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Voici comment les voitures autonomes doivent être préparées pour faire face à toutes sortes de bouchons de circulation

Voici comment les voitures autonomes doivent être préparées pour faire face à toutes sortes de bouchons de circulation


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Dr Lance Eliot, AI Insider

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Quand mes enfants étaient jeunes, nous avions un jouet qu'ils ont assemblé composé de soixante-quinze pièces de tunnel d'interconnexion en plastique, y compris de nombreuses rampes hautes et des chemins sinueux, et quand un marbre était tombé dans l'entonnoir le plus haut, ce serait un grand plaisir pour tous alors que nous regardions le marbre rouler dans toute la structure.

Les enfants ont décidé que si une bille était amusante, certainement un seau entier rempli de billes créerait encore plus de joie, alors ils ont versé un seau de billes dans l'engin.

Au début, les billes ont commencé à couler dans les tubes, mais soudain, les billes au sommet se sont arrêtées.

Quelque chose a bloqué l'entonnoir?

Après inspection, les enfants ont découvert qu'avec autant de billes dans l'entonnoir, les billes étaient entrées en collision les unes avec les autres et cela de manière à ce qu'aucune d'entre elles ne puisse sortir de l'entonnoir.

Les enfants avaient inventé un sabot.

Penser sérieusement aux sabots

Il existe un autre type de sabot auquel vous devrez probablement faire face tous les jours.

Si vous conduisez pour travailler sur une autoroute, ce que je fais quotidiennement ici en Californie du Sud, il y a inévitablement des obstructions d'une sorte ou d'une autre sur les autoroutes ici.

Le premier obstruction que je rencontre habituellement consiste à naviguer sur une bretelle d'accès sur l'autoroute.

Pour bon nombre de nos autoroutes, nous utilisons un système de rampe à compteur.

La façon dont cela fonctionne est que les voitures viennent d'une rue sur la partie inférieure d'une rampe d'accès, puis arrivent à un point où il y a un feu de circulation sur la rampe d'accès.

Lorsque le feu de circulation est vert, vous pouvez continuer sur la bretelle d'accès, puis sur l'autoroute. Lorsque le feu de circulation est rouge, vous êtes censé rester sur place jusqu'à ce que le feu passe au vert.

Dans de nombreux cas, il y a en fait deux voies sur la bretelle d'accès, une pour celles qui peuvent utiliser les voies réservées aux VOM et une autre pour celles qui ne peuvent pas utiliser les voies réservées aux VOM. En règle générale, la voie réservée aux VOM n'est pas limitée par le compteur et peut avancer à volonté.

Dans le cas d'une seule voie pour la bretelle et avec le compteur utilisé, le trafic sur la bretelle est relativement ordonné.

La raison pour laquelle certaines personnes aiment cette approche est qu'elle transforme ce qui pourrait autrement être un laid pour tous en une séquence ordonnée d'événements.

Plutôt que des voitures toutes jockeying pour la position, il est clair que vous attendez en ligne, dans la voie, et vous prenez votre tour. C’est comme être à nouveau à la maternelle.

Une étude réalisée il y a une dizaine d'années, vers l'an 2000, au Minnesota, a affirmé que les compteurs de rampe avaient un impact positif substantiel sur l'aide à la circulation sur l'autoroute, y compris que sans les compteurs, il y avait une baisse de 9% de la capacité d'autoroute disponible, soit une augmentation de 22%. des temps de parcours, une baisse de 7% des vitesses sur autoroute et des accidents de 26%. Je voterais pour que vous preniez cela avec un grain de sel et il existe diverses études qui soutiennent les compteurs et réfutent l'utilisation des compteurs.

Vous pouvez supposer que cette approche mesurée élimine toute possibilité de colmatage.

Mais non.

Il y a au moins une faille dans cette approche lorsqu'il y a deux voies disponibles via la bretelle d'accès et lorsque l'une des voies est la VMO qui n'a pas besoin de s'arrêter pour le compteur.

