препятствий.

● Постоянное нахождение дрона в пределах прямой видимости оператора.

● Требование держаться на расстоянии от пилотируемых летательных аппаратов и не создавать им помех.

● Запрет полетов в радиусе 5 миль (8 км) от аэропортов без предварительного согласования с их командно-диспетчерскими пунктами.

● Запрет полетов над людными местами и спортивными сооружениями.

● Запрет запуска БПЛА весом более 55 фунтов (25 кг).

● Общее требование соблюдения всех мер предосторожности и бдительности: за создание угрозы безопасности людей или других участников воздушного движения для владельцев беспилотников предусмотрены крупные штрафы.

Что касается использования беспилотников для фото- и видеосъемки, то этими же правилами FAA разрешается любительское фотографирование для развлечения. Однако по той же причине, по которой гражданам запрещено, взобравшись на дерево, фотографировать происходящее на заднем дворе у соседей, незаконным признается и использование дронов для аэросъемки в чужих владениях. В ближайшем будущем можно ожидать первого громкого судебного процесса над «любителем» поснимать чужую частную жизнь при помощи дрона с дистанционным управлением.

Двадцать четвертого декабря 2015 года FAA объявило об ужесточении надзора за использованием дронов, принадлежащих частным лицам, и потребовало обязательной регистрации всех без исключения летательных аппаратов весом от 0,25 до 25 кг, с указанием их оснащения техническими средствами, такими как бортовые видеокамеры.

Преступный мир также взял БПЛА на вооружение. Во всем мире дроны то и дело используются для контрабандной доставки писем и посылок «с воли» в тюремные дворы. За последние пару лет властями США пресечено с десяток попыток проникновения беспилотников на территорию исправительных учреждений. Одновременно сообщения об аналогичных случаях поступали из Ирландии и Великобритании, Австралии и Канады.

Сбросить пакетик с дрона в тюремный двор куда проще, чем пытаться спрятать его, например, в пирожке, заложенном в передачу заключенному, и это лишний раз подчеркивает, какую головную боль теперь доставляют БПЛА пенитенциарной системе и правоохранительным органам в целом, поскольку на сегодняшний день они не имеют технического оснащения, которое позволяло бы эффективно пресекать доставку мелких грузов дронами. Смартфоны, зарядные устройства к ним и наркотики – главные предметы беспилотной контрабанды на территорию тюрем. Сесилия Рейнольдс, начальница тюремно-исправительного учреждения в округе Ли (Южная Каролина), поделилась информацией о том, что в одной только камере ее надзиратели при обыске нашли и изъяли 17 мобильных телефонов, и есть все основания подозревать, что доставлены заключенным они были именно дронами. Разрешенные телефонные звонки из тюрьмы сегодня на законных основаниях прослушиваются, электронная почта просматривается, и единственным способом обойти такой мониторинг остаются смартфоны. Следует ли готовиться к вынужденному оснащению тюрем средствами ПВО для борьбы с беспилотниками? Или дело ограничится натягиванием сетки над прогулочными дворами?..

Как уже отмечалось в главе 3, Facebook разрабатывает сеть БПЛА на солнечных батареях под условным названием Aquila («орел» на латыни), и эти «орлы» будут парить высоко в небе месяцами, обеспечивая бесперебойный доступ в интернет посредством беспроводной лазерной связи. Такой подход откроет интернет самым отдаленным регионам и поселениям, например в Африке, где мобильное покрытие скудно, а широкополосной связи и вовсе не имеется. По размаху крыльев БПЛА Facebook Aquila сопоставим с Boeing-767, но при этом весит меньше легкового автомобиля. Летные испытания «орла» начались летом 2015 года.

Использование новых композитных материалов, солнечных батарей и даже начавших возрождаться дирижаблей способно дать мощный толчок применению летательных аппаратов. В небе, правда, может стать тесновато. Но именно поэтому в спешном порядке разрабатываются автоматизированные системы воздушной навигации наподобие АЗН-В. И именно поэтому в управлении летательными аппаратами нет альтернативы искусственному интеллекту – без него столкновения в воздухе станут неизбежностью.

Через полвека доводов в пользу беспилотных летающих транспортных средств будет много больше, чем сегодня. Так что вопрос не в том, возможны ли летающие автомобили – в целом они могут быть построены уже и при нынешнем уровне развития технологий автоматизации, – а в том, что именно даст толчок их широкому использованию.

Поезда на магнитной подушке и в вакуумной трубе

Двадцать первого апреля 2015 года на новой линии скоростного поезда на магнитной подушке у подножия Фудзиямы железнодорожный состав разогнался до рекордной скорости 603 км/ч. Лежащая в основе этого достижения технология магнитной левитации («маглев») позволяет приподнимать поезд над направляющим рельсом одной только силой магнитных полей. В японском проекте просвет магнитной подвески поезда достигает примерно 10 см над дном желоба дорожного полотна, оснащенного электромагнитами. Такая конструкция обеспечивает практически бесшумную и значительно более плавную и быструю езду по сравнению с традиционными высокоскоростными железнодорожными экспрессами.

