Comment fonctionne la course automobile sans conducteur

Les hautes lumières du stade brillent à travers des essaims d'insectes volants, illuminant le speedway par une nuit chaude et humide. Des milliers de personnes emballent les stands. Leurs têtes tournent comme des voitures de course dans les virages, passent et recommencent. Un faible murmure de la foule explose en acclamations bruyantes lorsqu'une voiture passe à côté d'une autre, évitant de justesse une collision. C'est juste une autre soirée remplie d'action sur l'hippodrome - ou est-ce?

Un tour à parcourir. Les fans sont debout, criant bruyamment alors que les voitures tentent de se positionner. Alors que les leaders rugissent autour du dernier virage et se dirigent vers la dernière ligne droite, il est clair qu'il y aura une photo-finish. De simples pouces séparent le vainqueur du deuxième alors qu'ils naviguent sous le drapeau à damier. La foule se déchaîne!

C'est là que vous remarquez quelque chose d'étrange. Alors que la voiture de la première place ralentit pour prendre son tour de victoire, il devient évident que personne n'est dans le siège du conducteur. La voiture est-elle contrôlée à distance? Le chauffeur a-t-il sauté? Nan. Incroyablement, la voiture se conduit toute seule.

Bien que ce scénario ne se soit pas encore déroulé dans la vraie vie, ce n'est qu'une question de temps jusqu'à ce qu'il le fasse. Les ingénieurs ont fait des progrès incroyables dans la conception et les essais de voitures sans conducteur depuis le lancement des premiers prototypes dans les années 1970. Peut-être plus particulièrement, le projet de voiture autonome de Google a enregistré plus de 1,3 million de miles de conduite contrôlée par logiciel de 2009 à décembre 2015 [source: Google]. Et, parce que c'est l'Amérique, les ingénieurs ont déjà essayé de courir leurs créations, bien que dans des contre-la-montre individuels, pas directement les uns contre les autres..

Alors, comment les courses de voitures sans conducteur ont-elles commencé? En quoi la course de ces voitures sur une piste est-elle différente de la conduite sur l'autoroute? La course automobile sans conducteur mettra-t-elle finalement les conducteurs professionnels au chômage? Nous allons passer en revue ces questions et plus encore, mais nous vous laissons la conduite. Alors prends cette souris et clique sur!

1. Origines de la course automobile sans conducteur
2. Technologie de voiture de course sans conducteur
3. Courses de voitures sans conducteur
4. L'avenir de la course automobile sans conducteur

De toute évidence, les voitures sans conducteur n'ont pas été inventées uniquement pour que nous puissions les piloter sur une piste. Bien sûr, c'est assez génial, mais la vraie raison était plus pratique. Si les voitures se conduisaient elles-mêmes, les personnes qui dépendent des autres pour se déplacer en raison de leur âge ou de leur handicap pourraient avoir beaucoup plus d'autonomie, sans parler de votre navetteur moyen, qui pourrait avoir plus de temps pour se détendre. En prime, les voitures sans conducteur pourraient réduire la congestion, réduire les accidents, réduire la consommation de carburant et même alléger la demande de stationnement..

L'idée d'une voiture sans conducteur remonte à Léonard de Vinci, qui a esquissé un chariot pré-programmable en 1478 (sérieusement, à quoi ce gars n'a-t-il pas pensé?). Mais ce n'est que lorsque l'exposition «Futurama» de General Motors a été créée à l'Exposition universelle de 1939 que les voitures sans conducteur ont vraiment attiré l'attention du public. L'exposition était un modèle à l'échelle de ce à quoi le monde pourrait ressembler en 1960, tel qu'envisagé par GM, et sur ses minuscules autoroutes, il y avait des voitures qui se conduisaient toutes seules. Les premières tentatives de développement de cette technologie dans les années 1950 se sont concentrées sur les autoroutes dites intelligentes, qui étaient des routes dotées de câbles en acier que les voitures pouvaient détecter et suivre [sources: Vanderbilt et Weber].

