Автономия. Как появился автомобиль без водителя и что это значит для нашего будущего

Что не так с автомобилем?

Общепринятый способ перемещения в пространстве меняется на наших глазах. Автомобиль впервые за свою 130-летнюю историю претерпевает метаморфозу. От самоходной повозки, сжигающей бензин, которую нужно покупать, а потом самому вести ее в пункт назначения, мы переходим к услуге, реализуемой при помощи электрических беспилотных капсул, на которую достаточно подписаться или оплачивать по факту.

Что это означает? Вскоре многим из нас не нужно будет владеть или управлять автомобилем. Вместо этого мы станем пользоваться услугой: беспилотные транспортные средства быстро и безопасно доставят нас, куда мы пожелаем. Поставщики услуги позаботятся обо всех ее технических аспектах – от парковки до уборки, от технического обслуживания до подзарядки. Все заботы, связанные с владением машиной, отойдут в прошлое. Не нужно будет ее выбирать, брать и погашать кредит, покупать страховку, тратить время на вождение, парковку или заправку. Пробок станет меньше. Можно будет выбирать между более дешевой машиной, обслуживающей несколько человек, и своего рода «персональным водителем», который станет возить не только нас, но и наших друзей и родственников. Мало того, он будет готов работать нашим курьером, выполняя всевозможные поручения.

Чтобы заказать поездку, достаточно станет нажать кнопку в приложении. В автомобиле, который приедет по вызову, не будет ни руля, ни педали газа. Для большинства случаев будет использоваться двухместная капсула, поскольку перемещаться мы будем, как правило, в одиночестве или в обществе одного человека. При всем том поездки станут обходиться нам во много раз дешевле, чем сегодня. Эта книга представляет собой своего рода хронику трансформации, происходящей на наших глазах. Перемены, о которых я говорю, состоят в том, чтобы, используя существующую технологию, предложить для задачи перемещения из точки А в точку В иное решение. Мы не склонны воспринимать наше перемещение в пространстве как самостоятельную задачу, но тем не менее это так. Каждый день каждый из нас решает задачу, каким образом попасть в нужное место в нужное время, хотя и не слишком задумывается над этим. И находит множество ответов. Больше ста лет преобладающим ответом в Америке был автомобиль, который нужно покупать, который сжигает бензин, которым, наконец, должен управлять человек. Но этот ответ при ближайшем рассмотрении оказывается далеко не самым оптимальным.

Сейчас в Соединенных Штатах 227,5 млн граждан имеют права, они владеют 273,6 млн легковых автомобилей и проезжают 4,7 трлн км в год, сжигая при этом 492 млрд литров бензина. Выхлопные газы легковых автомобилей и грузовиков составляют пятую часть всего выброса парниковых газов в США. Увеличивается и пробег автомобилей: количество пройденных километров в расчете на машину выросло с 1990 по 2016 год примерно на 50 %.

Наши транспортные потребности таковы, что большинство взрослых работающих людей убеждено: иметь и обслуживать собственный автомобиль – обязательное условие полноценного участия в жизни современного общества. И тем не менее автомобили в Америке простаивают около 95 % времени.

Когда мы все же используем их по назначению, они невероятно неэффективны. Свыше 95 % автомобилей, продаваемых в США, используют двигатель внутреннего сгорания, который работает на бензине. На перемещение при этом расходуется менее 30 % энергии сгорания бензина, залитого в бак, остальная же энергия уходит в тепло, звук или используется для питания дополнительных устройств, таких как фары, магнитола или кондиционер. Поскольку автомобиль в среднем весит около полутора тонн, а человек – примерно 75 кг, то всего 5 % энергии бензина, используемой для перемещения, расходуется собственно на водителя, то есть всего 1,5 % энергии, заключенной в топливе.

Столь низкая эффективность объясняется тем, что автомобиль сильно избыточен по отношению к задачам, обычно решаемым с его помощью. Генеральный исполнительный директор компании Waymo Джон Крафчик изобрел для этого феномена термин «императив эпизодического использования». Обратите внимание, в Соединенных Штатах 85 % личных поездок совершается на автомобиле. При этом автомобиль в среднем перевозит 1,7 пассажира на милю, причем этот показатель падает до 1,1 при поездках на работу. Средняя скорость на загруженных городских дорогах может опускаться до почти 20 км в час. И это при том, что в обычном легковом автомобиле или внедорожнике достаточно места как минимум для пяти взрослых человек, а мощности двигателя вполне хватает, чтобы развивать почти 200 километров в час и больше. «То количество автомобилей, которое мы имеем сегодня на дорогах нашей страны, совершенно нецелесообразно», – говорит Крафчик.