Тремя годами ранее, в июле 2012 года, в одной из передач сетевого журнала PandoDaily, транслировавшейся из Санта-Моники (Калифорния), Илон Маск вкратце сообщил собравшимся о том, что подумывает о проекте «пятого вида транспорта», для которого он придумал название Hyperloop. Двенадцатого августа 2013 года Tesla и SpaceX (обе компании учреждены Маском) опубликовали эскизные проекты транспортной системы Hyperloop в своих блогах. Маск объявил разработку открытой для всех желающих поучаствовать и попросил тех, кто заинтересован в этом, вносить вклад в дальнейшее проектирование.

Первоначально предполагалось, что трасса Hyperloop обойдется в 6 млрд долларов США и будет использоваться только для пассажирского сообщения между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско, при этом время в пути составит около 35 минут. Учитывая, что расстояние между городами равно 570 км, экспресс Hyperloop должен был преодолевать его со средней скоростью более 962 км/ч, а максимальная скорость на маршруте должна была достигать 1220 км/ч. В январе 2015 года Маск объявил о начале строительства в Техасе, за счет частных инвестиций, испытательного участка трассы Hyperloop длиной около 8 км, где университет и частные проектные группы смогут апробировать и усовершенствовать конструкцию своих «гондол». Также возникли два параллельных стартапа – Hyperloop Technologies и Hyperloop Transportation Technologies, строящие собственные испытательные трассы длиной около 3,5 и 8 км соответственно.

Hyperloop представляет собой разновидность вакуумного поезда, точнее – форвакуумного. Главным препятствием для достижения высоких скоростей, которые позволяли бы железнодорожному транспорту конкурировать с воздушным, всегда были силы трения и сопротивления воздуха. Магнитно-левитационные транспортные системы, подобные упомянутому выше японскому поезду, используют множество мощных электромагнитов для создания тяги, приводящей поезд в движение. В японском проекте JR-Maglev используются сверхпроводниковые электромагнитные катушки. За пределами примерно 500 км/ч количество энергии, необходимой для дальнейшего разгона, резко растет, и если вам необходимо ускориться, скажем, до 800 км/ч, обычная математика не сработает: слишком большое значение получают трение и лобовое сопротивление состава.

Еще в 1960-х годах предлагалось построить трансатлантический туннель между Лондоном и Нью-Йорком протяженностью около 5000 км и запустить по нему вакуумные поезда на магнитной подушке. Система, похожая на запатентованные отцом современной ракетной техники Робертом Годдардом, теоретически позволяла бы экспрессам развивать скорость до 8000 км/ч и добираться из Нью-Йорка в Лондон меньше чем за час.

Проект «гиперпетли» Маска чем-то напоминает те предложения, однако глубокий вакуум в них заменен на форвакуум, то есть остаточное давление в трубопроводе туннеля будет составлять около одного миллибара. Движение пассажирской капсулы по стальному туннелю в условиях столь низкого давления на скорости около 1220 км/ч останется дозвуковой. А значит, отпадает нужда закладывать в ее конструкцию запас прочности, необходимый для преодоления звукового барьера и сопротивления ударной волне.

В любом случае Илон Маск считает, что его технология позволит доставлять людей из Лос-Анджелеса до Сан-Франциско за 30 минут, и лично я жду не дождусь возможности испытать такую возможность на себе!

Где с умом, там и дом

Когда компания Nest предложила потребителям свой умный термостат, многие, вероятно, подумали: «…и что?» Однако стремительно раскрутившаяся, молодая и успешная компания была вскоре приобретена Google за 3,2 млрд долларов. В статье 2014 года, опубликованной в Forbes, сообщалось, что интеллектуальными цифровыми термостатами Nest оборудовано уже около 1 % (1,3 млн) домов в США, при этом ежемесячно продается свыше ста тысяч новых комплектов оборудования, и объемы продаж продолжают расти.

Принцип работы внешне прост. Nest подключается к имеющимся системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в доме или офисе, причем самостоятельно смонтировать оборудование может за несколько минут любой человек с руками и головой. После этого умный термостат, получая необходимую информацию из интернета, оптимизирует работу всей климатической техники в доме, с учетом того, дома хозяева или нет, температуры воздуха в помещении и на улице и профиля настроек. В итоге средний пользователь термостата Nest, как сообщается, экономит 10–12 % на счетах за отопление и около 15 % на счетах за электроэнергию, потребляемую кондиционерами, что в сумме дает порядка 131–145 долларов экономии в год. Но умные термостаты – это только начало.

