Bij het horen van zelfrijdende auto’s denken veel mensen aan science fiction. Het is een van de meest complexe artificial intelligence problemen van dit moment, maar er lijkt zicht te zijn op de eindstreep.

Niet iedereen is enthousiast over autonoom rijden. Veel mensen zijn sceptisch over de veiligheid, anderen vinden het gewoonweg een onnodige toevoeging. Begrijpelijke standpunten, maar in dit artikel hoop ik het van de andere kant te belichten. Wat zijn de potentiële kansen? Waarom is het wel belangrijk om de techniek een kans te geven?  

Navigeer naar:


Wat zijn de vijf levels van autonoom rijden?

In welke mate een auto autonoom is, wordt uitgedrukt in vijf verschillende levels. Van level 1 waarbij de rijder ondersteund wordt door de auto tot en met level 5 waarbij er geen stuur in de auto meer nodig is.

De levels zijn in het leven geroepen zodat het voor de bestuurder duidelijk is wat er van hem/haar verwacht wordt en wat hij/zij van de auto kan verwachten. Dit zijn de vijf levels:

Level 1Bij level 1 wordt de bestuurder bij één taak ondersteund. Ofwel assistentie bij het sturen ofwel assistentie bij het accelereren en remmen.
Level 2Bij level 2 zal de auto zowel het sturen als het remmen en accelereren voor z’n rekening nemen. Wel wordt van de bestuurder verwacht dat hij/zij zelf op let en overneemt als dat nodig is.
Level 3Bij level 3 is de auto in staat om alle taken zelf uit te voeren en hoeft de bestuurder ook zelf niet meer op de weg te letten. Wel wordt de bestuurder geacht te kunnen reageren wanneer de auto de bestuurder vraagt om over te nemen in een situatie waar de auto zelf niet uitkomt.
Level 4Bij level 4 zal de auto volledig autonoom kunnen functioneren in de meeste omstandigheden. Als de auto er niet uitkomt is een systeem met level 4 zelf in staat om de auto veilig langs de weg te zetten in het geval dat de bestuurder niet reageert. De bestuurder is dus niet per se meer nodig voor de veiligheid, maar zonder de bestuurder zal de auto niet onder alle omstandigheden op de eindbestemming komen.
Level 5Bij level 5 autonomie kun je minstens hetzelfde van de auto verwachten als dat je van een mens kan verwachten. Iedereen in de auto wordt dus een passagier en een stuur is niet langer meer nodig.


Hoe werkt een zelfrijdende auto?

Op basis van lidar

Lidar (zie foto boven) meet op basis van de reflectie van onzichtbare laserstralen hoe de 3d-wereld eruitziet. Lidar stelt de zelfrijdende auto in staat om zeer accuraat te weten waar de auto zich bevindt (lokalisatie) en hoe ver objecten verwijderd zijn van de auto.

Deze informatie wordt gekoppeld aan HD-kaarten, een soort landkaart waar alle informatie over de omgeving in opgeslagen zit. De maximumsnelheid, gaten in de weg, waar rijbaan ophoudt en de stoep precies begint en ga zo maar door. Kortom, informatie die cruciaal is om veilig aan het verkeer deel te nemen.

Net als bij de andere zelfrijdende strategieën maakt een auto met lidar ook gebruik van radar sensoren en camera’s om volledige autonomie te bereiken.

Dit is momenteel de meest populaire techniek voor zelfrijdende auto’s. Onder andere Waymo (Google), MobilEye (een bedrijf dat samenwerkt met de meeste traditionele automerken) en Zoox (Amazon) zijn bezig met het perfectioneren van deze autonome strategie.

Op basis van een interactieve infrastructuur

Vooral populair in China: zelfrijdende auto’s die gebruik maken van een interactieve infrastructuur. China wil investeren in een slimme infrastructuur, waarbij verkeerslichten, verkeersborden en auto’s met elkaar kunnen communiceren.

In theorie is dit de meest robuuste strategie, maar ook het meest lastig om van de grond te krijgen en te schalen. Het vereist een enorme investering om de infrastructuur op te bouwen en daarna moet deze ook nog goed onderhouden worden.

Apollo (Baidu) en enkele andere Chinese merken focussen zich vooral op deze strategie, veelal in combinatie met lidar en de gebruikelijke camera’s en radar. Het is een methode die de indruk wekt van optimale controle over zowel het voertuig als de omgeving, maar het zal in de praktijk enorm uitdagend worden om dit goed op elkaar af te stemmen.

