Wie viele haben sich jemals hinter das Steuer eines Autos gesetzt, obwohl man am besten nicht hätte fahren sollen. Vielleicht waren Sie bereits lange mit dem Auto unterwegs und wollten einfach nur nach Hause. Sie waren müde, aber meinten, dass Sie noch ein paar Kilometer mehr fahren können. Vielleicht dachten Sie, dass Sie weniger getrunken haben als jeder andere und Sie der sein sollten, der nach Hause geht. Oder Ihre Gedanken waren ganz woanders.
So, how many of you have ever gotten behind the wheel of a car when you really shouldn't have been driving? Maybe you're out on the road for a long day, and you just wanted to get home. You were tired, but you felt you could drive a few more miles. Maybe you thought, I've had less to drink than everybody else, I should be the one to go home. Or maybe your mind was just entirely elsewhere.
Kommt Ihnen das bekannt vor? Wäre es in solchen Situationen nicht großartig, wenn es einen Knopf auf dem Armaturenbrett geben würde, den man drücken könnte und das Auto würde einen sicher nach Hause bringen? Das war das Versprechen vom selbst-fahrenden Auto, dem autonomen Fahrzeug, und es war der Traum, mindestens seit 1939, als General Motors diese Idee auf ihrem "Futurama"-Stand auf der Weltausstellung präsentierte.
Does this sound familiar to you? Now, in those situations, wouldn't it be great if there was a button on your dashboard that you could push, and the car would get you home safely? Now, that's been the promise of the self-driving car, the autonomous vehicle, and it's been the dream since at least 1939, when General Motors showcased this idea at their Futurama booth at the World's Fair.
Es war einer dieser Träume, der immer in etwa 20 Jahren zu realisieren zu sein schien. Nun, vor zwei Wochen, machte dieser Traum einen Schritt nach vorne, als der Staat Nevada Googles selbst-fahrendem Auto die erste Genehmigung für ein autonomes Fahrzeug erteilte und klar feststellte, dass es ihnen erlaubt ist, es auf den Straßen von Nevada zu testen. Kalifornien erwägt nun ein ähnliches Gesetz und dies würde sicherstellen, dass das autonome Auto nicht eines dieser Dinge ist, das in Vegas bleiben muss.
Now, it's been one of those dreams that's always seemed about 20 years in the future. Now, two weeks ago, that dream took a step forward, when the state of Nevada granted Google's self-driving car the very first license for an autonomous vehicle, clearly establishing that it's legal for them to test it on the roads in Nevada. Now, California's considering similar legislation, and this would make sure that the autonomous car is not one of those things that has to stay in Vegas.
(Lachen)
(Laughter)
In meinem Labor in Stanford arbeiteten wir ebenfalls an autonomen Autos, aber mit einem etwas anderen Ansatz. Wir haben nämlich Roboter-Rennwagen entwickelt. Autos, die sich wirklich selbst an die Grenze der technisch möglichen Leistung bringen können.
Now, in my lab at Stanford, we've been working on autonomous cars too, but with a slightly different spin on things. You see, we've been developing robotic race cars, cars that can actually push themselves to the very limits of physical performance.
Warum wollen wir eine solche Sache machen? Nun ja, es gibt zwei sehr gute Gründe dafür. Erstens glauben wir, dass bevor Menschen die Kontrolle an ein autonomes Auto abgeben, dieses autonome Auto zumindest so gut sein sollte, wie die allerbesten menschlichen Fahrer. Wenn Sie nun wie ich und die restlichen 70% der Bevölkerung sind, die wissen, dass wir überdurchschnittliche Fahrer sind, verstehen Sie diese sehr hohe Hürde. Es gibt noch einen anderen Grund. Genau wie Rennfahrer alle Reibungskräfte zwischen Reifen und Straße, alle Fähigkeiten des Autos nutzen können, um so schnell wie möglich zu fahren, wollen wir alle diese Fähigkeiten nutzen, um möglichst jeden vermeidbaren Unfall zu verhindern.