Les voitures sans conducteur d'aujourd'hui, qui naviguent sur les routes à l'aide de capteurs et d'ordinateurs pour scanner et interpréter l'environnement, sont sorties des années 1970. C'est alors que les ingénieurs du laboratoire japonais de génie mécanique de Tsukuba ont programmé avec succès une voiture équipée de deux caméras et d'un ordinateur analogique pour suivre les marqueurs de route blancs à la vitesse fulgurante de 18,6 miles par heure (30 kilomètres par heure), bien qu'un rail en acier l'ait aidé [ source: Weber]. Au cours des deux décennies suivantes, cependant, les universités et les entreprises du monde entier ont profité des améliorations de la technologie informatique pour créer des voitures sans conducteur qui se sont plutôt bien comportées lors d'essais routiers dans le monde réel..

En 2003, l'armée américaine, sous l'égide de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), a décidé que ces voitures étaient prêtes à courir. Plus précisément, ils espéraient que mettre les chercheurs automobiles sans conducteur en concurrence les uns avec les autres stimulerait l'innovation dans une technologie qui pourrait potentiellement avoir des applications militaires importantes. C'est ainsi qu'est né le DARPA Grand Challenge. Avec un prix d'un million de dollars en jeu, les équipes se sont réunies dans le désert californien en 2004 pour libérer leurs ultimes machines de vitesse autonomes, et les résultats ont été, bien, intéressants [source: Shipley]. Mais avant d'entrer dans le vif du sujet, parlons de la technologie nécessaire pour construire une voiture de course sans conducteur.

Il n'est probablement pas surprenant que la technologie des voitures de course sans conducteur soit similaire à celle de votre voiture autonome (ou même semi-autonome) ordinaire. En effet, naviguer sur un circuit et naviguer sur une autoroute se ressemblent à bien des égards: les deux vous obligent à vous tenir à l'écart des autres voitures, à rester sur un parcours désigné et à éviter les obstacles inattendus. Des compétences de course encore plus avancées, comme prendre un virage aussi vite que possible sans tourner, peuvent être comparées à un virage sur une autoroute glacée. Pourtant, les voitures de course sans conducteur font face à des défis uniques, et les ingénieurs ont trouvé des moyens assez géniaux pour y faire face..

Une voiture sans conducteur typique utilise une variété de capteurs pour observer son environnement. Les capteurs radar placés autour de la voiture peuvent détecter la position du véhicule par rapport aux voitures qui l'entourent. Les caméras vidéo aident à garder une trace de la circulation à proximité, mais elles lisent également les feux de signalisation et les panneaux de signalisation, et aident la voiture à éviter les obstacles comme les piétons. Le lidar - ou radar léger - fait rebondir les impulsions de lumière sur les environs de la voiture pour créer une vue en trois dimensions utile pour identifier les marques de voie et le bord de la route. Un ordinateur rassemble toutes ces données et manipule la direction, l'accélération et le freinage en conséquence [source: Armstrong].

La course exige encore plus d'une voiture sans conducteur. Compte tenu des vitesses plus élevées, l'accélération et le freinage sont beaucoup plus difficiles et le temps de réaction est beaucoup plus court. Des techniques telles que la détermination de la meilleure ligne dans un virage, la lutte pour la position et la compensation du transfert de charge pendant la direction sont également nécessaires. Beaucoup de ces compétences sont instinctives pour les pilotes de voitures de course, mais les voitures sans conducteur ne peuvent réussir que si elles sont programmées avec le bon algorithme [source: Adams].

Alors, que doit faire un ingénieur compétent en course?