Sabots sur l'autoroute Onramp

Voici ce qui arrive souvent.

Une voiture à l'avant de la ligne et attendant que le compteur passe au vert est impatiente de bouger, et dès que le feu passe au vert, la voiture frappe le gaz pour éclater en avant. Pendant ce temps, une voiture dans la voie sur la rampe VMO est impatiente de devancer les voitures qui attendent le compteur, et de sorte que le conducteur a frappé le gaz pour passer le long des voitures à l'arrêt, le faisant car elles n'ont pas besoin d'attendre pour un feu vert.

Vous vous retrouvez avec deux voitures essayant toutes deux de monter en flèche et pourtant le chemin juste après le compteur est souvent un amincissement de deux voies en une seule voie (la seule qui mènera à l'autoroute).

Un encrassement dangereux peut se produire.

Sabots dans la nature

Les sabots peuvent survenir dans une multitude de circonstances.

Une étude récente a examiné de près les fourmis de feu et comment elles évitent de créer des obstructions lorsqu'elles développent leurs systèmes de tunnels souterrains.

L'étude réalisée par des chercheurs du Georgia Institute of Technology, du Département de physique de l'Université du Colorado Boulder et du Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems, a consisté à observer des fourmis lors d'un effort d'excavation collectif.

Les chercheurs ont placé les fourmis dans des conteneurs transparents et ont mis au point un moyen de les suivre et d'analyser leurs mouvements. En utilisant les courbes de Lorenz, les chercheurs ont mathématiquement effectué divers calculs sur les efforts de travail.

Ils ont également procédé à la création d'une simulation impliquant un modèle d'automates cellulaires et ont voulu comparer les comportements biologiques aux comportements robo-physiques. Ce travail concerne également l'intelligence en essaim.

L'une des principales constatations était que les fourmis semblaient prêtes à passer du temps au ralenti pour certaines des fourmis qui se trouvaient à l'extérieur du tunnel afin d'éviter les obstructions dans les tunnels.

C'était une sorte d'attente à l'approche de votre tour.

Techniques anti-colmatage pour les voitures autonomes

Au Cybernetic AI Self-Driving Car Institute, nous développons des systèmes d'IA pour les voitures autonomes. Un aspect concerne la coordination du trafic de multitudes de voitures autonomes AI.

Il y a quelques experts des voitures autonomes AI qui semblent croire que l'avènement des voitures autonomes AI supprimera comme par magie tous les embouteillages.

C'est une hypothèse assez farfelue. Il semble être basé sur l'idée que toutes les voitures autonomes AI vont soigneusement orchestrer leurs mouvements collectifs et donc éviteront ouvertement les embouteillages ou les bouchons.

Si vous vivez dans une sorte de monde utopique, je suppose que vous pouvez imaginer que toutes les voitures autonomes AI communiqueront poliment et soigneusement les unes avec les autres d'une manière sans faille et se présenteront en quelque sorte au défi de pouvoir s'assurer qu'il n'y en a pas embouteillages.

Je vous assure que c'est un problème épineux et difficile à résoudre.

La raison pour laquelle leur conduite est importante nous ramène au sujet anti-colmatage.

Le camp anti-colmatage affirmerait que si vous incluez des conducteurs humains sur les routes, vous n'obtiendrez pas le plein sens de l'anti-colmatage.

Ces conducteurs humains sacrément provoqueront inextricablement un blocage.

Une justification alors de l'interdiction de la conduite humaine serait qu'elle permettrait sans doute alors de ne pas obstruer.

Qu'est-ce qui a le plus de poids dans notre société, les gens pouvant conduire ou éliminer les bouchons de circulation (bien sûr, il y a d'autres raisons de restreindre ou d'empêcher les conducteurs humains)?

Vous êtes le juge (pour l'instant).

Pour le moment, nous allons contourner la question des pilotes humains dans le mix.

Supposons que nous disposions d'un monde de voitures autonomes entièrement autonome.

