クルマの行く末

エンジニア秀がクルマ業界動向や技術、スタイリング、マーケティングなどを分析とともに書いていくブログ

カテゴリ: テクノロジー

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TRIギル・プラットCEOの自動運転の説明が分かりやすい

先日、ラスベガスで開催された展示会 CES 2017で、トヨタの先端研究機関 Toyota Research Insutituteのギル・プラットCEOが、自動運転の現状についての講演を行いました。

その内容が、現在の自動運転の問題を的確に表現していて、とても参考になったので紹介します。
(CESプレスカンファレンス)
その問題とは、自動運転を実現する技術の問題では無くて、自動運転を受け入れる人間の意識の問題についてです。

人間のミスは許せても、機械のミスは許せない「人間」

人間は自動車を運転すると、自分一人では起こりませんが、何千万台もの交通の中では統計的に事故が起こります。それは、自動運転になっても、不確実性要因がゼロにならない限り、事故もゼロにはならないでしょう。

それを考慮した際の人間の意識の問題について、ギル・プラット氏はこう述べています。
昨年、米国の高速道路では、ドライバーによって操作されたクルマが起こした事故により約3万5千人の死傷者が発生しました。どの死傷事故も悲劇的な出来事です。

では、「人間と同じくらいの安全性」を担保できる完全自動運転車をつくったとしたら、それは十分に安全と言えるでしょうか。言い換えれば、より便利・快適で、渋滞も少なくなり、環境負荷を低減できたとしても、私たちは「機械」により米国でもたらされる年間3万5千人の死傷事故を許容するでしょうか。

合理的に考えれば、答えは「イエス」かもしれません。しかし、心情的には、「人間と同じくらいの安全性」は許容されないと私たちは考えています。

それでは、自動運転が人間よりも2倍安全で、毎年1万7500人の死傷事故が起こるだけになったらどうでしょうか。そのような自動運転を許容できるでしょうか。

歴史的に、人々は、機械の不具合によるケガや死亡を一切許容しないということが示されています。そして、自動運転車の性能を左右する人工知能システムは、現時点では不完全であることが避けられないことを私たちは理解しています。
 「2倍安全で」という表現は、テスラのイーロン・マスク氏の発言を意識していると思います。マスク氏は、テスラの初期ソフトウェアでさえ、人間の運転より2倍安全と2016年に言っています。
自動運転をオンにすると、事故に遭う可能性は50%少なくなります。これは、(ソフトウェアの)最初のバージョンでもこの数値です。同様に、1件の事故が発生するキロメートル数を把握することも可能です。事故とは、エアバッグが展開するような出来事のことを指します。初期ソフトウェアバージョンにおいてさえも、人間が運転する際の2倍の安全性になっています。
「テスラの自動運転は事故に遭う割合を50%低下させている」とイーロン・マスク氏がその恩恵を語る
自動運転は不安だ、というイメージを払拭する為に「人間より2倍安全」と表現したのでしょうが、自動運転車(=機械)に乗車中に事故に遇うという事実は、客観的には受け入れられても、主観的には心理的に受け入れられないのかもしれません。

自分は、、、自分自身の怪我までなら受け入れられると思いますが、家族が怪我したり、命を落としたりしたら受け入れられないでしょうね。

機械の「トロッコ問題」への回答を許容できるか 

同じく、これは「トロッコ問題」にも通じる話です。
トロッコ問題とは、線路を走るトロッコが制御不能で止まれなくなり、そのまま走ると線路の先の5人の作業員を轢いてしまうが、線路の分岐点で進路を変えると、その先の1人の作業員を轢いてしまうとき、進路を変えることが正しいか否か、といった思考実験だ。

これを自動運転自動車に応用すると、たとえば、道路が突然陥没し、ブレーキをかけても間に合わず、直進すれば穴に落ちて搭乗者が死んでしまうというときに、方向転換すれば助かるが、その先にいる5人の小学生を轢いてしまうという場合、自動車の人工知能はどちらを選択すべきか、という問題になる。
記事引用:BOLOGOS 2015年11月02日完全自動運転自動車とトロッコ問題について
この様な話しも、技術問題では無く、倫理問題になってきます。

そんな倫理的な判断も含めて、完璧な自動運転ソフトウェアを自動車会社が作れるでしょうか。

それは無理ですよね。上記の様な緊急時において、全ての関係者の心情、宗教、倫理感を満たす判断は不可能だと思います。

機械がギブアップした瞬間に、人間はバトンを受け取れるか

上記の事例は完全自動運転、レベル4を想定していますが、限定的な自動運転であるレベル2、3においても、ちょっと性質は違いますが、人間に起因する問題提起をしています。

