De toekomst van de zelfrijdende auto
Dankzij steeds goedkoper en krachtiger wordende chips, worden auto's zo langzamerhand volwaardige computers. Met allerlei nieuwe technologieën kunnen ze zelf hun omgeving inschatten en daarop anticiperen. Wat voor veranderingen brengt dat teweeg en wat zijn de voornaamste uitdagingen?
De wijze waarop we ons (laten) vervoeren staat aan de vooravond van een revolutie. In auto's worden steeds geavanceerdere technieken gebruikt. Dat zien we ook terug in het dashboard, dat bij veel nieuwe auto's niet meer gebaseerd is op mechanische wijzers, maar volledig digitaal is. Er worden ook steeds meer nieuwe technologieën toegevoegd waardoor de auto meer kan communiceren met andere apparaten. En dan bedoelen we niet alleen een carkit via bluetooth. Nee, we leven in het 'internet-of-things-tijdperk', waarbij apparaten in en om het huis steeds vaker op internet aangesloten zijn. Binnen gebeurt dat via wifi, buiten via een simkaart. Steeds meer nieuwe auto's zijn voorzien van een ingebouwde simkaart, plus een gps- en dataverbinding. Sterker nog, vanaf 2018 is dat een verplichting voor iedere nieuwe auto in de Europese Unie. Lees ook: 'Apple komt in 2019 met auto'.
De simkaart vormt een onderdeel van het eCall-systeem, dat jaarlijks zo'n tien procent van de verkeerslachtoffers moet redden - zo'n 2500 mensen per jaar in de EU. Dit systeem wordt tijdens een incident, zoals een ongeval, automatisch geactiveerd. Er wordt dan automatisch 112 gebeld, waarbij de locatie van het ongeval wordt doorgegeven. De bestuurder kan vervolgens via een ingebouwde microfoon en luidspreker met de centrale communiceren. Kortom: dit systeem moet ervoor zorgen dat hulp veel eerder ter plaatse is.
Slimme cruisecontrol
Een andere ontwikkeling die nu al in auto's toegepast wordt, is 'adaptive cruise control' (ACC). Dit is een beduidend slimmer systeem dan de reguliere cruisecontrol, die alleen een bepaalde snelheid aanhoudt. Het wordt ook wel 'autonomous intelligent cruise control' (AICC) genoemd. Met deze vorm van cruisecontrol is de auto in staat om geheel zelfstandig de snelheid en de volgafstand te regelen, daarbij rekening houdend met het andere verkeer op de weg. Dankzij een (laser)sensor in de voorbumper zal de auto vanzelf afremmen als de afstand tot de voorligger afneemt. Dit moet botsingen voorkomen. Het systeem werkt met snelheden van 30 tot 200 km/u en heeft een zicht van 180 tot 200 meter.
©PXimport
Deze slimmere versie van cruisecontrol rijdt niet alleen prettiger, maar moet ook kopstaart-botsingen voorkomen. Tevens moet het de doorstroming ten goede komen en files verminderen, omdat de effectieve dichtheid op rijstroken beter benut wordt. Een variant die hier vaak mee gecombineerd wordt, is 'lane assist'. Tijdens de cruisecontrol op de snelweg kan de auto zelf de lijnen op de weg volgen en zelf bijsturen in flauwe bochten. Bovendien kan het systeem een waarschuwing geven wanneer het erop lijkt dat de bestuurder niet oplet en - als reactie uitblijft - zelfs bijsturen en afremmen. Op dit moment worden eCall, lane assist en ACC al gebruikt in nieuwe auto's, al dan niet als optie.
Communicerende auto
Een volgende stap is vehicle-to-vehicle-communication (V2V). Een auto met ACC functioneert geheel autonoom en communiceert niet met andere auto's. De V2V-techniek bouwt op ACC voort, maar communiceert wél met andere wagens op de weg. Auto's kunnen elkaar dan waarschuwingssignalen geven, bijvoorbeeld als er plotseling een auto op de rijbaan stilstaat. Maar ze zenden ook constant gegevens uit, om andere auto's te laten weten dat ze er zijn. Het probleem van een dode hoek en onoverzichtelijke kruispunten moeten daardoor uiteindelijk tot de verleden tijd gaan behoren. Het systeem werkt ook samen met stoplichten, lokale werkzaamheden en bij ongelukken. Wanneer iemand door rood rijdt, krijgen andere auto's een waarschuwing. En wanneer er een ongeluk is gebeurd of een weghelft is afgesloten, zoals bij wegwerkzaamheden, wordt dat automatisch op afstand gecommuniceerd.