Ils jettent un regard dans la tête des pilotes de voitures de course - littéralement. Une équipe de recherche de Stanford a en fait connecté les conducteurs à des électrodes mesurant l'activité cérébrale alors qu'ils couraient contre d'autres voitures. Les informations tirées de cette expérience ont aidé les ingénieurs à affiner les systèmes informatiques des voitures de course sans conducteur. Par exemple, en examinant la réponse instinctive des conducteurs humains lorsque le véhicule tourne dans un virage, les ingénieurs ont pu améliorer le timing du logiciel qui aide à stabiliser la voiture [source: Knapton].

Est-ce que tout ce discours sur la course automobile sans conducteur a préparé votre geek intérieur pour le drapeau vert? Eh bien, ne soyez pas trop excité, car il reste encore quelques problèmes à régler avant que le sport ne soit prêt pour les heures de grande écoute.

Bien sûr, les ingénieurs pilotent ces véhicules depuis plus d'une décennie, mais cela n'a pas toujours été bourré d'action. Participez à la première course officielle de voitures sans conducteur, un concours tout-terrain connu sous le nom de DARPA Grand Challenge 2004 (nous l'avons mentionné plus tôt mais vous avez laissé en suspens le résultat). Sur les 15 équipes qui ont commencé, seulement six ont réussi à sortir de la chute de départ sans devenir dingue. Ceux qui s'en sont sortis ont pu parcourir entre 1,2 et 7,4 miles (1,9 à 11,9 kilomètres) avant de rester coincés sur un rocher, de se faufiler dans une clôture ou de rencontrer une autre disparition sans gloire. Ces résultats sont encore plus méritoires si l'on considère que le parcours mesurait 142 miles [source: Hooper].

Pour être honnête, le DARPA Grand Challenge vise à encourager les progrès technologiques, et par cette mesure, la course 2005 n'a pas déçu. Vingt-trois véhicules sont entrés cette fois, et quatre ont réussi à descendre le parcours de 132 milles dans le délai de 10 heures. «Stanley», la voiture de l'Université de Stanford, a terminé première avec un temps de six heures, 53 minutes et 58 secondes. C'était une réalisation technologique incroyable, mais à une vitesse moyenne de 19,1 miles par heure (30,7 kilomètres par heure), ce n'était guère le cœur battant auquel les fans de course d'action sont habitués [source: Hanlon].

La dernière course de voitures sans conducteur de la DARPA était l'Urban Challenge organisé en 2007. Cette fois, l'équipe de Carnegie Mellon a battu 10 autres concurrents pour remporter le premier prix de 2 millions de dollars, complétant le parcours de 60 miles 20 minutes avant le prochain finisseur. Encore une fois, les vitesses étaient lentes: seulement 14 miles par heure (22,5 kilomètres par heure) en moyenne. Le plus gros problème pour les fans de course, cependant, a été que les voitures ont été jugées en fonction de leur respect des règles de circulation. De quel genre de race s'agit-il? [source: Sofge]

Les amateurs de course seront heureux d'apprendre que les ingénieurs travaillent maintenant sur des voitures de course sans conducteur qui peuvent aller beaucoup, beaucoup plus vite. L'Audi TTS de l'Université de Stanford, surnommée «Shelley», a attiré beaucoup d'attention ces derniers temps - et pour une bonne raison. En février 2015, elle est devenue la première voiture de course sans conducteur à battre un pilote de voiture de course humaine, battant le champion amateur de la classe touring David Vodden au Thunderhill Raceway Park de Californie par 0,4 seconde [source: Knapton].

Même si les voitures sans conducteur n'ont pas encore couru en tête-à-tête avec d'autres voitures, cela n'a pas empêché les producteurs de films et de télévision d'imaginer à quoi cela ressemblerait. Un épisode de 2014 de «South Park» présentait une course dans le style de l'émission animée des années 1960 «Wacky Races», et l'un des concurrents était une voiture sans conducteur japonaise. Sony Pictures a même un film en préparation intitulé "Driverless Car Race" qui dépeindra ces véhicules en compétition sur un itinéraire de Paris à Pékin [sources: Montgomery et Ramsey].