自動運転レベル2では、ペダル操作(加速・減速)やステアリング操作(コーナーリング、車線変更)を組み合わせた、言わば高速道路での運転の自動化を想定していますが、自動運転では対処できないような異常時には、すぐに人間が運転を代わる必要があります。

そんなことが長時間の運転で、継続的に待機できるだろうか、という問題提起です。
心理学者のノーマン・マックワースは、1948年に「The breakdown of vigilance during prolonged visual search」(「長時間の視覚捜索における注意力の衰弱」)と題する論文を執筆しました。

彼の実験では、秒針だけを持ち、時折ランダムに2秒を刻む時計を使用しました。実験で明らかになったことは、その時計をじっと見続けていた場合、長く見続けるほど、時折起こる2秒間の秒針刻みに気づく能力は減少するということでした。

ではここで、先ほどお伝えしたように、会場のみなさんにも20秒間の簡単な「テスト」をしてもらいます。

マックワース時計の動きを注意深く見てください。そして、時計が1秒ではなく2秒を刻むごとに、手を叩いてください。それではいきましょう。

(テスト結果)

これを2時間やり続けるとしたら結果はどうでしょうか。レベル2の自動運転が運転を引き渡してくるかもしれないことに備えて、注意力を維持し続けられるでしょうか。
このような事例に加えて、支障なく自動運転が継続された時の、人間の性質にも述べています。
ドライバーは、システムを過小にしか信頼しないか、過剰に信頼するか、どちらかだと示唆するデータもあります。レベル2システムの能力を過剰に信頼するとき、ドライバーは運転環境へ注意を払う意識を無くしてしまい、実際の能力以上のことをレベル2システムが対応できると誤って考えるようになってしまいます。

私たちは、システムがドライバーに運転を引き渡す必要がないことが続くほど、過剰信頼の意識が強くなっていくことを懸念しています。逆説的なことですが、システムに問題がなくドライバーへの運転引き渡しが発生しないほど、過剰信頼の傾向は悪化しうるのです。
 テスラのAuto Pilotで起きた事故(横断するトレーラーに衝突した件)は、Auto Pilot機能を過剰に信頼したドライバーが前方への注意を怠って起きたものだったので、皮肉にも上記の説明に合致します。

という意見はあるものの私個人的には、自動でない運転でも2時間は普通にできるので、ある程度の操作を自動車側に委ねるのは可能ではないか、と考えています。

自動でない運転を長時間続けると手足のだるさなどが出てきて、注意散漫につながります。レベル2では操作軽減により疲労は少ないでしょうし、会話ソフトなどによる気分転換などによるリフレッシュなども技術的には可能だと思います。

長い議論を経ないと、レベル4は難しいことは確か

完全自動運転の話しに戻りますが、こういう倫理的な判断は、一朝一夕には結論が出ません。現段階の不完全さを許容しつつ、議論を経て自動運転技術の発展を見守る必要があると思います。

自動車が人類に許容されているのは、交通事故の現実を認識しつつも、移動の自由のメリットのほうが大きいことが理解されているから。

自動運転技術も、徐々に危険性と技術がもたらすメリットが認識され、広く許容されるのではないかと思います。

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ホンダの”倒れないバイク”がイノベーション

ホンダが、ラスベガスで開催された展示会、CES2017で”倒れないバイク”展示して大反響を呼びましたが、その技術がイノベーション・アワードを3つも受賞したそうです。
Hondaのコンセプトモデル「Honda Riding Assist」が、1月5日から8日まで米国ネバダ州ラスベガス市で開催された世界最大の家電見本市CES2017において、公式アワードパートナーであるEngadgetが主催するBest of CES2017の「Best Innovation」および「Best Automotive Technology」を受賞しました。また、米国Popular Mechanics誌が主催するBest of CESの「Editors' Choice Awards」も受賞し、Honda Riding AssistはCES2017で合計3つの賞を受賞しました。
ホンダニュースリリース 2017/1/9
どんな技術なのか?は、下記のYoutubeをご覧あれ。1:08ぐらいから見ると、実現した機能とその原理がよく分かります。

フロントフォークのトレール角可変機構で実現

どういう技術で実現したのかというと、
  • バイクの直進性に大きな影響のある「フロントフォークの角度(トレール角)」を極低速時に大きくする(寝かせる)ことで倒れにくくし
  • バイクの重心位置をASIMOなどロボットのバランス制御技術でコントロールし、倒れないようにする
ということだそうです。

