Skal sjåføren kunne ta over for autopiloten, som i Tesla, eller må vi ta skrittet fullt ut og fjerne manuell kontroll, som Google har valgt? Forskere ved NTNU mener det siste. De gjør forsøk og utvikler teknologi som skal skape tillit mellom selvstyrte bil og passasjerer. (Illustrasjon: Shutterstock)
Skal sjåføren kunne ta over for autopiloten, som i Tesla, eller må vi ta skrittet fullt ut og fjerne manuell kontroll, som Google har valgt? Forskere ved NTNU mener det siste. De gjør forsøk og utvikler teknologi som skal skape tillit mellom selvstyrte bil og passasjerer. (Illustrasjon: Shutterstock)

Skal vi fjerne rattet i selvstyrte biler?

Å ta manuell kontroll i kritiske situasjoner er farlig. Bilen må vinne passasjerenes tillit, sier forskere i Norge.

Publisert

– Tenk deg at du kjører inn i tåke og dårlig veigrep. Idéen om at du plutselig tar kontroll over bilen når den er i ferd med å spinne – det er absurd, sier Martin Steinert til forskning.no.

Steinert er professor ved NTNU og leder forskergruppa TrollLabs. Gruppa forsker blant annet på teknologi i selvstyrte biler og skip.

– Hvis bilen er i en situasjon som den ikke kan håndtere, er det nesten ingen sannsynlighet for at du virkelig kan ta over, fortsetter han.

– Bare tenk på det! Hvor hardt skal du bremse? Du trenger et par sekunder, sier Steinert.

Sjåfør eller passasjer

To sekunder i en kritisk situasjon ved høy fart – det er altfor mye. Ett tragisk eksempel er dødsulykken i Florida der en Tesla på autopilot kolliderte med en trailer.

Ulykken har vekket opp en viktig diskusjon om selvkjørende biler: Skal sjåføren fortsatt få være sjåfør eller er det for farlig? Skal sjåføren heller bli passasjer?

Tesla har valgt det første. Sjåføren må fortsatt holde hendene på rattet ellers vil bilen sette på nødblink, bremse ned og stanse.

Automatikken er et hjelpemiddel – en slags utvidet cruisekontroll. Sjåføren trengs fortsatt.

Google har valgt motsatt. Deres selvstyrte bil har ikke ratt. Steinert støtter dette valget.

Autopilot på racerbanen

– Tenk på det! Er du i stand til å gjøre noe bedre enn datamaskinen? Trolig ikke, sier han.

Steinert kan gi eksempler fra tida på Stanford. Der har blant andre forskeren Chris Gerdes arbeidet i mange år med selvstyrte biler på rallybanen.

Alt i 2008 sladdet studentbilen P1 i tette sirkler på løst, grusete underlag.

– Den kontrollerer skrensingen. Det er utrolig. Det er ikke noe som mennesker kunne klart dette, sier Steinert.

Seinere har bilen Shelley – en ombygd Audi TT – vist at datamaskinen er en like god på racerbanen som den beste rallykjører.

Video fra Stanford University. Chris Gerdes forteller og viser opptak av studentbilen P1 og Shelley på racerbanen.

Tillitsfulle Tesla-eiere

Men publikums tillit vinnes ikke på racerbanen. Den vinnes i den kaotiske hverdagstrafikken.

Er denne tilliten på plass allerede? Videoer på internett kan tyde på det – i litt for stort monn.

Folk leste, spiste eller sov bak rattet i sin Tesla på autopilot – hvis de da ikke hadde gitt seg helt over og flyttet til passasjersetet. Dette er ikke lenger mulig, etter Teslas siste oppdateringer. Nå må sjaføren holde hendene på rattet.

Forsøksbil fra Renault

Vil ulykken i Florida gjøre folk mer forsiktige? Kanskje. Uansett – for hver dumdristig Tesla-eier finnes det mange engstelige passasjerer. Hvordan få dem til å sette seg inn i en bil uten sjåfør – uten ratt?

Steinert og kollegene hans arbeider med svaret. I 2014 og 2015 laget de en prototyp på en selvstyrt bil som viser hva den ser – og hva den har tenkt å gjøre.

Prosjektet var et samarbeid mellom TrollLabs på NTNU, Center for Design Research ved Stanford University og Renault.

Lidar og lyslist

Renaulten var utstyrt med en bred lyslist hele veien under og på sidene av dashbordet. Når en hindring dukket opp foran eller på siden av bilen, glødet lyslisten hvitt i samme retning.

– Den skulle ikke gi nøyaktig informasjon. Den skulle bare gjøre deg klar over at bilen ser noe, sier Steinert.

Video fra prosjektet som viser systemet i drift.

Hindringene ble oppdaget med Lidar-instrumenter. De virker som radar, men bruker lys istedenfor korte radiobølger.

Renaulten i forsøket hadde tre Lidarinstrumenter som dekket kjørefeltet framover og ga signaler til lyslisten. En fotgjenger i veien ble for eksempel en diffus lysflekk på lyslisten i retning av fotgjengeren.

Googles selvstyrte bil har et Lidarinstrument med hele 64 stråler. Det gir et mer detaljert bilde rundt hele bilen, men koster også mye mer. Tesla bruker ikke lidar, men vanlige kameraer for å holde oversikten.

Et vennlig rykk i fotplaten

Renaulten i forsøket hadde også en fotplate i pedalhøyde. Når autopiloten hadde oppdaget en hindring, løftet fotplaten seg ørlite.

