- Gemodificeerde Super Formula-auto
- Meerijden in virtual reality
- A2RL moet vertrouwen in Ai vergroten
- Video: De A2RL-organisatie showt de auto aan de media
Toegegeven, ons hart ging niet meteen sneller kloppen toen we een uitnodiging kregen om op de ochtend van de laatste Formule 1-race in Abu Dhabi een kijkje te komen nemen bij de eerste volledig geassembleerde A2RL-auto. Wat is er nou aan om auto’s rondjes over een circuit te zien rijden die niet bestuurd worden door coureurs maar door kunstmatige intelligentie? Autosport is toch een competitie voor mens én machine, die beiden op de absolute limiet presteren? Nieuwsgierig als we zijn, besluiten we toch een bezoek te brengen aan het Technology Innovation Institute in Abu Dhabi, waar de wagen buiten staat opgesteld, voordat we onze verre van autonome huurauto – een bijzonder kaal uitgeruste Nissan Sunny – naar het Yas Marina Circuit sturen.
Gemodificeerde Super Formula-auto
Bij aankomst wacht ons meteen een positieve verrassing: de A2RL-bolide is een bijzonder knappe auto om te zien. Het betreft een aangepaste versie van de door Dallara gebouwde SF23, die dit jaar in de Super Formula debuteerde. Een serieuze formulewagen dus, die qua prestaties weinig onder doet voor een Formule 1-auto. Het geheel wordt aangedreven door een 2.0 liter viercilinder turbomotor, maar de organisatie staat ervoor open om in de toekomst naar een andere krachtbron te switchen. Aangezien er geen coureur in hoeft te zitten, is de cockpit dichtgemaakt en de halo, die normaal gesproken de rijder beschermt, verwijderd. Verder oogt de omgebouwde SF23 nagenoeg identiek aan het exemplaar waarmee in Japan geracet wordt.
Toch waren er heel wat aanpassingen nodig om er een zelfrijdende auto van te maken. Zo is de auto voorzien van sensoren, zeven camera’s, vier radars (twee voor en twee achter) en lidar-technologie (waarbij met behulp van laserpulsen de afstand tot een object kan worden bepaald). Gezamenlijk zorgen ze ervoor dat de auto zijn omgeving kan ‘zien’. “Ze nemen alles waar wat er vanaf 10 centimeter tot aan 200 meter van de auto gebeurt. Dus of er zich obstakels op de baan bevinden, of er een bocht aankomt, of er een andere auto in de buurt is en ga zo door”, vertelt Enrico Natalizio, die als hoofdonderzoeker aan het Technology Innovation Institute bij het project betrokken is. Hij legt uit hoe alle informatie die binnenkomt aan een systeem wordt gevoed dat een ‘planner’ wordt genoemd. De planner bepaalt hoe er gehandeld wordt, waarna een systeem genaamd de ‘controller’ de commando’s geeft aan de actuatoren, die ervoor zorgen dat de auto stuurt, accelereert en remt.
Al die extra systemen – samen goed voor 15 tot 20 kilogram meer gewicht in de auto – moeten natuurlijk wel van stroom worden voorzien. “Dat was de grootste uitdaging”, zegt Tom McCarthy, de executive director bij Aspire, de organisatie die achter A2RL zit. Net als het Technology Innovation Institute valt Aspire onder Abu Dhabi’s Advanced Technology Research Council, dat ervoor moet zorgen dat de emiraat een voortrekkersrol heeft op het gebied van research & development. McCarthy vervolgt: “We hadden een hogere output van de alternator nodig en dat was hetgeen waar we tijdens de voorbereidende tests in september en oktober nog wel de meeste tijd aan kwijt waren.”
Een andere uitdaging was het verkrijgen van voldoende koeling voor alle elektrische systemen in de A2RL-auto. Een paar extra sleuven in de neus van de wagen moeten hierbij helpen. Stephane Timpano, de CEO van Aspire, doet hierover uit de doeken: “Bij ons staat de veiligheid van de coureur niet centraal, maar de veiligheid van de computer. Normaal gesproken staat een computer stil op een bureau en komt er verder niemand aan. Maar bij ons vliegt het met een snelheid van 300 kilometer per uur over het asfalt, terwijl het wordt blootgesteld aan temperaturen die oplopen tot wel 90 graden en alle krachten die bij racen komen kijken. We hebben het echter voor elkaar gekregen, al zal het beschermen van de computer wel iets zijn waar we continu aan blijven werken.”
Van links naar rechts: Enrico Natalizio, hoofdonderzoeker aan het Technology Innovation Institute, Khurram Hassan, programmadirecteur van A2RL, Dr. Tom McCarthy, Executive Director van Aspire, en Stephane Timpano, CEO van Aspire
Foto: A2RL
Tien teams
Aan de eerste race, die in april op het Yas Marina Circuit plaatsvindt, doen tien auto’s mee die worden ingezet door tien teams. De teams zijn verbonden aan universiteiten en onderzoeksinstituten uit onder andere de VS, China, Duitsland, Italië en de Verenigde Arabische Emiraten. Nederland is vooralsnog niet vertegenwoordigd in de A2RL-competitie. Er wordt gestreden om een prijzenpot die in totaal 2,25 miljoen dollar bevat.