Now, why would we want to do such a thing? Well, there's two really good reasons for this. First, we believe that before people turn over control to an autonomous car, that autonomous car should be at least as good as the very best human drivers. Now, if you're like me, and the other 70 percent of the population who know that we are above-average drivers, you understand that's a very high bar. There's another reason as well. Just like race car drivers can use all of the friction between the tire and the road, all of the car's capabilities to go as fast as possible, we want to use all of those capabilities to avoid any accident we can.
Sie können das Auto an seine Grenzen bringen, nicht nur durch zu schnelles fahren, sondern auch, weil Sie einen vereisten Teil der Straße erwischt haben und sich die Bedingungen geändert haben. In diesen Situationen wollen wir ein Auto, das fähig genug ist jeden Unfall zu vermeiden, der technisch verhindert werden kann.
Now, you may push the car to the limits not because you're driving too fast, but because you've hit an icy patch of road, conditions have changed. In those situations, we want a car that is capable enough to avoid any accident that can physically be avoided.
Ich muss gestehen, dass es noch eine dritte Motivation gibt. Sie müssen wissen, dass ich eine Leidenschaft für Rennen habe. In der Vergangenheit hatte ich einen Rennwagen, war Teamchef und Fahrleher, jedoch nicht auf dem Niveau, das Sie jetzt erwarten. Eines der Dinge, die wir im Labor entwickelt haben – wir haben mehrere Fahrzeuge entwickelt – ist, wie wir glauben, das erste autonome Driftauto der Welt. Es ist eine weitere dieser Kategorien, in der es vielleicht nicht so viel Wettbewerb gibt.
I must confess, there's kind of a third motivation as well. You see, I have a passion for racing. In the past, I've been a race car owner, a crew chief and a driving coach, although maybe not at the level that you're currently expecting. One of the things that we've developed in the lab -- we've developed several vehicles -- is what we believe is the world's first autonomously drifting car. It's another one of those categories where maybe there's not a lot of competition.
(Lachen)
(Laughter)
Aber das ist das P1. Es ist ein vollkommen von Studenten gebautes Elektroauto, das durch das Benutzen seines Heckantriebs und die Steer-by-wire-Frontlenkung um Kurven driften kann. Es kann sich quer legen wie ein Rallypilot, immer in der Lage, die engste Kurve zu nehmen, auch auf rutschigem und wechselndem Untergrund, und sich niemals zu drehen.
But this is P1. It's an entirely student-built electric vehicle, which through using its rear-wheel drive and front-wheel steer-by-wire can drift around corners. It can get sideways like a rally car driver, always able to take the tightest curve, even on slippery, changing surfaces, never spinning out.
Wir haben auch mit Volkswagen Oracle an Shelley gearbeitet, einem autonomen Rennwagen, der mit 240 km/h durch die Bonneville Salt Flats raste, den Thunderhill Raceway Park bei Sonne, Wind und Regen umrundete und durch die 153 Kurven und 20 km der Pikes Peak Hill Climb Route in Colorado ohne jemanden hinter dem Steuer navigierte.
We've also worked with Volkswagen Oracle, on Shelley, an autonomous race car that has raced at 150 miles an hour through the Bonneville Salt Flats, gone around Thunderhill Raceway Park in the sun, the wind and the rain, and navigated the 153 turns and 12.4 miles of the Pikes Peak Hill Climb route in Colorado with nobody at the wheel.
(Lachen)
(Laughter)
(Applaus)
(Applause)
Ich denke, es muss nicht gesagt werden, dass wir eine Menge Spaß dabei hatten. Aber es gibt in der Tat etwas anderes, das wir während des Prozesses der Entwicklung dieser autonomen Autos entwickelt haben. Wir haben eine enorme Wertschätzung für die Fähigkeiten menschlicher Rennfahrer entwickelt. Als wir uns der Frage widmeten, wie gut diese Autos abschneiden, wollten wir diese mit ihren menschlichen Gegenstücken vergleichen. Und wir entdeckten, dass die menschlichen Gegenstücke erstaunlich sind. Wir können nun die Karte einer Rennstrecke, das mathematische Modell eines Autos nehmen und nach einigen Durchläufen können wir tatsächlich den schnellsten Weg durch diese Strecke finden. Wir vergleichen dies mit Daten, die wir bei einem professionellen Fahrer aufzeichnen und die Übereinstimmung ist absolut bemerkenswert.