Après avoir entendu parler de l'état actuel de la course automobile sans conducteur, les fans de sport automobile se demandent probablement: "C'est plutôt cool, mais quand allons-nous voir de VRAIES courses?" Excellente question. Et tu seras heureux d'apprendre que la réponse est bientôt.

En novembre 2015, la Formule E, une classe de course pour voitures électriques, a annoncé Roborace, un circuit de course international pour les véhicules électriques sans conducteur. Le plan est d'organiser ces courses avant chaque épreuve de Formule E, en commençant par la saison 2016-2017. Roborace mettra en vedette 10 équipes utilisant des voitures identiques, de sorte que la compétition se résumera en fait aux différents capteurs et algorithmes informatiques créés par les ingénieurs d'équipe pour rendre la voiture autonome. Et la meilleure nouvelle pour les fans de course? L'un des fondateurs de l'événement promet des vitesses aussi élevées que 186 miles par heure (299,3 kilomètres par heure) [source: Davies].

Mais est-ce que quelqu'un le regardera? C'est la grande question soulevée par de nombreux critiques de Roborace. Ces sceptiques estiment que si vous supprimez l'élément humain de la course, cela devient moins intéressant et ne peut même pas être considéré comme un sport. Ce sont les erreurs de calcul stratégiques et les plantages que les gens se connectent pour voir, alors que se passera-t-il si les ordinateurs sont affinés pour éviter ces erreurs? Que sera la course sans les célébrations émotionnelles des pilotes dans le cercle des vainqueurs? On craint même que les voitures sans conducteur deviennent si bonnes en course que les pilotes humains deviendront obsolètes.

Cependant, tout le monde n'est pas d'accord. Les partisans affirment que ce type de compétition rendra le sport beaucoup plus attrayant en attirant un nouveau type de fan qui ne se souciait pas vraiment de la course auparavant. Et en ce qui concerne l'élément humain, les partisans de Roborace ne voient pas cela disparaître non plus. Ils espèrent que les ingénieurs assumeront ce rôle, profitant enfin d'une partie des projecteurs après avoir été enfermés dans un laboratoire pendant une grande partie de leur carrière [source: Fagnan].

Au final, le responsable de la Formule E ne voit pas son Roborace comme la fin du sport automobile. Il souhaite plutôt que les fans et les concurrents soient enthousiasmés par l'innovation - et peut-être s'amuser un peu dans le processus [source: Khorounzhiy].

Le 31 mars 2012, Google a annoncé un partenariat avec NASCAR pour former Google Racing, une division de course pour les voitures sans conducteur. Si ce moment n'est pas suspect pour vous, il devrait l'être. Le lendemain, le géant de la recherche sur Internet a annoncé que tout cela était une farce du poisson d'avril [source: Google].

Note de l'auteur: Comment fonctionne la course automobile sans conducteur

J'ai suivi avec désinvolture ce qui se passe avec les voitures sans conducteur, mais l'idée de les piloter est pour moi un concept nouveau et incontestablement génial. En recherchant cet article, je me suis retrouvé distrait par les vidéos YouTube des premières courses de la DARPA et d'autres aventures dans les courses autonomes. Maintenant que je sais qu'il y aura une nouvelle série de courses sans pilote, je suis très intéressé à la voir. Je suppose que cela fait de moi l'un de ces nouveaux fans que les promoteurs de courses espéraient attirer dans le sport!

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Plus de liens intéressants

• YouTube: Grand défi DARPA 2004
• YouTube: «Shelley», la voiture robotique de Stanford, arrive sur la piste
• TED Talk: La future voiture de course - 150 mi / h et sans conducteur