Op basis van zicht

De vision-based strategie is een strategie die het meest te vergelijken is met hoe wij mensen autorijden. Het doel is om de auto op basis van zicht (camera’s aangevuld met radar, zie foto beneden) zelf beslissingen te laten nemen.

Dit is een stuk complexer omdat een camera een 2D beeld genereert, terwijl de auto zich in een 3D wereld begeeft. Dat betekent dat het computersysteem van het voertuig zelf een manier moet vinden om diepte accuraat in te schatten. Een van de meest complexe uitdagingen van deze strategie.

Toch heeft dit systeem enkele grote voordelen. Het is een stuk goedkoper en daardoor ook makkelijker te schalen. Daarnaast ben je niet afhankelijk van externe factoren zoals de infrastructuur en HD-kaarten, in theorie moet je overal kunnen rijden wanneer het systeem af is. Op dit moment zetten Tesla en Comma.AI volop in op een vision based systeem.

Beide gebruiken hun systeem momenteel als rijhulpondersteuning. Tesla standaard in al hun auto’s, Comma.AI via particulieren die het systeem simpel in hun bestaande auto kunnen inbouwen. Op hun website vind je meer informatie indien je geïnteresseerd bent. Check hier of jouw auto ook ondersteund wordt door Comma.

Is lidar noodzakelijk voor een zelfrijdende auto?

Het internet staat vol met artikelen die claimen dat lidar noodzakelijk zal zijn om level 5 autonomie te bereiken en er zijn ook genoeg bedrijven in de industrie die daar heilig van overtuigd is, maar er is zeker geen consensus over of dit feitelijk correct is.

Zelf neig ik, nadat ik me er over de afgelopen maanden goed in verdiept heb, naar het feit dat het mogelijk moet zijn om level 5 te bereiken zonder lidar. Zoals in dit artikel te lezen is, benadert computer vision de accuraatheid van lidar al als het aankomt op diepte inschatting. Het lijkt vooral een kwestie van tijd en training van het neurale netwerk voordat het zichtsysteem goed genoeg is om lidar onnodig te maken.

Autonoom rijden ‘oplossen’ zal vooral neerkomen op het op de juiste manier trainen van neurale netwerken. Daarvoor is enorm veel kwalitatieve data en rekenkracht nodig. Lidar heeft van nature zeker een voorsprong puur als sensor, maar deze voorsprong is vanuit mijn perspectief zeker niet onoverkomelijk en kan zelfs in de weg gaan zitten op het moment dat het gat gedicht is. Dan heb je opeens een duur systeem op je auto, terwijl je ook met lidar voldoende begrip moet hebben over wat er om je heen gebeurt. Zicht blijft dus onvermijdelijk, met lidar neem je enkel een afkorting als het aankomt op gebied van lokalisatie en diepte-inschatting.

Welke zelfrijdende strategie heeft de meeste kans van slagen?

Het is natuurlijk erg lastig in te schatten van buitenaf, zonder dat je precies weet wat er achter de schermen gebeurt. Wel kunnen we kijken naar beperkingen en kansen die inherent zijn aan bepaalde systemen.

Op dit moment draait er in het Amerikaanse Chandler (Arizona) al een pilot programma, waarbij Waymo met hun lidar strategie al betaalde taxiritten uitvoert zonder een bestuurder in de auto:

Dat is erg indrukwekkend, maar er zitten wel enkele haken en ogen aan. Op dit moment is het enkel in een zeer beperkt gebied mogelijk en zelfs binnen dat gebied kun je niet overal afgehaald en afgezet worden. Ook zijn de lidar sensoren erg duur en is het lastig om voldoende data te verzamelen omdat er maar weinig auto’s met lidar sensoren rondrijden.

Ook heeft een systeem dat voor een groot deel op lidar leunt enkele lastige uitdagingen. Voordat de auto zelf kan rijden in een bepaald gebied, zal dit gebied volledig in kaart gebracht moeten worden. Ook moeten deze kaarten up-to-date gehouden worden.

Daarnaast werkt het systeem veel minder goed of zelfs helemaal niet in bepaalde weersomstandigheden, zoals sneeuw en regen. Vooral die laatste is een probleem voor ons in Nederland.