In de VS staat V2V op het punt om te worden goedgekeurd. Het werkt op de 5,9GHz-band met 75 MHz en op een afstand van circa 1000 meter. Het betreft een zogenaamd ad-hoc-netwerk, waarbij de aanwezige toegangspunten samen automatisch een netwerk vormen. Er hoeft dus niet eerst verbinding met een vast netwerk te worden gemaakt, zoals bij wifi en 4G wel het geval is. Het systeem zou in 2017 verplicht worden voor nieuwe auto's. Onder andere General Motors, BMW, Mercedes, Honda, Audi en Volvo zijn er al mee bezig. Het systeem moet ook leiden tot variabele maximumsnelheden, stoplichten die zich aanpassen aan het verkeer en het automatisch voorrang verlenen aan politie-, brandweer- en ambulancewagens. Wereldwijd zou het een miljoen doden per jaar moeten voorkomen; al zal dat nog wel even duren, want dan zouden alle weggebruikers dit systeem moeten gebruiken.
©PXimport
Auto met internet
Zoals we al eerder vertelden, zijn steeds meer nieuwe auto's voorzien van een simkaart en is dat in de toekomst zelfs verplicht vanwege het eCall-systeem. Dankzij een simkaart is de auto aangesloten op het mobiele internet en kan realtime informatie gebruikt worden, zonder dat daarvoor een smartphone nodig is. Zo weet de auto exact waar files staan en waar wegen zijn afgesloten en wat de weersverwachting is. Het entertainmentsysteem in de auto kan er ook gebruik van maken, voor onder andere het streamen van audio en video. Tegelijkertijd kan de auto ook als wifi-hotspot dienstdoen, zodat alle reizigers onlinediensten kunnen gebruiken. Het systeem staat ook in contact met het on-board diagnotics-systeem (OBD), waardoor de garage het op afstand kan zien als er iets mis is.
Het maakt ook nog compleet andere diensten mogelijk, stelt futuroloog Tony Bosma. "Er zijn nu al automerken bezig om de auto ook te gebruiken als afleverpunt voor bijvoorbeeld pakketjes. Dan kan bijvoorbeeld alleen de achterklep worden geopend en kunnen online bestellingen, thuis of op het werk, bij de auto worden geleverd. Audi heeft dit onder andere getest met DHL en Amazon, maar ook Volvo is hiermee bezig. Dus als een auto continu verbonden is, krijgt die veel meer nieuwe aanvullende mogelijkheden, denk bijvoorbeeld ook het monitoren van je gezondheid."
Zelfrijdende ParkShuttle in Rotterdam
Al ruim tien jaar rijdt er in Nederland een autonome shuttlebus rond, namelijk de ParkShuttle in Rotterdam. Deze shutlebus biedt ruimte voor 20 passagiers. Hij rijdt tijdens de spits iedere 2,5 minuut en daarbuiten kan hij via een knop bij de halte opgeroepen worden. Ondanks een gesloten route zonder andere voertuigen, met elektronica in het wegdek voor de sturing, ging het mis in 2005. Er waren twee rijbanen, zodat de bussen elkaar konden passeren, met uitzondering van twee locaties: onder het viaduct van de A16 en op de brug over de N210. Daar moesten de wagentjes op elkaar wachten, wat ze ook prima deden.
Tot een voertuig de communicatie met centrale server verloor en netjes volgens de veiligheidsvoorschriften stopte met rijden. Dat was net op het enkelbaanstraject van de brug boven de N210, waardoor de bussen aan de weerzijden van de brug moesten wachten en het gehele transport tot stilstand kwam. De stilstaande bus, die alles blokkeerde, werd naar de volgende halte gestuurd en het systeem werd opnieuw opgestart. Vervolgens werd door een menselijke fout het baanvak aan beide kanten vrijgegeven, waardoor de twee wachtende bussen tegelijkertijd de brug opreden en op elkaar botsten. Er was wel een automatisch remsysteem, maar dat was berekend op een stilstaand en niet op een rijdend object. Nadien is de software aangepast.
Beveiliging
Connectiviteit is niet alleen een zegen, maar ook een zorg. Op korte termijn is internet in auto's nog complementair: het is handig om te hebben als extraatje. Maar in de toekomst zouden auto's weleens grotendeels afhankelijk kunnen worden van internet, net als dat tegenwoordig ook in het bedrijfsleven het geval is. Zonder internetverbinding zal een auto wel kunnen functioneren, maar een groot deel van hun functionaliteit inleveren - helemaal wanneer het gaat om autonoom opererende auto's. Bovendien levert het een nieuw beveiligingsprobleem op. Net als computers, smartphones en servers, zijn auto's gevoelig voor bugs en hackers en naarmate de connectiviteit en automatisering groeit, zal dit alleen maar toenemen.