I guess it goes without saying that we've had a lot of fun doing this. But in fact, there's something else that we've developed in the process of developing these autonomous cars. We have developed a tremendous appreciation for the capabilities of human race car drivers. As we've looked at the question of how well do these cars perform, we wanted to compare them to our human counterparts. And we discovered their human counterparts are amazing. Now, we can take a map of a race track, we can take a mathematical model of a car, and with some iteration, we can actually find the fastest way around that track. We line that up with data that we record from a professional driver, and the resemblance is absolutely remarkable.
Ja. Es gibt hier kleine Unterschiede, aber der menschliche Fahrer kann da hinaus und eine erstaunlich schnelle Linie fahren, ohne den Vorteil eines Algorithmus, der die Abstimmung zwischen möglichst schnell durch Kurve kommen und ein wenig Zeit auf der Geraden da drüben sparen, vergleicht. Nicht nur können sie dies Runde für Runde. Sie sind in der Lage, das konsistent zu machen, jedes mal das Auto an seine Grenzen zu bringen. Es ist erstaunlich dabei zuzusehen. Man setzt sie in ein neues Auto und nach ein paar Runden finden sie die Ideallinie mit diesem Auto und sind bereit fürs Rennen.
Yes, there are subtle differences here, but the human race car driver is able to go out and drive an amazingly fast line, without the benefit of an algorithm that compares the trade-off between going as fast as possible in this corner, and shaving a little bit of time off of the straight over here. Not only that, they're able to do it lap after lap after lap. They're able to go out and consistently do this, pushing the car to the limits every single time. It's extraordinary to watch. You put them in a new car, and after a few laps, they've found the fastest line in that car, and they're off to the races.
Das gibt einem wirklich zu denken, wir wüssten gerne, was in ihrem Gehirn passiert. Weil wir Forscher sind, haben wir beschlossen, das rauszufinden. Wir entschieden, nicht nur das Auto zu überwachen, sondern auch den Rennfahrer, um einen Blick darauf zu erhaschen, was beim Fahren in deren Kopf vorgeht. Das ist Dr. Lene Harbott während sie Elektroden am Kopf von John Morton anbringt. John Morton ist ein ehemaliger Can-Am und IMSA-Fahrer, auch ein Champion einer Klasse in Le Mans. Ein fantastischer Fahrer und willens, sich Studenten des Aufbaustudiums und dieser Art von Forschung zur Verfügung zu stellen. Sie befestigt Elektroden auf seinem Kopf, damit wir die elektrische Aktivität in Johns Gehirn überwachen können, während er seine Runden fährt.
It really makes you think, we'd love to know what's going on inside their brain. So as researchers, that's what we decided to find out. We decided to instrument not only the car, but also the race car driver, to try to get a glimpse into what was going on in their head as they were doing this. Now, this is Dr. Lene Harbott applying electrodes to the head of John Morton. John Morton is a former Can-Am and IMSA driver, who's also a class champion at Le Mans. Fantastic driver, and very willing to put up with graduate students and this sort of research. She's putting electrodes on his head so that we can monitor the electrical activity in John's brain as he races around the track.
Es ist klar, dass wir nicht einfach ein paar Elektroden auf seinem Kopf anbringen und genau verstehen, was alle seine Gedanken auf der Strecke sind. Jedoch haben Neurowissenschaftler bestimmte Muster identifiziert, die es uns erlauben, sehr wichtige Aspekte daraus rauszukitzeln. Zum Beispiel neigt das ruhende Gehirn dazu, eine Menge von Alpha-Wellen zu generieren. Im Gegensatz dazu werden Theta-Wellen mit großer kognitiver Arbeit, wie zum Beispiel Verarbeitung visueller Reize assoziiert, Dinge, über die der Fahrer recht viel nachdenkt. Wir können dies nun messen und können uns das Stärkeverhältnis zwischen Theta- und Alpha-Wellen anschauen. Dies gibt uns eine Messung der mentalen Arbeitsbelastung, wie stark der Fahrer tatsächlich kognitiv herausgefordert wird an jedem Punkt der Strecke.