De teams krijgen dezelfde auto, maar ook dezelfde ‘autonomous stack’, zoals het pakket aan componenten heet dat de wagen autonoom maakt, én hetzelfde besturingssysteem. Natalizio: “We geven alle teams een auto die zijn omgeving kan zien en in staat is om een ronde af te leggen met 50 kilometer per uur. Het is vervolgens aan de teams om de auto sneller te laten gaan en de AI zaken te leren als wat er moet gebeuren als ze in de buurt van een andere deelnemer komen. De teams krijgen ook dezelfde drivers voor de sensoren en actuatoren. Die kunnen ze voor een deel zelf herprogrammeren, als ze de hardware via de software beter kunnen laten presteren. Maar dat is slechts een klein onderdeel van de competitie.”
Natalizio wijst drie punten aan waarop de teams hun AI-software kunnen ontwikkelen. “Je hebt te maken met lokale planning, globale planning en strategie”, neemt hij ons dieper mee de materie in. “Van lokale planning is sprake als de auto een andere wagen voor zich ziet en voor de vraag staat of hij in het spoor moet blijven of moet proberen in te halen. Vervolgens bepaalt de globale planning op basis van de bocht die volgt, of het beter is om meteen in te halen of daar nog even mee te wachten omdat het gemakkelijker is om bij de volgende bocht in te halen. En dan is er nog de strategie. Net als dat een coureur een karakter heeft, kun je die ook aan een AI geven. Elke milliseconde moet er namelijk een beslissing worden genomen en je kiest zelf hoe conservatief of agressief je AI daarbij te werk gaat, afhankelijk van de strategie die je hanteert.”
Er is nog geen klap gegeven op het precieze format van het evenement, zoals of er een rollende of staande start gebruikt wordt. “We zijn alle opties nog aan het bekijken”, zegt Timpano. “We zullen knopen hierover doorhakken nadat we meer tests hebben gedaan en een beter idee hebben wat het beste voor ons werkt. We weten op dit moment namelijk wel hoe hard één auto in theorie kan gaan, maar het is nog een vraagteken wat er gebeurt als we straks tien tegelijk op de baan zetten.”
De productie van de wagens bevindt zich in de afrondende fase. Begin volgend jaar worden ze uitgeleverd aan de teams. “Ondertussen is iedereen op simulatoren aan het trainen. Ze zijn bezig om de systemen te leren kennen en data te verzamelen”, zo laat Timpano weten. Ook zullen er eerst testraces worden gehouden in de virtuele wereld. Timpano: “Naarmate de race dichterbij komt, vinden er fysieke tests plaats met alle auto’s. We zullen een paar weken testen om ervoor te zorgen dat we op de dag zelf een zo goed mogelijke race hebben.” Onlangs kwam voormalig Formule 1-coureur Daniil Kvyat met een SF23 in actie op het Dubai Autodrome, om de A2RL-organisatie een menselijk referentiepunt te geven. Hoe zullen de prestaties van een AI zich verhouden tot die van een coureur? “Ik denk dat we dicht in de buurt kunnen komen”, zegt Timpano. “We zullen niet ver van de maximale performance van de auto zitten.”
Vooralsnog gaat het om een jaarlijks evenement, maar de ambitie is om er meerdere per jaar te hebben. Natalizio: “Als we over twee of drie jaar drie of vier races hebben op verschillende continenten, zou dat voor ons een succes zijn. Dan kunnen we deze technologie over de hele wereld laten zien, terwijl de belangstelling voor A2RL ondertussen verder groeit.”
Zijn het nu nog technische universiteiten en onderzoeksinstituten die het op het circuit tegen elkaar opnemen, op termijn gaat het mogelijk om de grote namen uit de AI-wereld. Timpano: “Om het met universiteiten te doen was een logische eerste stap, maar de volgende stap is zeker om AI-bedrijven en autofabrikanten erbij te betrekken. Dat gaan we op termijn zeker doen. Maar de beste manier om te beginnen was om iedereen hetzelfde materiaal en daarmee hetzelfde technische startpunt te geven.” Het blijft overigens niet bij formulewagens. De Abu Dhabi Autonomous Racing League is ook bezig om competities op te zetten voor autonoom vliegende drones en zelfrijdende off-road voertuigen.
Meerijden in virtual reality
Hoe indrukwekkend de technologie erachter ook is, hoe interessant is het voor de gemiddelde consument om tien formulewagens autonoom over een circuit te zien rijden? A2RL heeft een aantal ideeën om het publiek erbij te betrekken. “We zijn een online versie aan het ontwikkelen van wat we hier aan het doen zijn en die online ervaring zal vanaf het eerste begin een belangrijke rol spelen”, zegt McCarthy. “We zijn bezig met een app die het mogelijk maakt om met een ghost car aan de slag te gaan en real-time mee te racen met de echte wagens. Wie de app gebruikt, leert dus meteen het een en ander over waar we hier mee bezig zijn.”
