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.
Кому из нас не приходилось садиться за руль, когда лучше было бы этого не делать? Возможно, вы уже слишком долго были в пути, и вам просто хотелось поскорее попасть домой. Вы устали, но решили, что можете проехать ещё чуть-чуть. А может быть, вы думали, что выпили меньше, чем другие, и поэтому можете сами доехать домой. Или вы просто задумались о чём-то постороннем.
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.
Знакомые ситуации? Как было бы здорово, если бы в таких случаях можно было нажать кнопку на панели управления, и машина сама бы привезла вас домой? Именно таким видится всем беспилотный автомобиль, о котором мечтают с 1939 года, когда Дженерал Моторс представил эту идею на своём стенде Футурама на Всемирной Выставке.
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.
И эта мечта почему-то всегда оказывалась где-то на 20 лет впереди. Но две недели назад она шагнула вперёд, когда штат Невада выдал первое разрешение на автоматическое управление беспилотному автомобилю Google, тем самым законодательно разрешив его тестовые испытания на дорогах Невады. В Калифорнии сейчас рассматривают похожее законодательство, а значит беспилотный автомобиль избежит участи всего того, что навсегда остаётся только в Лас-Вегасе.
(Laughter)
(Смех)
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.
В нашей лаборатории в Стэнфорде мы тоже разрабатываем беспилотные автомобили, но подходим к этому с другой точки зрения. Мы работаем над созданием машин-роботов — машин, которые смогут сами заставить себя работать на пределе своих физических возможностей.
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.
Зачем нам это нужно? На то есть две интересные причины. Во-первых, мы считаем, что прежде чем доверить управление беспилотной машине, она должна быть не хуже самых лучших гонщиков. Для людей типа меня и ещё для 70-ти процентов населения, считающих себя более чем незаурядными водителями, такая планка представляется довольно высокой. Но есть ещё и другая причина. Подобно гонщикам, использующим максимальное сцепление шин с дорожным покрытием, и направляющим все ресурсы автомобиля на достижение максимальной скорости, мы хотим направить эти ресурсы на избежание любых возможных аварий.
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.
Автомобиль может работать на пределе не только когда вы очень быстро едете, но и если вы попали на обледенелый участок дороги или изменились ещё какие-то дорожные условия. В таких ситуациях мы хотим, чтобы машина была способна избежать все те аварии, которые действительно можно избежать.
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.
Признаюсь, у наших разработок есть ещё и третья причина. Я обожаю автогонки. Одно время у меня был свой гоночный автомобиль, я был главным механиком и тренером по автогонкам, хоть и не на том уровне, что вы себе сейчас представляете. Одно из изобретений нашей лаборатории — а мы разработали несколько машин — это первая в своём роде автономная машина, способная ездить в условиях управляемого заноса. Это ещё одна категория, в которой у нас не так много соперников.
(Laughter)
(Смех)
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.
Это P1 — электромобиль, полностью сконструированный студентами. Он может при помощи своего заднего привода и переднего сервопривода проходить повороты в режиме управляемого заноса. Он может ехать поперёк, как гонщик-раллист, сумеет войти в самый крутой поворот, и даже на скользком и неустойчивом покрытии его никогда не занесёт.
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.
Ещё мы работали с Фольксваген Оракл над разработкой Шелли, беспилотного гоночного автомобиля, который разогнался до 240 км/ч на солёном озере Бонневилль, проехал по гоночной трассе Тандерхилл в дождь, ветер и под палящим солнцем, и преодолел все 153 поворота на 20-километровой трассе Пайк Пик Хилл Клаймб в Колорадо — и всё это без помощи водителя.
(Laughter)
(Смех)
(Applause)
(Аплодисменты)
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.
Не стоит даже и говорить, что мы получили от всего этого массу удовольствия. Но нам и ещё кое-что удалось в процессе работы над беспилотными авто. Мы прониклись глубоким уважением к талантам автогонщиков. Исследуя вопросы эффективности наших автомобилей, нам хотелось сравнить их возможности с возможностями человека за рулём. И мы увидели, что гонщики потрясающе талантливы. Мы можем взять карту гоночной трассы, построить математическую модель автомобиля и с нескольких попыток найти оптимальную траекторию прохождения трассы. Если мы сравним наши расчётные данные с телеметрией профессионального гонщика, мы увидим совершенно потрясающее сходство.
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.
Да, безусловно, есть незначительные нюансы, но гонщики-профессионалы умеют выходить на трассу и проходить очень быстрые круги, не прибегая к помощи сравнительных алгоритмов, позволяющих выбирать оптимально высокую скорость при входе в поворот, или выигрывать секунды на прямых. Но дело ведь ещё и в том, что им это удаётся раз за разом, круг за кругом. Они могут выходить на трассу и круг за кругом вести автомобиль на пределе его возможностей. Смотреть на это без восхищения невозможно. Даже если дать им новый незнакомый автомобиль, они находят оптимальную траекторию всего за пару кругов и — вперёд!