Now, clearly we're not going to put a couple of electrodes on his head and understand exactly what all of his thoughts are on the track. However, neuroscientists have identified certain patterns that let us tease out some very important aspects of this. For instance, the resting brain tends to generate a lot of alpha waves. In contrast, theta waves are associated with a lot of cognitive activity, like visual processing, things where the driver is thinking quite a bit. Now, we can measure this, and we can look at the relative power between the theta waves and the alpha waves. This gives us a measure of mental workload, how much the driver is actually challenged cognitively at any point along the track.
Wir wollten nun sehen, ob wir dies tatsächlich auf der Strecke aufzeichnen können. Deshalb fuhren wir nach Süden – nach Laguna Seca. Laguna Seca ist eine berühmte Rennstrecke, etwa in der Mitte zwischen Salinas und Monterey. Sie hat eine Kurve, die Korkenzieher genannt wird. Der Korkenzieher ist eine Schikane, gefolgt von einer schnellen Rechtskurve, während die Strecke drei Stockwerke abfällt. Die Strategie, wie man sie durchfährt, wurde mir so erklärt: Man zielt auf den Busch in der Ferne und wenn die Strecke abfällt erkennt man, dass das eigentlich die Spitze eines Baums war.
Now, we wanted to see if we could actually record this on the track, so we headed down south to Laguna Seca. Laguna Seca is a legendary raceway about halfway between Salinas and Monterey. It has a curve there called the Corkscrew. Now, the Corkscrew is a chicane, followed by a quick right-handed turn as the road drops three stories. Now, the strategy for driving this as explained to me was, you aim for the bush in the distance, and as the road falls away, you realize it was actually the top of a tree.
In Ordnung, also dank des Revs-Programms in Stanford waren wir in der Lage John dort hin zu bringen und ihn hinter das Steuer eines 1960er Porsche Abarth Carrera zu setzen. Das Leben ist viel zu kurz für langweilige Autos. Hier sieht man John auf der Strecke, er fährt bergauf – Oh! Jemandem hat das gefallen – und man sieht hier seine mentale Arbeitsbelastung – hier mit dem roten Balken gemessen – man sieht seine Aktionen, wenn er näher kommt. Nun schauen Sie, er muss runterschalten. Und dann links abbiegen. Auf den Baum schauen und runter.
All right, so thanks to the Revs Program at Stanford, we were able to take John there and put him behind the wheel of a 1960 Porsche Abarth Carrera. Life is way too short for boring cars. So, here you see John on the track, he's going up the hill -- Oh! Somebody liked that -- and you can see, actually, his mental workload -- measuring here in the red bar -- you can see his actions as he approaches. Now watch, he has to downshift. And then he has to turn left. Look for the tree, and down.
Nicht überraschend ist das, wie man sieht, eine ziemlich herausfordernde Aufgabe. Man sieht die Spitze seiner mentalen Arbeitsbelastungen, während er sie durchfährt, so wie man das von etwas erwarten würde, das diesen Grad von Komplexität erfordert. Aber wirklich interessant ist es, sich die Teile der Strecke anzuschauen, in denen seine mentale Arbeitsbelastung nicht steigt. Ich nehme Sie nun mit auf die andere Seite der Strecke. Die dritte Kurve. John wird in diese Kurve gehen und das Heck des Wagens wird beginnen auszubrechen. Er wird dies mit Lenken korrigieren müssen. Schauen Sie, wie John das hier macht. Sehen Sie die mentale Belastung und wie er lenkt. Das Auto beginnt auszubrechen – ein dramatisches Manöver zur Korrektur und keinerlei Veränderung in der mentalen Belastung. Keine herausfordernde Aufgabe. Tatsächlich komplett aus dem Reflex.