Эти избыточные транспортные средства опасны, поскольку излишне массивны. Всемирная организация здравоохранения подсчитала, что в автомобильных катастрофах ежегодно гибнет 1,3 млн человек. Только в 2016 году в авариях погиб 37 461 американец, и из-за этого первое место среди причин смерти у людей, находящихся в первой половине жизни, осталось за убийством по неосторожности.

Если транспортное средство используется только 5 % времени, нужно позаботиться о том, где его хранить остальные 95 %. Поэтому ощутимую часть площади вашего дома придется отдать под гараж и въезд в него, и вашему работодателю тоже придется позаботиться об устройстве парковочных мест. То же самое относится к вашему любимому торговому центру, кабинету стоматолога, улицам города – список можно продолжать. Таким образом, мы покрываем асфальтом ценные участки городской земли и создаем «островки тепла», повышающие температуру в городе и, может быть, вносящие свою лепту в глобальное изменение климата.

В силу всего вышеперечисленного аналитик Morgan Stanley Адам Джонас называет автомобиль «самым простаивающим ресурсом в мире», а автомобильную промышленность – «самым уязвимым бизнесом на планете». Именно поэтому журналист Эдвард Хьюмс, лауреат Путлицеровской премии, пишет: «Почти во всех возможных смыслах автомобиль в его сегодняшнем виде представляет собой безумие».

Я полностью с этим согласен. К счастью, мы вступили в период перехода к более разумному и здравому решению транспортной проблемы – один из тех редких случаев, когда разрушение старого действительно способно улучшить качество жизни на десятилетия, а может, и на столетия вперед. Эта трансформация обязательно произойдет, поскольку делает наше перемещение в пространстве одновременно дешевле и удобнее. По удачному стечению обстоятельств такое решение еще и полезно для окружающей среды.

Многие из активных разрушителей старого начали свою работу в момент острого разочарования в автомобиле и системе, которую он породил. Примером может служить сооснователь Google Ларри Пейдж: у него не было своей машины, когда он учился на старших курсах Мичиганского университета.

Пейдж учился в Мичиганском университете с 1991 по 1995 год и получил степень бакалавра по вычислительной технике. С университетом его связывали прочные личные отношения: когда-то его дед, рабочий принадлежавшего корпорации General Motors автомобильного завода Chevrolet в городе Флинт, катал отца и мать Пейджа в автомобиле вокруг университетского кампуса в Энн-Арбор и говорил, что в один прекрасный день их дети будут там учиться. Оба и учились. Более того, отец Пейджа встретил там его мать. Таким образом, Ларри Пейджу было практически суждено учиться в его стенах.

В Энн-Арбор хорошо весной, летом и осенью. Улицы раскинувшегося на покатых холмах и очень зеленого города полны студентов, едущих на велосипедах или совершающих пробежку. В пейзаже преобладают зеленый цвет листвы и желтый с синим – официальные цвета университета.

Но зимой кампус превращается в место, где на улице находиться тяжело. Почти никто не пользуется велосипедом с декабря по март – в Мичигане бывают жестокие морозы. Кампус со всех сторон окружен сушей, до ближайшего водоема, который мог бы смягчить контрасты климата, очень далеко. Темнеет в пять часов вечера, холод проникает везде. Тротуары покрыты кашей из подтаявшего снега и ледяной крупы, превращающейся в черный лед в январе и феврале.

Кроме того, на улицах в Энн-Арбор слишком плотное движение. Даже летом дорожная ситуация довольно тяжелая. Зимой же, когда сугробы превращаются в грязные ледяные горы, сужающие проезжую часть и без того перегруженных дорог, пробки и парковка превращаются в огромную проблему. Те, у кого нет машины, вынуждены пользоваться автобусом, но он ходит нерегулярно, а иногда не ходит совсем.