Het systeem met een interactieve infrastructuur zie ik niet als haalbaar in Europa. In China kan zo’n systeem wellicht van de grond komen doordat er veel mogelijk is als de overheid erachter gaat staan. In Europa zal het decennia duren voordat er een beslissing gemaakt is en dan nog tig jaren voordat elk land de infrastructuur opbouwt. Ik denk dat dat onhaalbaar wordt.

Dan heb je nog het zicht-systeem. Het grote nadeel is dat het een stuk lastiger is om een bepaald punt te bereiken waarbij het systeem redelijk accuraat is. Als dit punt echter eenmaal bereikt is, zie ik de meeste potentie in dit systeem.

Het zal makkelijk schaalbaar zijn en het is in staat om zichzelf constant te blijven verbeteren door de grote stroom aan data die nu al verzameld wordt. Het is een strategie die het meest leunt op snappen wat er om de auto heen aan de hand is. Lidar kan bijvoorbeeld vaststellen waar een object zich precies bevindt, maar kan niet zien wat dit object is. Is het een grote steen of een plastic zakje waar je gewoon overheen kunt rijden? Lidar heeft geen idee. Systemen met lidar gebruiken daar ook zicht voor, zicht is dus iets dat sowieso opgelost moet worden.

De risico’s op grove fouten zonder lidar zijn zeker groter zolang het zichtsysteem nog niet volwassen is, maar het succes wordt pas bepaald wanneer de systemen de volwassenheid bereikt hebben. De technologie om level 5 te bereiken met enkel zicht is een stuk complexer, maar er is wel momenteel wel een grote voorsprong vanwege data en schaalbaarheid.

Het is goed mogelijk dat verschillende strategieën succesvol gaan zijn, maar voor de techreuzen die zich focussen op het oplossen van zelfrijdende voertuigen gaat het vooral om één ding: een zo’n groot mogelijk marktaandeel veroveren. Mijn voorspelling is dat deze race gewonnen gaat worden door een bedrijf met een op zicht gebaseerd systeem. Lidar zie ik zeker wel enkele lokale markten veroveren en het systeem gebaseerd op slimme infrastructuur heb ik zelf het minste vertrouwen in. Mijn verwachting is dat deze strategie de komende jaren ingeruild gaat worden voor ofwel lidar ofwel zicht.

Disclaimer: Het is enorm lastig om te toekomst te voorspellen, zeker als het aankomt op complexe technologieën. Voor de volledigheid: De meerderheid van de specialisten lijkt meer te geloven in een strategie op basis van lidar. Ik ben zelf verre van een specialist, maar heb de afgelopen tijd de nodige uren besteed aan het begrijpen en onderzoeken. Op basis daarvan denk ik dat systemen op basis van zicht onderschat worden, maar dat kan enkel de toekomst uitwijzen.

Wanneer komt de zelfrijdende auto op de markt?

Zoals hierboven aangeven is er al een pilotprogramma gaande. Wel draait deze pilot op een locatie met amper neerslag en op redelijk rustige wegen. Het is vele malen complexer voor een autonome auto om veilig een weg te vinden in Nederland met smalle, drukke wegen met veel fietsers.

De consensus lijkt te zijn dat de techniek pas na 2030 klaar gaat zijn. Zelf ben ik iets optimistischer gesteld en denk ik dat de techniek de komende 2-4 jaar op een punt komt waar een zelfrijdende auto niet minder veilig is dan een door een persoon bestuurde auto. Hierbij ga ik uit van minimaal een level 4 systeem.

Ik denk dat het dan zeker in Europa nog enkele jaren kan duren voordat zelfrijdende auto’s ook toegestaan worden op de openbare weg. Mijn verwachting is dat Amerika minimaal 1-2 jaar zal voorlopen bij de goedkeuring, maar het is allemaal erg onduidelijk en onzeker op dit moment. Hou ook hierbij weer de bovenstaande disclaimer in het achterhoofd.


Wat zijn de voordelen van zelfrijdende voertuigen?

Veiligheid

Het klinkt wat contra-intuïtief, maar in potentie zijn zelfrijdende auto’s een stuk veiliger dan door mensen bestuurde auto’s. Dat wil niet zeggen dat er geen ongelukken meer zullen gebeuren en er zullen ook fouten gemaakt worden die menselijke bestuurders nooit gemaakt hadden.