ギズモードの記事に詳細技術のレポートがありましたので、引用とリンクを載せておきます。
通常走行時は普通のバイクと同じくステアリングはハンドルと直結、ダイレクトでナチュラルなハンドリングを楽しめますが、極低速時はフロントフォークがハンドルから切り離されると同時にホイールベースを伸ばし、トレールをネガティブにしました。

ハンドルから物理的に分離されたステアリングはステアバイワイヤとして、車体に内蔵されたサーボモーターでコンピュータ制御、自立するというわけです。もちろんこの時もライダーのハンドル操作に反応し、操作することは可能。
引用元:ギズモード記事 ホンダの倒れない二輪車はまさに革命。その詳細技術に迫る

倒れないバイクは渋滞運転時や女性ライダーに嬉しい

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自分も以前、バイクで毎日40km通勤していたことがあるので実感としてありますが、バイクの運転で何がストレスになるかというと、渋滞等の低速時や信号での停止時にバランスを取らなければいけないこと。

バイクは重さとして150~200kgぐらいあるので、常に気を張ってバランス取ったり、足をついて倒れないようにしなければならず、そういう時間って、使っている力は少なくてもかなり疲れるのです。(もちろん、倒れた時に起こすのも大変です)。

また、小柄で力の小さい女性ライダーには念願の機能!という感じでしょうね。

ただし実現するためには、フロントフォークを分離し、角度を可変させる機構が追加になるので、かなりの値上げにはなるでしょうね。予想としては5~10万円ぐらいでしょうか。

ヤマハは転びにくい3輪バイクや、サーキットを走るロボットも開発

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転ばないバイクと言えば、ヤマハが2014年に前輪が2輪のバイク、「トリシティ」を出して話題になっていました。(ヤマハは転ばないとは言っていませんし、トリシティは倒れるそうですが)
日経トレンディ 2015年07月21日
そして、ヤマハはサーキット走行をするロボットMOTOBOTも開発しています。2015年の東京モーターショーにおける発表で「「2017年に人間の運転を上回るパフォーマンスの要件を解明し、最高速度200km/h以上でのサーキット走行を実現する」と言ってますので、今年の東京モーターショーでの発表に期待!ですね。


ロボット技術がバイクの開発に活かされる、なんて子どもの頃には想像していなかったですが、どんどんバイクも進化しているようです。

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カメラを利用した安全装備の進化はブレーキだけじゃない

友人から面白い動画を教えてもらいました。ドイツ高級車メーカー、ベンツ、アウディ、BMWの最新ヘッドライト技術のまとめ動画です。

最新のヘッドライトのハイビームは、LED制御技術とカメラ画像認識を利用して前走車や対向車だけに光を当てずにハイビームを点灯し続けることが出来ます。マトリックスビームとか、マトリックスヘッドライト、グレアフリーハイビームと呼ばれる技術(グレアフリーとは『眩しくない』という意)。

詳細は以下の動画をご覧ください。全部見ると17分と長いですが、5:00~6:00の部分だけを見てもこの技術の内容、便利さが分かると思います。

LEDの点灯制御と画像認識の連動で実現

どうやって、前走車や対向車に光を当てないようにしているかというと、
  • ハイビームで照らす範囲を、複数のLEDで細かく分割して、個別に制御
  • カメラで前方車や対向車がいる範囲を認識し、そこを照らすLEDを消灯
  • 対向車の移動なども逐次認識して、LED点灯・消灯を連続制御
というような仕組みで実現しています。

目的はもちろん夜間走行の安全性

なぜ、こんな技術革新が進んでいるかというと、やはりハイビームが使われないことによる事故が多いから。過去にも取り上げた記事を一部引用します。
 『ハイビーム使用を…横断死亡96%が「下向き」』
歩行者が夜間に道路を横断中、車にはねられた昨年1年間の全国の死亡事故625件のうち、96%の車のライトがロービームだったことが警察庁の調査でわかった。

ドイツ高級車勢は着々と採用を拡大

このハイビーム技術は、ヨーロッパの高級車でどんどん採用が進んでいます。

AUDIの最高級車、A8ではハイビームを50分割して個別制御。点灯するパターンはその組み合わせにより、1億パターン以上にもなるとか。2016年に発売されたA4でも、ハイビームに12個のLEDを搭載し(分割パターンは少ないですが)同様の機能を搭載しています。
外部リンク:アウディ公式HP A8 マトリックスLEDヘッドライト
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Mercedes-Benzも2013年のSクラスあたりから同様のマトリクスビーム機能を搭載しており、当時は24個のLEDでハイビームを構成。同じハイビームユニットを、Cクラス、Eクラス、SUVのGLC等、次々にブランド内に展開してきています。