Serions-nous en mesure d'éviter tous les sabots?

Prenons l'exemple de la rampe d'accès.

Vous avez des voitures autonomes AI essayant de prendre l'autoroute.

Nous pouvons supposer que les principes de l'utilisation des voies réservées aux VMO pourraient toujours s'appliquer, et nous pourrions donc avoir des voitures autonomes AI sans occupants humains ou peut-être un occupant humain qui attend dans la ligne de comptage, alors qu'il existe des voitures autonomes AI avec deux ou plusieurs occupants humains et donc considéré comme VMO autorisé et capable d'accélérer la rampe et de ne pas respecter le compteur.

Le compteur passe au vert et la voiture autonome AI en tête du peloton commence à avancer. La voiture autonome AI dans la voie de circulation sans entrave HOV arrive au point où les deux voitures vont se rencontrer et doit décider laquelle va en premier. Cela rappelle le problème du pilote humain décrit précédemment. Maintenant, nous avons une voiture autonome AI qui se retrouve dans la même situation.

Ce qui se produit?

Il existe une disponibilité présumée de communications V2V ou de véhicule à véhicule.

Cela signifie que la voiture autonome sur la rampe HOV, nous l'appellerons la voiture «X» pourrait initier une conversation V2V avec la voiture autonome AI qui attendait le feu vert, nous y ferons référence en tant que voiture "Q" et que X pourrait informer Q que X fonce devant et s'il vous plaît restez en arrière.

Cela ressemble un peu aux fourmis de feu.

Une fourmi de feu se dirige dans le tunnel, pour ainsi dire, et l'autre fourmi de feu reste «inactive» en attendant son tour.

Voici une question pour vous, pourquoi Q devrait-il se conformer aux instructions ou à l'édit fournis par X?

En d'autres termes, pourquoi Q ne peut-il pas dire à X que X devrait ralentir et laisser Q continuer?

Pourquoi l'un d'eux devrait-il être considéré comme le commandant de l'autre?

En effet, certains soutiennent que notre conduite est basée en partie sur un sentiment de «cupidité» ou d'égoïsme, où le trafic circule généralement parce que chaque voiture fait ce qu'elle peut pour maximiser son propre avantage.

Mais, si vous avez deux «pilotes» et que chacun demande de passer en premier, quel genre de bris d'égalité avez-vous?

Qui décide d'éviter un sabot

On pourrait dire que dans ce cas, il ne devrait pas appartenir aux deux voitures et à leurs IA respectives de décider laquelle se déroule en premier.

Ce devrait plutôt être l'infrastructure.

Il est prévu que nos routes seront progressivement équipées de capteurs de haute technologie et d'autres systèmes, et il y aura l'avènement du V2I, les communications véhicule-infrastructure.

Ainsi, dans cet exemple, le compteur devrait peut-être être «assez intelligent» pour se rendre compte qu'une autre voiture autonome AI monte sur la rampe d'accès dans la voie réservée aux VMO, et donc le compteur via V2I informe le Q de ne pas continuer simplement encore (ou, peut-être garde le feu rouge un peu plus longtemps), et permet à X de circuler le long de la rampe. Ou, peut-être que le V2I informe le X de ralentir et de permettre au Q d'avancer.

Comment l'infrastructure a-t-elle déterminé ce qui passe en premier?

Il pourrait être basé sur un algorithme qui essaie de déterminer lequel des deux est le mieux adapté pour commencer.

Ou, peut-être qu'il sélectionne au hasard si sinon tout le reste de la situation serait considéré comme une égalité. En passant, si vous êtes intéressé par les algorithmes pour la résolution des embouteillages, vous voudrez peut-être explorer ALINEA, l'un des algorithmes les plus étudiés à cet effet.

Certains préconisent que nous envisagions de mettre en place un système de points.

Un point de vue similaire est qu'il y aurait peut-être de la monnaie électronique échangée.