Sources

• Armstrong, James. "Comment fonctionnent les voitures sans conducteur?" Le télégraphe. 11 février 2015 (15 janvier 2016) http://www.telegraph.co.uk/motoring/motoringvideo/11308777/How-do-driverless-cars-work.html
• Bogost, Ian. «L'histoire secrète de la voiture robot». L'Atlantique. Novembre 2014. (15 janvier 2016) http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2014/11/the-secret-history-of-the-robot-car/380791/
• DARPA. «Urban Challenge: Welcome». 2007. (15 janvier 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge/index.html
• Davies, Alex. «Les courses de voitures autonomes rendront les routes plus sûres pour tous». Filaire. 2 décembre 2015 (15 janvier 2016) http://www.wired.com/2015/12/roborace-autonomous-vehicle-racing/
• Fagnan, René. «Opinion: 10 raisons de ne pas rejeter Roborace». Motorsport.com. 13 décembre 2015. (14 janvier 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/opinion-10-reasons-not-to-dismiss-roborace/
• Championnat Fia de Formule E. "Formula E et Kinetik annoncent une série de support sans conducteur." 27 novembre 2015 (11 janvier 2016) http://www.fiaformulae.com/en/news/2015/november/formula-e-kinetik-announce-roborace-a-global-driverless-championship.aspx
• Google. «Google Racing». 31 mars 2012. (13 janvier 2016) https://archive.google.com/racing/
• Google. «Rapport mensuel du projet de voiture autonome de Google». Décembre 2015. (15 janvier 2016) https://static.googleusercontent.com/media/www.google.com/en//selfdrivingcar/files/reports/report-1215.pdf
• Hanlon, Mike. «L'Université de Stanford remporte la course DARPA Grand Challenge pour les robots - Cinq parcours complets». Gizmag. 9 octobre 2005. (15 janvier 2016) http://www.gizmag.com/go/4720/
• Hooper, Joseph. "Tiré de DARPA Grand Challenge 2004 La débâcle de la DARPA dans le désert." Science populaire. 4 juin 2004. (12 janvier 2016) http://www.popsci.com/scitech/article/2004-06/darpa-grand-challenge-2004darpas-debacle-desert
• Khorounzhiy, Valentin. "Le championnat sans conducteur ne signalera pas la fin du sport automobile - Agag." Motorsport.com. 27 novembre 2015 (14 janvier 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/driverless-championship-won-t-signal-end-of-motorsport-agag/
• Knapton, Sarah. "La voiture sans conducteur bat le pilote de course pour la première fois." Le télégraphe. 13 février 2015 (11 janvier 2016) http://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/11410261/Driverless-car-beats-racing-driver-for-first-time .html
• Montgomery, Kevin. "South Park Takes Down Tech's Absurd Transportation War." Valleywag. 16 octobre 2014 (15 janvier 2016) http://valleywag.gawker.com/south-park-takes-down-techs-absurd-transportation-war-1647173429
• Noble, Jonathan. "Des voitures sans conducteur pour les routes et non les circuits, dit Wolff." Motorsport.com. 26 décembre 2015. (11 janvier 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/driverless-cars-for-roads-not-race-track-says-wolff-664866/
• Ramsey, Lydia. "Course de voitures sans conducteur de Paris à Pékin" serait presque impossible. "" Science populaire. 19 février 2015 (11 janvier 2016) http://www.popsci.com/theres-going-be-movie-about-self-driving-car-races
• Shipley, Don. «La DARPA prépare un grand défi pour les véhicules terrestres robotiques». DARPA. 2 janvier 2003. (15 janvier 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge04/media/announcement.pdf
• Sofge, Erik. "Carnegie Mellon et le patron de GM remportent le défi urbain DARPA." Mécanique populaire. 2007. (15 janvier 2016) http://www.popularmechanics.com/technology/gadgets/a2250/4229973/
• Vanderbilt, Tom. «Les voitures autonomes à travers les âges». Filaire. 6 février 2012. (13 janvier 2016) http://www.wired.com/2012/02/autonomous-vehicle-history/
• Weber, Marc. "Où aller? Une histoire des véhicules autonomes." Musée d'histoire de l'informatique. 2014. (15 janvier 2016) http://www.computerhistory.org/atchm/where-to-a-history-of-autonomous-vehicles/