最新のEクラスでは、そのユニットを刷新。ハイビーム用LEDを84個まで増加し、さらに細かく照射範囲が分割され、対向車等の光を当てたくない対象物ぎりぎりまで照らすことが出来るようなっています。
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日本ではマツダがデミオ、CX-5などでも採用

日本では、マツダが積極的に採用しています。2014年に日本の自動車メーカーとしては初めてのLED式グレアフリーハイビームを、マイナーチェンジしたアテンザ、CX-5に搭載しています。

2014年のマツダのものは4分割とずいぶん粗い分割(下記画像)ですが、それでも機能が有ると無いではずいぶん違います。
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画像引用:マツダ公式HP

2016年には、マツダのボトムラインであるデミオに、最新式の11分割式のLED式グレアフリーハイビームを搭載。続いて発表されたCX-5のフルモデルチェンジにも、もちろんこの最新式が採用されました。
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コンパクトカーのデミオから最新の安全装備を投入するとは、マツダの言うように『コンパクトカーのクラス概念を超える安全装備』を体現していますね。

事故の防止は、まず危険の認知から

ヘッドランプの最新技術を紹介しましたが、やはり事故防止にはこのように前方を照らして、運転車が危険を認知することが欠かせません。

現在保有しているクルマにこの技術を付けることは無理ですが、ハイビームをこまめに使用して走行することは誰にでもできます。

またもっと簡素なシステムで、ハイビーム走行時に対向車が来ると自動でロービームに切り替わるオートハイビームシステムも普及が進んでいます。クルマを購入される際は、そのような機能が付いているかも気にしてみてください。

危険に遭遇した時に機能する自動ブレーキよりも、危険に遭遇しない為のヘッドライト技術のほうが、事故防止には有効だと思いますので。

安全支援技術でペダル踏み間違い事故を抑制

前回、高齢者の 運転操作不適による事故について触れましたが、トヨタから安全支援技術
「インテリジェントクリアランスソナー(ICS)」で事故が減ったとの発表がありました。
トヨタ自動車、駐車場での安全支援技術
「インテリジェントクリアランスソナー(ICS)」の事故低減効果を発表
-駐車場での踏み間違い事故が約7割、後退時事故が約4割減少-
 
トヨタ自動車(株)は、駐車場内での衝突事故被害軽減に寄与する「インテリジェントクリアランスソナー(ICS)」を搭載している3車種(アルファード、ヴェルファイア、プリウス)について、2015年1月から2016年6月までの18カ月の間に駐車場で発生した事故を調査した。当該車種約6万台分を契約している保険会社による約2500件の事故データを調査した結果、踏み間違い(ブレーキとアクセルの踏み間違い)事故件数は約7割減少し、 後退時事故件数については約4割減少という結果を得ることができた。
参照記事:トヨタ自動車 ニュースリリース 2016/12/26 
  ペダル踏み間違い時          後退時
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なかなかこのような事故低減効果って正確性が担保出来ないと発表するのは難しいのですが、統計的な検定を行って、90%以上の確率で有意な差があることを確認しているそうです。

距離検知センサの反応でエンジン出力とブレーキを制御

原理は難しいものでは無く、障害物が近くなるとエンジン出力を抑え、ブレーキをかけるというもの。
インテリジェントクリアランスソナーは、衝突の可能性がある障害物を感知したとき、ハイブリッドシステムの出力を抑制することにより車速の上昇を抑えます。(ハイブリッドシステム出力抑制制御:下記図1)
また、そのままアクセルぺダルを踏み続けた場合は、ブレーキをかけ減速させます。(ブレーキ制御:下記図2)
トヨタHP プリウスの商品解説より 
トヨタ作成の、解説用動画はこちら。

従来の機能+αで社会的に効果のある機能に。 

駐車時の距離検知ソナー(センサー)ってずいぶん前からある機能なのですが、それとエンジン、ブレーキ制御を結びつけることで、事故防止につながる機能になったようです。

ちなみに、前進している時の事故においては、ICSの効果は「優位な差は確認できておらず、引き続き調査を進める(トヨタ)」としてますが、前進時は走行状況は多様すぎて(駐車や渋滞、単に住宅地を低速走行している等)状況を確定できないんでしょうね。