Echter hebben autonome auto’s enkele veiligheidsvoordelen ten opzichte van gewone auto’s. Ten eerste zal een auto nooit zijn concentratie verliezen. Een mens kan moe zijn, afgeleid door zijn/haar telefoon of zelfs met een flinke slok op achter het stuur kruipen.

Daarnaast ligt het reactievermogen van een zelfrijdende auto veel hoger, is er een constant zicht van 360 graden en kan er van sensoren gebruikt gemaakt worden die het menselijk zicht overtreffen, zoals radar en lidar.

Het is niet de vraag of zelfrijdende auto’s veiliger zullen worden, maar vooral wanneer. De theorie is vrij duidelijk, die theorie moet nu enkel nog de huidige werkelijkheid inhalen. Dat kan nog even duren.

Bespaar tijd

Stel de rit naar je werk is 30 minuten heen en 30 minuten terug en in plaats van op de weg te letten, kun je dat uur nu gebruiken om te werken. Als je een flexibele baas hebt (of je eigen baas bent), kan het betekenen dat je één uur minder op kantoor hoeft te zijn.

Niet iedereen zal een baan hebben waarbij dit mogelijk is en niet elke rit zal naar werk zijn, maar naast productiviteit kun je de tijd ook perfect inzetten voor ontspanning of zelfontwikkeling. Opeens lees je elke dag een uur of kijk je je dagelijkse serie in de auto, waardoor je thuis meer tijd hebt voor andere dingen. Of je stapt ‘s nachts in je auto, slaapt enkele uurtjes en je wordt in Berlijn weer wakker. De mogelijkheden zijn eindeloos.

Bespaar geld

De voorspelling is dat autonome voertuigen op lange termijn voor een redelijke deflatie kunnen zorgen. Dat begint met kleine dingen zoals dat een taxi goedkoper zal worden omdat er geen bestuurder is die een salaris nodig heeft.

Daarna zullen de kosten steeds meer omlaag komen, waardoor er waarschijnlijk meer en meer een deeleconomie ontstaat. De gemiddelde auto staat 90% van de tijd stil, als een auto gedeeld wordt op momenten dat je een auto nodig hebt kan het verbruik zo maar vervijfvoudigen van 10% van de tijd naar 50% van de tijd. Dit betekent dat er veel minder auto’s nodig zijn, waardoor de kosten voor de gebruiker drastisch zullen dalen.

Als je daarnaast kijkt naar bij hoeveel producten en diensten wegtransport een rol speelt in de schakel, dan zie je dat dat aandeel gigantisch is.  Dat zijn vele miljarden aan kostenbesparing aan werknemerskosten van allerlei type chauffeurs, alleen al in Nederland. Die kostenbesparingen zullen uiteindelijk voor een groot deel doorberekend worden aan de eindconsument.

Daar zit op de korte termijn wel een keerzijde aan. Het zal er ook voor zorgen dat er veel banen verloren gaan in de transportsector. Hoewel het allemaal nog ver weg lijkt, lijkt het me verstandig dat er nu al naar oplossingen gezocht gaat worden, zodat we dadelijk niet voor grote problemen komen te staan.

Dit proces zal zeker vele jaren in beslag nemen, maar ik verwacht dat het veel sneller werkelijkheid zal worden dan de meeste mensen voor mogelijk houden. Het is beter om vooruit te plannen, dan beginnen met oplossen als het al een groot probleem is.

Grotere mobiliteit

Zowel kinderen als bejaarden die geen auto meer rijden zijn vaak voor een groot deel beperkt in hun bewegingsvrijheid. Als de kosten ver genoeg naar beneden gebracht kunnen worden, wordt het een erg interessante transportoptie voor mensen die normaal nauwelijks met de auto weg kunnen.

Die mobiliteit kan de levenskwaliteit enorm verhogen voor de groepen die nu vaak afhankelijk zijn van anderen en geregeld aan huis gekluisterd zijn uit onmacht.

Vond je het artikel nuttig, deel het via de onderstaande buttons!

Is je vraag niet goed beantwoordt of heb je een aanvulling? Reageer in de comments hieronder!

Staat er een onjuistheid in het artikel of heb je een suggestie voor ons? Neem contact met ons op!

Gebruik @EVGuruNL om via Twitter met ons te communiceren!