Однажды вечером после занятий Пейдж стоял, ежась от холода, на автобусной остановке и вглядывался в поток машин в надежде увидеть характерный рисунок огней автобуса местной транспортной компании. Мимо него проезжали автомобили, островки тепла, надежно укутывающие своих пассажиров, а Пейдж все стоял, ежась от холода, на остановке, ждал автобуса, который, казалось, не придет никогда, и думал, насколько неудачно в нашем обществе решена задача транспортировки.

Таким образом, Пейдж оказался всецело поглощен поиском альтернативы. Бесконечные минуты, проведенные в ожидании автобуса холодной зимой в Мичигане, вылились в студенческий проект нового вида транспорта: система связанных монорельсов, по которым двигаются двухместные капсулы; они мгновенно прибывают на вызов, чтобы доставить пассажиров туда, куда те пожелают. Те долгие минуты томительного ожидания на морозе также заставили Пейджа вступить в команду, которая занималась гонками на автомобилях, передвигающихся на солнечной энергии – в конце концов, можно предположить, что перевозки на таком автомобиле будут дешевле и доступны каждому. Наконец, они были одним из факторов, благодаря которым Пейдж в конце 90-х гг. на старших курсах занялся разработкой беспилотного автомобиля, а не поисковой машиной, к которой он пришел со временем. Они также пробудили в нем интерес к соревнованиям автомобилей-роботов в условиях города и бездорожья. Их проводило Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) в Калифорнии в 2004, 2005 и 2007 годах. Именно они непосредственно привели Пейджа и его партнера Сергея Брина к решению финансировать проект Google по созданию беспилотного автомобиля Chauffeur (ныне Waymo); этот проект убедил широкую публику в том, что появление автономных транспортных средств не только возможно, но и неизбежно, причем гораздо раньше, чем многие полагают.

В моей жизни также был момент, когда я очень остро почувствовал разочарование в старых решениях и старых подходах к вопросу перемещения человека в пространстве. Это произошло в Германии, в 2001 году, на Франкфуртском автосалоне. Тогда я занимал должность вице-президента по исследованиям, разработкам и планированию в компании General Motors и входил в совет из тринадцати человек при главном исполнительном директоре Рике Вагонире, где принимались все основные решения в компании.

Тогда, во Франкфурте, я уже направлялся к себе в гостиницу, когда зазвонил мой сотовый телефон. Вызов исходил от службы безопасности GM, что было само по себе странно. Но еще более странным было напряжение в голосе звонившего. Сотрудник службы безопасности сказал, что не может сообщить детали, но сразу по прибытию в гостиницу мне нужно будет пройти в указанный им конференц-зал.

Я никогда не получал подобных звонков.

Когда я вошел в нужный конференц-зал, там уже собрались другие члены стратегического совета автомобильного направления GM и работал телевизор. Взглянув на экран, я увидел, что горит одна из башен Всемирного торгового центра. Через несколько минут на моих глазах реактивный лайнер врезался во вторую.

Вернуться домой из Германии я смог только через три дня. За эти три дня я обдумал очень многое. Существует множество объяснений этих атак. Но нельзя игнорировать то обстоятельство, что одним из факторов послужила зависимость Соединенных Штатов от импорта нефти с Ближнего Востока.

Я не мог избавиться от мысли, что автомобильная промышленность отчасти ответственна за случившееся. Америка зависела от ввоза нефти из-за границы, потому что ей надо было приводить в движение легковые автомобили и грузовики, произведенные GM. Благодаря изделиям GM наши заказчики пользовались небывалой свободой. Но, спросил я себя, не слишком ли высокую цену мы за это заплатили? Для меня 9/11 было ярким свидетельством того, что статус-кво автомобильной промышленности, с преобладанием бензиновых двигателей внутреннего сгорания, исчерпал себя. Моя должность главы исследовательского направления GM давала мне возможность что-то сделать. На самом деле я решил, что ускорить разработку альтернативы существующей системе транспорта – мой долг.

Вскоре в Детройте и за его пределами за мной уже прочно закрепилась репутация руководителя самого высокого ранга, который озабочен тотальной реформой всей системы транспорта, основанной на традиционном автомобиле. (Насколько мне известно, единственным кроме меня человеком, рассматривавшим проблему под тем же углом зрения, был Уильям Клей Форд-младший[1].)