Les sabots surviennent dans de nombreuses situations de conduite

Jusqu'à présent, je me suis concentré sur l'exemple sur la rampe.

Cela sert de moyen simple pour examiner le problème de colmatage.

Agrandir la portée de l'autoroute dans son ensemble.

Le nombre de sabots et l'émergence de sabots sont plusieurs fois supérieurs à l'exemple de la rampe.

Vous avez plusieurs voies.

Plusieurs rampes d'accès et de sortie.

Des centaines voire des milliers de voitures.

Chaque voiture se dirige vers son propre emplacement souhaité.

Il y a des kilomètres et des kilomètres d'autoroute.

Il existe de nombreux échangeurs autoroutiers.

L'entretien et l'entretien des autoroutes sont en cours et peuvent engorger les routes en même temps. Etc.

L'autre jour, je conduisais sur l'autoroute et une voiture s'est immobilisée au milieu de l'autoroute.

Le trafic a commencé à gronder et il n’était pas évident au premier abord pourquoi.

Alors que je me trouvais à quelques voitures de la voiture au point mort, je pouvais voir que les voitures à venir arriveraient jusqu'à la voiture à l'arrêt et essayeraient ensuite de s'engager dans la voie à gauche ou à droite de la voiture encrassée.

Les voitures dans ces voies permettaient parfois aux autres voitures de monter dans leur voie, et dans d'autres cas, ce n'était pas le cas.

C'est un chien qui mange le monde des chiens.

Une voiture autonome va souffrir de pannes.

Cela va arriver.

Garanti.

Conclusion

Comment le décrochage soudain d'une voiture autonome AI sur l'autoroute sera-t-il géré et fait de manière à éviter tout type de colmatage ou d'embouteillage?

Si l'anti-colmatage ne se produit que pour les voitures autonomes AI proches de l'incident, en partageant entre elles le V2V, cela atténuerait-il tout colmatage ou y aurait-il encore un colmatage résiduel?

Et, il semblerait que le colmatage résiduel aurait un effet en cascade. Les voitures autonomes en aval de la voiture autonome handicapée sont susceptibles de subir un certain impact, même minime.

Vous pourriez suggérer qu'il y aurait un système de contrôle maître qui superviserait tout le trafic.

Il chercherait à éviter tout embouteillage.

Par conséquent, plutôt que le P2P plus localisé envisagé du V2V, nous pourrions avoir un type de système «Big Brother» pour optimiser le flux de trafic et éliminer les obstructions. Cela semblerait être une tâche assez lourde sur le plan informatique, et on se demande même s'il est possible de le faire, compte tenu également des aléas logistiques impliqués.

Certains trouveront également cette notion quelque peu répugnante, car elle pourrait donner au gouvernement un contrôle et une surveillance excessifs.

Il semble douteux qu'un monde «parfait» sans sabots soit probablement réalisable.

L'objectif pourrait être plutôt de se concentrer sur la réduction et l'atténuation des obstructions. Dans l'ensemble, l'espoir serait de limiter la gravité des sabots et la prévalence des sabots. Cela pourrait combiner à la fois un système de contrôle maître global et des systèmes P2P localisés. C’est un problème de «bord» intéressant et stimulant qui deviendra plus évident à mesure que l’avènement des voitures autonomes IA émerge.

Pendant ce temps, je suppose que nous aurons tous du mal avec vos sabots au quotidien, y compris que mon évier de cuisine est maintenant bouché et il semble que je devrai appeler un plombier.

Pour un podcast gratuit de cette histoire, visitez: http://ai-selfdriving-cars.libsyn.com/website

Les podcasts sont également disponibles sur Spotify, iTunes, iHeartRadio, etc.

Plus d'informations sur les voitures autonomes AI, voir: www.ai-selfdriving-cars.guru

Pour suivre Lance Eliot sur Twitter: https://twitter.com/@LanceEliot

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Copyright © 2019 Dr.Lance B. Eliot

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