“Dit wordt de eerste op AI-gebaseerde extreme sport ter wereld”, benadrukt Khurram Hassan, programmadirecteur bij A2RL, het feit dat men in Abu Dhabi aan iets compleet nieuws werkt. “Dat is waar we het hier over hebben. En het digitale element is inderdaad heel belangrijk voor ons. Tom noemde de ghost car al. We hebben straks tien auto’s op de baan, maar er rijden nog eens honderden wagens online mee. Dat is in elk geval waar we naartoe willen met zijn allen. En we zullen straks de eersten ter wereld zijn waarbij je in virtual reality mee kunt rijden met elk van de tien deelnemers. Dat is een voordeel van dat er geen coureur in de auto zit. Dan kun je iets meer de grenzen opzoeken met dit soort dingen.”
A2RL moet vertrouwen in Ai vergroten
Een belangrijk doel dat de initiatiefnemers van A2RL voor ogen hebben, is het vergroten van het vertrouwen dat de consument heeft in AI-technologie, door aan te tonen dat autonome formulewagens zonder problemen met snelheden richting de 300 kilometer per uur tegen elkaar kunnen racen. “We zijn de mobiliteit van de toekomst aan het aanjagen”, aldus McCarthy. “Iets waar we op focussen is namelijk ook hoe de AI-industrie van dit project kan profiteren en hoe de acceptatie van AI bij de consument kan worden vergroot. Want een van de grootste uitdagingen waarmee de industrie kampt, is dat de consument zich blijft verzetten. Denk eens aan al die slimme rijhulpsystemen die tegenwoordig in de auto’s zitten, maar waar mensen vaak niet eens van weten dat ze die hebben. En wanneer ze zich wel bewust worden van systemen als rijbaanassistentie, dan weten ze doorgaans niet hoe snel ze die moeten uitzetten.”
“We zijn al in staat om voertuigen te bouwen die mensen veilig kunnen houden in allerlei verschillende omstandigheden. De auto’s van tegenwoordig zijn op dat vlak al heel ver”, stelt McCarthy. “Maar de gemiddelde chauffeur wil er niet aan. Dus waar steken we de meeste middelen in als we verkeersveiligheid willen promoten? In campagnes die ons vertellen dat we niet op onze mobiele telefoon moeten zitten en om de zoveel tijd een rustpauze moeten inlassen. Maar wat als we ervoor kunnen zorgen dat mensen meer vertrouwen krijgen in de autonome capaciteiten van een auto? Als ik op een snelweg rijd en voor me schaart een vrachtwagen, dan is er een goede kans dat ik uit paniek te hard rem en onderdeel wordt van het drama. Maar wat als iedereen nou eens gebruik zou maken van de technische capaciteiten van een auto die kunnen helpen om een dergelijk ongeluk te voorkomen? Wat als iedereen er nou eens op zou vertrouwen dat autonome systemen het van ons kunnen overnemen op de momenten dat wij het zelf niet meer aankunnen?”
“Zover zijn we nog niet, maar dit is wat ik bedoel met het aanjagen van de mobiliteit van de toekomst”, verduidelijkt McCarthy, die tweeënhalf jaar geleden Ierland verruilde voor de Verenigde Arabische Emiraten, zijn eerdere woorden. “We willen ervoor zorgen dat meer van deze technologie in auto’s beland én gebruikt wordt. Daar is meer acceptatie bij de consument voor nodig en een grotere bereidheid om te investeren bij de fabrikanten. Dat proberen we hier voor elkaar te krijgen, en laten we er ondertussen ook nog een beetje lol aan beleven!”
De AI-industrie zou de ontwikkelingen rond A2RL met grote interesse volgen. Hassan: “Een van onze leveranciers kon de technologie die zij had ontwikkeld bij een snelheid van tot maar 70 kilometer per uur testen, omdat het vliegveld waar zij gevestigd is geen hogere snelheid toestaat. Bij ons wordt hun technologie op de proef gesteld bij een snelheid die ruim drie keer hoger ligt én onder race-omstandigheden. Wij voorzien de industrie van de perfecte testomgeving.” Hassan ziet een belangrijke rol weggelegd voor A2RL als het gaat om het verder perfectioneren van AI. “We brengen de beste mensen ter wereld op dit terrein bij elkaar en dagen ze uit om een zo goed mogelijke algoritme te bouwen. Autosport zorgde er eerder voor dat alle auto’s tegenwoordig voorzien zijn van veiligheidsriemen, wij gaan datzelfde doen voor AI.”
Hoe groot de Abu Dhabi Autonomous Racing League wordt, zal afhangen van de mate waarin de IT- en autoindustrie zich achter het initiatief schaart en of het daadwerkelijk voldoende interessant wordt voor een publiek dat breder is dan alleen ‘tech geeks’. Aan het enthousiasme van Tom McCarthy en de zijnen zal het in elk geval niet liggen.
Video: De A2RL-organisatie showt de auto aan de media