Зависимость от нефти, безопасность, дорожные заторы и глобальное потепление – все эти проблемы можно решить, говорил я в статьях и выступлениях, только произведя революцию в транспорте. Я сфокусировался на создании новой «ДНК проектирования автомобиля», основанного на электрической тяге и управляемого компьютером, а в качестве доказательства осуществимости такой идеи использовал ставший теперь знаменитым концепт-кар GM Autonomy, дебютировавший в 2002 году на Североамериканском автомобильном салоне в Детройте. (Autonomy была основана на платформе, напоминающей по конструкции скейтборд, как и сегодняшние модели Tesla.) Кроме того, я заставил GM разработать портфолио альтернативных систем привода, основанных на водородных топливных элементах, усовершенствованных аккумуляторах и биотопливе, а также организовал спонсорство со стороны GM для команды Team Tartan из Университета Карнеги – Меллона, выигравшей гонки DARPA в городе на роботизированной версии Chevrolet Tahoe. Автомобильная отрасль пыталась пережить кризис 2008–2009 годов, а я усиленно продвигал разработку автономного и совместно используемого электромобиля GM EN-V, предвестника нашего беспилотного будущего.

Это был самый черный час автомобильной отрасли. GM и Chrysler обанкротились, а Ford получила кредит от государства и едва избежала подобной судьбы. Некоторые компании из числа аутсайдеров автомобильной индустрии попытались бросить вызов доминированию Детройта, неожиданным образом скрещивая новые технологии и революционные бизнес-модели. Именно тогда Google собрала под своей крышей талантливых инженеров, строивших автомобили для гонок DARPA, и запустил собственный проект беспилотного автомобиля Chauffeur. Выскочка под названием Tesla в 2008 году показала спортивный электромобиль Roadster – бесспорное свидетельство отличного потенциала, которым обладает спорткар на литий-ионных аккумуляторах. Вскоре после этого два никому не известных стартапа, Lyft и Uber, среди прочих, открыли рынок райдшеринга[2] огромной емкости и начали процесс отделения современного человека от владения личным автомобилем. Пока Детройт боролся за выживание, первые семена транспортной революции были посеяны компаниями, не принадлежавшими к автомобильной отрасли, но зато в совершенстве владевшими цифровыми технологиями, готовыми разработать и предъявить миру совершенно новый опыт пользования транспортными услугами.

Я покинул GM вскоре после ее банкротства в 2009 году и, помимо других позиций, занимал пост директора Программы по экологическому транспорту (Program on Sustainable Mobility) в Колумбийском университете, созданной по инициативе Института Земли Джеффри Сакса[3]. Там я запустил первый исследовательский проект, задачей которого было оценить последствия трех самостоятельных, но связанных друг с другом радикальных изменений в сфере транспорта – перехода к совместному использованию автомобиля, перевода его на электрическую тягу и передачи управления автопилоту. Хотя каждый фактор по отдельности обещал существенные изменения, мне было куда интереснее, какое действие они могут оказать совместно. Билл Джордан, обладающий огромным опытом в области математического моделирования, и я рассчитали в 2011 году, что внедрение системы, основанной на всех трех факторах одновременно, могло бы сократить годовые расходы на транспорт только в США на 4 трлн долл., что примерно равно всему бюджету федерального правительства. Что еще существеннее, наши расчеты показали, что переход к беспилотным электрическим автомобилям, специально спроектированным для совместного использования в городах США, может сократить наши транспортные расходы, как в смысле денег, так и в смысле времени, более чем на 80 % по сравнению с обычной автомобильной поездкой (с 1,50 долл. за милю до 0,25 долл. за милю). При всем том транспорт станет безопаснее и удобнее.

Вскоре руководитель проекта Chauffeur Себастьян Трун[4] и его технический руководитель Крис Урмсон пригласили меня на роль советника, которую я исполняю и по сей день. Вот уже семь полных лет я тружусь на предприятии, которое теперь называется Waymo; я рад, что мне посчастливилось работать с Себастьяном, Крисом и другими потрясающими людьми, такими как Энтони Левандовски, Брайан Салески, Майк Монтемерло, Дмитрий Долгов и Адам Фрост, а также с главным исполнительным директором компании Джоном Крафчиком.