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.
Это заставляет задуматься: а что же всё-таки происходит у них в голове? Мы решили этот вопрос изучить. Мы установили разные датчики не только на машине, но и подключили к ним гонщика, чтобы заглянуть в его мозг и узнать, что же там происходит во время гонки. Вот доктор Лина Харботт закрепляет электроды на голове Джона Мортона. Джон Мортон — в прошлом гонщик Can-Am и IMSA и чемпион в своём классе в гонках Ле-Мана. Фантастический гонщик! А ещё он не возражал иметь дело с аспирантами и подобного рода исследованиями. Она закрепляет у него на голове электроды, которые позволят следить за электроактивностью мозга Джона при прохождении трассы.
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.
Конечно, у нас не получится с помощью пары электродов на голове узнать всё, о чём он думает на трассе. Но нейробиологам удалось выявить некоторые закономерности, которые позволили нам выделить несколько важных аспектов. Например, в спокойном состоянии мозг вырабатывает много альфа-волн. А вот, например, тета-волны отвечают за когнитивную деятельность, такую как обработка изображений в случаях, когда пилоту приходится довольно много думать. Такие явления мы можем отследить, а затем провести сравнительный анализ силы тета- и альфа-волн. Это позволит нам оценить нагрузку на мозг, понять, насколько гонщик использует когнитивные функции мозга в любой точке гоночной трассы.
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.
Мы хотели попробовать снять такие показания на настоящей гоночной трассе и отправились на Лагуна Секу. Лагуна Сека — легендарная трасса на полпути между Салинасом и Монтереем. Там есть поворот под названием «Штопор». «Штопор» — это зигзаг, за которым следует резкий правый поворот, а дорога при этом уходит на три этажа вниз. Мне объяснили стратегию прохождения этого поворота. Нужно держать направление на куст вдалеке, а когда дорога уходит резко вниз, ты понимаешь, что это была верхушка дерева.
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.
Благодаря помощи Стэнфордской программы Revs [«Обороты»] нам с Джоном удалось съездить на эту трассу и посадить его за руль Porsche Abarth Carrera 1960-го года. Жизнь слишком коротка, чтобы тратить её на скучные автомобили. Вот Джон едет по трассе и поднимается на холм. А, кому-то понравилась моя шутка... Обратите внимание на активность его мозга. Вот этот красный индикатор. Следите за его действиями при входе в поворот. Вот здесь ему нужно понизить передачу. А потом повернуть налево. Найти дерево, и вот тут дорога уходит вниз.
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.
Как видите, задача не из простых. Заметьте, как возрастает его мозговая активность в процессе прохождения этого поворота. Этого и следует ожидать при выполнении столь сложной операции. Но ещё интереснее посмотреть, где на трассе активность его мозга не возрастает. Я вам сейчас покажу противоположную сторону трассы. Поворот номер 3. Джон входит в него, и задний мост его машины начинает заносить. Ему надо выправить положение с помощью руля. Посмотрите, как Джон это делает. Следите за мозговой активностью и смотрите, как он управляет автомобилем. Вот машину начинает заносить, вот он резко выводит её из заноса, но активность мозга при этом совсем не изменилась. Это несложная процедура. На самом деле здесь всё основано на рефлексах.
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.
Результаты наших исследований в этой области носят пока предварительный характер, но похоже, что в основе чудес водительского мастерства гонщиков лежат инстинкты. Они просто научились выполнять эти действия. Чтобы совершать все эти чудеса, гонщикам требуются минимальные умственные усилия. Но их действия просто потрясающие! Именно так вам нужно работать рулём, чтобы выровнять автомобиль в подобной ситуации.
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.
Эти результаты помогли нам понять, что происходит, и дали нам пищу для размышлений о наших автономных автомобилях. Мы начали задавать вопросы. Можно ли использовать меньше программных алгоритмов и больше интуиции? Можем ли мы использовать рефлексы, которые мы наблюдаем у самых лучших гонщиков, при проектировании наших автомобилей, а может быть, и при создании систем для будущих серийных автомобилей? Это был бы огромный шаг вперёд на пути к беспилотным автомобилям, которые смогут ездить, как самые талантливые гонщики.
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?
Но нас это заставило ещё глубже задуматься вот о чём. А хотим ли мы, чтобы наша машина была больше, чем просто шофёр? Может быть, мы хотим сделать её партнёром, инструктором? Сделать так, чтобы она помогала нам раскрыть наши способности с помощью своего умения оценивать ситуацию? Может ли технология не просто заменить человека, а научить нас использовать рефлексы и интуицию, которые у всех нас есть?
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.
Мы подходим всё ближе к технологическому будущему, и я призываю вас на секунду остановиться и задуматься. Где находится то идеальное равновесие между человеком и машиной? Размышляя над этим, давайте черпать вдохновение в изумительных способностях человеческого тела и ума.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)