他社も同様の機能で事故防止になっているはず。 

もちろんトヨタだけでなく、他社も同様の機能を既に搭載しています。ダイハツのスマートアシスト3は、前方はカメラによる画像認識で、後方はソナーで障害物の距離を検知しています。
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こちらは、スバル・アイサイトの後発進防止機能の紹介動画。スバルもダイハツと同じく、前方はカメラ、後方はソナーですね。


スバルは踏み間違いに限定していませんが、アイサイト搭載車は61%事故が減少すると発表していますし、他社の自動ブレーキ機能も似たような効果が出ているものと想像します。トヨタは多くのクルマからDCM通信で車両情報を取得しているので(もちろん顧客承諾の上)、分析ができているのかもしれません。

他社も含めて、このような機能が事故を減らすことがデータで立証され、事故による死者や怪我が減ることはもちろん、事故処理や渋滞、損害保険などの社会的損失に対するケアがどんどん減って、クルマが社会的にもっと使いやすくなり、負担が少なくなることを期待します。 

HUDWAY GLASS

スマホカーナビの進化形

気になってるんですよね。スマホの画面を反射させて、ヘッドアップディスプレイ(以下、略してHUD)として使うタイプのカーナビ。
株式会社ナビタイムジャパンは、2016年9月16日(金)より、HUDWAY LLC.のHUD(ヘッドアップディスプレイ)『HUDWAY GLASS』と、本格カーナビアプリ『カーナビタイム』の6ヶ月無料利用パスをセットにした、『HUDWAY GLASS×カーナビタイム』の販売を開始いたします。

 『HUDWAY GLASS』は、車のダッシュボードに設置し、スマートフォンを置くだけで、スマートフォンの画面を鏡のように映し、HUDとして利用できる製品です。スマートフォンの画面より、約1.2倍に拡大され、さらに透過性のある画面でドライバーの前方の視界を妨げることがないため、目線の移動を最小限にし、より安全にカーナビアプリをご利用になれます。
参照記事:株式会社ナビタイムジャパン プレスリリース 2016年9月5日
このナビタイムのスマホカーナビAppと、反射板キットとのパッケージ価格は、11500円(税抜き)。amazonや楽天等で購入できます。

2015年10月にクラウドファンディングでスタート

このHUDWAY Glassですが、昨年の2015年10月9日にクラウドファンディングサイト、Kickstarterで購入希望の募集がスタートしたプロジェクトです。
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このHUDWAY Glassは目標応募額$10,000でスタートしたところ、開始1ヶ月で9095人もの応募者(購入希望者や投資家)から $622,785(約7000万円) も集まった、かなりの注目プロジェクトでした。

目標の62倍も資金が集まるなんて、みんなやっぱりこういうナビが欲しかったんでしょうね-。
外部リンク:Kickstarter HUDWAY Glass

便利そうだけど、たぶん見づらいと思う。これは。

でもナビタイムの写真をよく見ると、ちょっと使いづらいと感じます。

反射板に地図を写しているんですが、その地図の映りがかなり薄いです。向こう側が透けて見えるようにしているので仕方ないですけど、これでは走行している間は細かい地図は読み取れないと思います。

走っている間は常に景色や道路が動いて見えるので、そこに重なってる地図はじっくり見ていても読みにくいですよね。運転中は、そんな見ていられないですし。
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Kickstartrの画面(上の上の写真)を見ると、単純な道路形状と曲がるポイントまでの距離、現在時速ぐらいしか表示していません。

マツダの純正装備にあるHUD(下記写真)も、比較的単純な記号や数字しか表示していません。やっぱり、それが見やすさと透過性を両立させる限界なのかもしれません。
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単純に車両信号を表示するHUDもあるけど

スマホを使わずに、車両信号をOBD2端子から取り出して、速度とか時刻を表示するタイプもHUDも売られています。でも、ちょっと安っぽい感じですね。
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まだ発展途上だけど有望なガジェット

と言うわけで、現在出ている後付けタイプのHUDは、そのままではまだ使いにくいと思います。

でもYahoo!カーナビや、トヨタのTCスマホナビの追加デバイスとして、例えばBluetooth通信で曲がるポイントと距離を補助的に表示するとか、スマホカメラを環境認識カメラとして使って速度標識や前車との車間距離を表示するとか、将来性はあると思います。

この反射パネルだけ利用して、なんか汎用的な拡張デバイスが出ないかなー、と期待しています。

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