В 2018 году Waymo исполнила мечту, впервые собравшую нас в команду в 2009 году, – вывести на дороги совместно используемый электрический беспилотный автомобиль. Количество компаний, испытывающих эти автомобили повсюду в Соединенных Штатах, от Майами до Сан-Франциско и Нью-Йорка, приближается к нескольким десяткам. Переход к беспилотным транспортным средствам, использующим электрическую энергию и реализующим модель «транспорт как услуга», должен стать важнейшим событием в отрасли после собственно изобретения автомобиля. Мы вступаем в новую эпоху, и эта эпоха в корне меняет смысл самого понятия свободы, которую дает своему владельцу автомобиль, а также предоставляет возможность пользоваться индивидуальным транспортом большему числу людей при меньших затратах. Последствия будут фундаментальными, причем в смысле изменений не только в нашей частной жизни, но и в автомобильной индустрии и всем, что с ней соприкасается.

В результате изменится не только наш образ жизни, но и способ перемещения, и даже организация деловой активности. Автокатастрофы практически прекратятся, и, соответственно, почти до нуля упадет количество погибших в них. Затраты на дальние грузоперевозки сократятся на 50 %: с одной стороны, это отличная возможность повысить эффективность для многих производств и мощный стимул продаж через интернет, с другой – перспектива оказаться на улице для миллионов работников и владельцев малого бизнеса, зарабатывающих профессией водителя. Автопроизводителям перемены будут очень выгодны: вместо продажи миллионов автомобилей миллионам потребителей они будут оперировать огромными парками беспилотных автомобилей в крупных городах по всему миру. Сегодня продажа одной машины приносит производителю в среднем от 1000 до 5000 долл. В то же время его эксплуатация в транспортной компании, если принять пробег до утилизации равным 500 000 км, а доход – всего 6 центов на км, принесет 30 000 долл. Показатель в 500 000 км до утилизации основан на средней продолжительности жизни для такси с двигателем внутреннего сгорания или гибридным двигателем.

Эта книга – о визионерах, практически независимо друг от друга сумевших увидеть новые возможности прежде остальных, о превращении их пророчеств в реальность и об изменениях, которые создаваемое по их лекалам будущее принесет в наш мир. Об этих немногих за их оптимизм годами пренебрежительно отзывались как о футуристах, непрактичных мечтателях, играющих в песочнице детях, пока внезапно, между осенью 2015 и весной 2016 года отрасль не осознала, что описываемое ими будущее не просто возможно. Оно практично и желательно и наступает быстрее, чем кто-либо когда-либо мог подумать.

Как именно этим людям, мужчинам и женщинам, удалось добиться этих изменений – замечательная история, полная сложных альянсов и предательств. В ней есть место чудесам инженерии и сбоям механики. Выдающимся достижениям программирования и довольно значительному количеству сомнительных поступков. В ней приносятся большие жертвы и со временем зарабатываются состояния. В ней есть свои герои и свои злодеи, а также множество персонажей, находящихся где-то посередине.

Для этой истории можно выбрать разные отправные точки. Можно сказать, что она началась на Всемирной выставке 1939 года, где General Motors продемонстрировала свое представление о мире будущего, очень похожее на происходящее сейчас. Надеюсь, что хотя бы отчасти такое будущее началось, когда я возглавил исследовательское подразделение General Motors и главный исполнительный директор Рик Вагонир поставил передо мной задачу изобрести автомобиль заново. Идею совместного использования машины можно отсчитывать от Бостона, где Робин Чейз основала компанию Zipcar[5]. Идею электропитания – от Пало-Альто, штат Калифорния, где Мартин Эберхард и Марк Тарпеннинг, только что продавшие свой стартап, решили, что литий-ионные аккумуляторы вполне уместны на автомобиле, – и привлекли инвестора по имени Илон Маск.

Однако по-настоящему перемены начались с третьего члена триады – с автономности. Может быть, отправной точкой следует считать нападение террористов 11 сентября 2001 года, послужившее, в свою очередь, причиной сразу нескольких войн, которые побудили Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) провести конкурсы, и они, в конечном счете, и привели в движение всю цепочку. Но я не собираюсь начинать свой рассказ со штаб-квартиры DARPA в Арлингтоне, штат Виргиния. Сначала я расскажу вам об одном студенте-инженере, потерявшем больше всех и, может быть, больше всех приобретшем – только пятнадцатью годами позже.

Итак, наша история начинается с человека по имени Крис Урмсон.