Not surprisingly, you can see this is a pretty challenging task. You can see his mental workload spike as he goes through this, as you would expect with something that requires this level of complexity. But what's really interesting is to look at areas of the track where his mental workload doesn't increase. I'm going to take you around now to the other side of the track. Turn three. And John's going to go into that corner and the rear end of the car is going to begin to slide out. He's going to have to correct for that with steering. So watch as John does this here. Watch the mental workload, and watch the steering. The car begins to slide out, dramatic maneuver to correct it, and no change whatsoever in the mental workload. Not a challenging task. In fact, entirely reflexive.
Unsere Auswertung der Daten dazu ist noch nicht vollständig, aber es scheint so, dass diese fantastischen Leistungen, die die Rennfahrer leisten instinktiv sind. Es sind Dinge, die sie einfach zu tun gelernt haben. Es bedarf nur sehr wenig mentaler Anstrengung für sie, um diese erstaunlichen Leistungen zu erbringen. Und ihre Aktionen sind fantastisch. Das genau sollte man hinter dem Steuer machen, um das Auto in dieser Situation unter Kontrolle zu halten.
Now, our data processing on this is still preliminary, but it really seems that these phenomenal feats that the race car drivers are performing are instinctive. They are things that they have simply learned to do. It requires very little mental workload for them to perform these amazing feats. And their actions are fantastic. This is exactly what you want to do on the steering wheel to catch the car in this situation.
Das hat uns enorme Einsichten und Inspiration für unsere eigenen, autonomen Fahrzeuge gegeben. Wir haben begonnen die Frage zu stellen: Können wir sie weniger algorithmisch und ein wenig intuitiver machen? Können wir diese reflexartige Aktion, die wir bei den allerbesten Rennfahrern sehen, in unsere Autos einfließen lassen und vielleicht sogar in ein System, das in ihr Auto in der Zukunft verbaut ist? Das würde uns einen Riesenschritt näher an autonome Fahrzeuge bringen, die so gut fahren wie die besten Menschen.
Now, this has given us tremendous insight and inspiration for our own autonomous vehicles. We've started to ask the question: Can we make them a little less algorithmic and a little more intuitive? Can we take this reflexive action that we see from the very best race car drivers, introduce it to our cars, and maybe even into a system that could get onto your car in the future? That would take us a long step along the road to autonomous vehicles that drive as well as the best humans.
Aber das ließ uns auch ein wenig tiefer nachdenken. Wollen wir etwas mehr von unserem Auto als nur einen Chauffeur zu haben? Wollen wir, dass unser Auto unser Partner, unser Trainer, jemand ist, der sein Wissen über die Situation nutzt, um unser Potential zu erreichen? Kann diese Technologie nicht nur einfach den Menschen ersetzen, sondern uns erlauben, die Leistung an Reflexen und Intuition zu erreichen, zu der wir in der Lage sind?
But it's made us think a little bit more deeply as well. Do we want something more from our car than to simply be a chauffeur? Do we want our car to perhaps be a partner, a coach, someone that can use their understanding of the situation to help us reach our potential? Can, in fact, the technology not simply replace humans, but allow us to reach the level of reflex and intuition that we're all capable of?
Wie wir nun nach vorne in diese technologische Zukunft schreiten, möchte ich, dass Sie kurz anhalten und einen Moment nachdenken. Was ist die ideale Balance zwischen Mensch und Maschine? Während wir darüber nachdenken, lassen wir uns doch inspirieren von den absolut fantastischen Fähigkeiten des menschlichen Körpers und Geistes.
So, as we move forward into this technological future, I want you to just pause and think of that for a moment. What is the ideal balance of human and machine? And as we think about that, let's take inspiration from the absolutely amazing capabilities of the human body and the human mind.
Vielen Dank.
Thank you.
(Applaus)
(Applause)