– En menneskelig sjåfør ville løftet foten og holdt den over bremsepedalen for å være klar til å bremse. Fotplaten ga et vennlig lite rykk, som for å si: Hei, jeg er forberedt, forklarer Steinert.

Affektiv ingeniørkunst

Slike forsøk er eksempler på det Steinert og kollegene hans kaller affektiv ingeniørkunst. Maskiner må lære seg å tolke følelsene til mennesker og ta hensyn til dem.

Det er ikke lett å få til. Følelser er kaotiske. Hvordan skal bilen – eller andre maskiner for den saks skyld – vite om du er trygg eller redd?

Sammen med kollega Stephanie Balters har Steinert skrevet en artikkel om dette i tidsskriftet Journal of Intelligent Manufacturing.

Stephanie Balters har brukt bilsimulatoren ved Stanford University i forskningen. Her er hun bak rattet i simulatoren. (Foto: Stephanie Balters)
Stephanie Balters har brukt bilsimulatoren ved Stanford University i forskningen. Her er hun bak rattet i simulatoren. (Foto: Stephanie Balters)

Puls, pupiller og svette

Artikkelen forklarer hvordan du kan måle følelsesreaksjoner på menneskekroppen. Sterke følelser øker for eksempel pulstakten og sperrer opp pupillene.

Sterke følelser får deg også til å svette mer. Svette leder elektrisk strøm. Derfor kan svetten måles som mindre elektrisk motstand i huden.

Skiller ikke mellom glede og sinne

Problemet er at de sterke følelsene kan være positive eller negative. Målingene skiller ikke mellom jublende glede og redsel.

De skiller heller ikke mellom følelser som skyldes trafikken eller noe du hører på nyhetene, for eksempel.

For å finne ut av denne forskjellen, har forskere fram til nå vært nødt til å intervjue forsøkspersonene etterpå.

Hjernen i infrarødt

Nå kan de også ta i bruk skanning av hjernen utenfra i infrarødt lys. Dette kalles nær-infrarød spektroskopi, NIRS.

– Hodeskallen er gjennomsiktig for de infrarøde strålene. Vi kan se blodgjennomstrømmingen i hjernen, sier Stephanie Balters til forskning.no.

Strålene trenger ikke dypere inn en to–tre centimeter, men kan kombineres med tradisjonelle EEG-målinger der elektroder festes til hjernen.

Med slike målinger kan dataprogrammer bygge opp modeller for å påvise følelser, ifølge artikkelen i Journal of Intelligent Manufacturing.

Øyebevegelser i bilsimulator

Nå kan også kameraer tilkoblet dataprogrammer som iMotions analysere øyebevegelser, ansiktsuttrykk og flere kroppssensorer for å tolke følelsene bedre.

iMotions brukes blant annet i Stanfords avanserte bilsimulator, der både Steinert og Balters har gjort forsøk.

Video fra iMotions viser hvordan programvaren brukes i Stanfords bilsimulator for å skaffe data om bilførerens reaksjoner.

Simulatoren lar forskerne prøve ut hvordan sjåføren takler dagens og morgendagens biler.

Sol gir også svette

Likevel – virkeligheten ute i kaotisk hverdagstrafikk er noe annet enn de kontrollerte forholdene i en simulator.

– I solskinn svetter du mer, sier Balters. Svette betyr altså ikke nødvendigvis sterke følelser.

På samme måte kan målinger vise rask puls fordi sjåføren beveger seg. Falske elektriske signaler fra andre muskler slår ut pulsmåleren.

Alle reagerer ulikt

Et annet problem er at resultater fra ett forsøk kan ikke sammenlignes med et annet.

– Folk oppfatter en situasjon veldig forskjellig. Ikke alle reagerer likt når de setter seg inn i en selvstyrt bil, sier Balters.

– Noen stoler på systemet. I simulatoren på Stanford var de passive. Andre var mer engasjerte, fortsetter hun.

Fortsatt på sjåførskole

På mange måter må den selvstyrte bilen vinne passasjerenes tillit – som en hvilken som helst annen sjåfør.

Men de selvstyrte bilene er fortsatt under opplæring. Det er fortsatt situasjoner der de ikke oppdager fare.

Det skjedde i ulykken med en Tesla i Florida. Den varslet aldri føreren om å ta over.

– Systemet som skulle unnvike kollisjon er programmert til å følge med på områder lavt nede foran bilen. Buen av traileren var derfor ikke mulig å oppdage for systemet, og føreren tok ikke over kontrollen, kommenterer Balters.

Bilen bygger tillit

Når de selvstyrte bilene en gang i framtida faktisk klarer førerprøven i alle situasjoner – hvordan skal de vise passasjerene at de kan slappe av – selv om rattet er borte?

Det kan for eksempel skje med lyssignaler og vipping av fotplate – som i Renault-forsøket. Eller det kan skje ved at bilen snakker til passasjeren.

De beste resultatene kom når bilen ikke sa hva den gjorde, men hvorfor den gjorde det, viser en artikkel av Steinert og kolleger i tidsskriftet Journal of Interactive Design and Manufacturing.

– Bilen må lære hvordan det enkelte menneske reagerer. Hvert menneske reagerer forskjellig. Det er ikke sensorene, men tolkningen av dem som er det vanskelige, sier Balters.

Bil og menneske

Menneskene må også være med på å bygge denne tilliten.

– Du må lære oppførselen til bilen. Du må bli vant til det. Mennesket må lære psykologien til bilen og bilen må lære psykologien og fysiologien – kroppsreaksjonene – til mennesket, sier Balters.