В «Железном человеке» постоянная связь между лабораторией и домом Тони Старка поддерживается при посредничестве искусственного интеллекта по имени Джарвис, который контролирует всю умную технику и электронику в лаборатории Старка, включая системы безопасности, энергоснабжения, телекоммуникаций и даже пошива костюмов для своего хозяина. Как мы узнаем из главы, посвященной умным городам, движение в направлении интеллектуальной инфраструктуры – неотъемлемый атрибут наступающей эры симбиоза человеческого и искусственного разума, а значит, умные дома и квартиры будут естественной частью всеобщей оцифровки.

О роботах Jibo и Amazon Echo мы уже немного говорили в главе 3, но из этой пары ближе к идеалу компьютера-собеседника, заданному в «Звездном пути», находится все-таки Amazon Echo, с которым сегодня можно пообщаться на досуге, сидя дома (если, конечно, есть и дом, и робот).

Рисунок 8.6. Amazon Echo – виртуальный персональный помощник в духе Siri, но предназначенный для бытовых нужд и развлечений (источник: Amazon)

Функциональные возможности Amazon Echo типичны для автоматизированных систем управления умным жилищем, которые появятся в ближайшие пару десятилетий. При подключении всей нашей бытовой электроники и техники – телевизоров, освещения, термостатов, гаражей, кухонной техники, роботов-пылесосов и т. п. – к глобальной сети (интернету вещей) нам понадобится система управления компьютеризованным домашним хозяйством. Все эти устройства по отдельности будут достаточно «смышлеными», чтобы переговариваться между собой, но нам нужно наложить на них слой общего контроля над их взаимодействием на уровне всего дома (возможно, через облачные технологии). Работает над такого рода базовой системой управления и Apple, давшая своему проекту название HomeKit. Эта разработка также позволяет в значительной степени роботизировать управление домашней бытовой техникой. При этом важно понимать, что речь идет не просто об автоматизации в традиционном понимании, а о единой экосистеме жилища, помогающей управлять его умными элементами. В ходе дальнейшего развития таких технологий, как HomeKit и Echo, в процессе повышения «интеллектуального уровня» отдельно взятых устройств первоочередными целями и задачами систем управления ресурсами станут:

● Эффективное управление ведением домашнего хозяйства.

● Персонализация обстановки по нашим вкусам, предпочтениям, настроению и т. п.

● Оперативная реакция на события в режиме реального времени, включая информационные запросы, вызов аварийных и коммунальных служб и т. п.

● Самообучение.

● Оперативное информирование хозяев.

Рисунок 8.7. Некоторые из функций Apple HomeKit (источник: Apple)

Последними двумя областями наложения искусственного интеллекта на человеческий станут кухня и ванная комната.

Вопреки многолетним разговорам о том, что умные холодильники сами будут заказывать нам свежие продукты через интернет, дальше Amazon Dash Button дело в этом направлении пока что не продвинулось. К 2030 году, однако, роботизация и повсеместное налаживание поставок при помощи дронов обязательно дадут о себе знать, и у вас появится возможность автоматически получать свои любимые продукты со складов онлайновых магазинов по заказу собственной умной кухни, которая, вполне возможно, тут же и приготовит из них ваши любимые блюда, не откладывая свежие продукты в «долгий ящик» холодильника. Конечно, от репликатора из «Звездного пути» нас отделяет много десятилетий, но 3D-принтеры, вполне вероятно, уже к 2030 году, а то и раньше, научатся изготавливать вполне съедобные серийные гамбургеры и пиццы. Во всяком случае, стартап Natural Machines в 2014 году анонсировал начало выпуска 3D-принтера Foodini, который «распечатает» для вас макароны и пирожные, крекеры, хлебцы и т. п. И даже проект робота-повара, подобного тому, над которым работает Morley Robotics, также вполне может пойти в серию уже в ближайшие 10–15 лет, хотя тут перспективы чуть туманнее.

Рисунок 8.8. Робот-повар (источник: Morley Robotics)

Что касается умного санузла, то тут присутствие искусственного интеллекта потребуется явно не только зеркалу над умывальником и системе управления душем. Вполне вероятно, что умный унитаз будущего будет автоматически анализировать наш кал и мочу на предмет выявления признаков несбалансированного питания и развивающихся патологий.

В конечном же итоге все окружающие нас в быту технологии будут интегрированы с нашим альтер эго – искусственным разумом. В этом одна из причин, по которым индустрия персональных разумных помощников, о которых шла речь в главе 7, превращается в крупный бизнес. Google и Facebook, Apple и Amazon – все эти гиганты инвестируют колоссальные средства в развитие таких технологий, и этому большому бизнесу предстоит интегрировать их в наши обычные дома и офисы, машины и смартфоны.