©PXimport
Sergey Lozhkin, beveiligingsexpert van Kaspersky, ziet deze gevaren ook. "Naarmate auto's meer leunen op communicatie met centrale en veelal cloudgebaseerde servers, levert dit een beveiligingsprobleem op, zowel wat betreft de software en het besturingssysteem van de auto als de communicatie naar binnen en buiten. De grootste bedreiging komt van hackers en cybercriminelen die het communicatieverkeer onderscheppen en die vervolgens zelf commando's en vervalste sensordata naar de auto sturen. Dat kan leiden tot ernstige fysieke schade." Volgens Lozhkin is het essentieel dat autofabrikanten meer gaan samenwerken met beveiligingsbedrijven, om goed in kaart te brengen welke potentiele gevaren er zijn in de nabije toekomst.
©PXimport
Futuroloog Bosma ziet dezelfde gevaren, maar vraagt zich af of ze wel te voorkomen zijn. Bosma: "Het is een illusie om te denken dat de autonome auto volledig veilig voor hackers kan worden. Dat zal niet gebeuren. De afweging is dan altijd of de voordelen van duurzaamheid, gemak en veiligheid opwegen tegen de mogelijkheid dat een auto gehackt kan worden." Overigens is het hacken van auto's niet per se een toekomstige dreiging. Moderne auto's bevatten al zo ontzettend veel computercomponenten dat ze op dit moment al via een laptop gehackt kunnen worden, al is daar nog wel een fysieke koppeling voor nodig. Dat bewees een experiment van het Amerikaanse zakenblad Forbes recentelijk.
Een Toyota Prius en Ford Escape werden door een tweetal hackers fysiek onder handen genomen waarbij de Electronic Control Units (ECU's) via een laptop vanaf de achterbank konden worden aangestuurd via een koppeling met de diagnostische poort. Een argeloze bestuurder werd getrakteerd op onjuiste snelheidsaanduidingen, een gemanipuleerde benzinestand, een claxon die op commando afging (en door de bestuurder niet uit te schakelen was), een vanzelf bewegend stuur en weigerende remmen. Volgens de hackers zou dit ook draadloos kunnen bij auto's met een simkaart door gebruik te maken van bugs in het bluetooth-protocol en een Android-app. Met meer zelfrijdende auto's op de weg neemt de potentiële dreiging natuurlijk verder toe.
Zelfrijdende auto anno nu
Momenteel is ieder gerenommeerd automerk bezig met de ontwikkeling van volledig zelfrijdende auto's. Internetpionier Google begon daar zes jaar geleden als één van de eerste mee. Een team van vijftien engineers bouwde onder leiding van Sebastian Thrun, mede-bedenker van Google Streetview, een Toyota Prius om. In totaal werd er 150.000 dollar aan apparatuur toegevoegd, waaronder een 'Lidar' en een lasersysteem. De laser genereert een gedetailleerde realtime-3D-kaart van de directe omgeving en de Lidar zorgt voor de basisinformatie voor de kaart. De Lidar is een soort radar waarmee afstand gemeten wordt met een laser en het terugkaatsende licht.
Het is een kenmerkend onderdeel, dat op het dak van een auto geplaatst wordt en continu ronddraait. In 2011 kreeg Google toestemming van de Amerikaanse staat Nevada om daar auto's zelfstandig te laten rondrijden. Inmiddels hebben vier andere staten ook toestemming geven voor experimenten met autonome auto's. In mei 2014 presenteerde Google een nieuw concept voor een zelfrijdende auto, zonder stuur en pedalen. Google is niet van plan een autofabrikant te worden, maar wil wel een belangrijke rol op de achtergrond spelen. De technologie en alle ervaringen zullen in 2017 worden vrijgegeven en Google verwacht in 2020 auto's die hierop gebaseerd zullen zijn. Andere fabrikanten zitten ondertussen niet stil en zijn ook bezig met (deels) zelfrijdende auto's, al zijn het allemaal nog prototypes en betreft het lang niet altijd volledig zelfrijdende versies die je van A naar B kunnen brengen. Onder andere Mercedes en Nissan hebben zich tot doel gesteld om in 2020 volledig zelfrijdende auto's op de markt de hebben.
©PXimport
Autonoom transport
De recente ontwikkelingen rondom zelfrijdende auto's lijken een revolutie van ons vervoer in te luiden. Toch moeten we alles een beetje relativeren. Het zal nog wel even duren voordat we ons allemaal in een zelfrijdende auto verplaatsen en voertuigen zonder menselijke bestuurder zijn bovendien alles behalve nieuw. Op luchthavens en in grote steden rijden al een tijdje metro's, monorails en bussen rond. Ook in Nederland is dat het geval, zie het kader over de ParkShuttle in Rotterdam.
De ontwikkelingen rond zelfrijdende auto's roepen de vraag op wat voor veranderingen in onze maatschappij dit teweeg zal brengen. De eerste volledig autonoom rijdende auto's gaan rond 2020 de verkoop in, en onderzoeksbureaus verwachten dat ze rond 2040 standaard zullen zijn. Doordat de auto met al z'n technieken zelf kan rijden, kunnen wij andere dingen gaan doen. Hebben we dan nog wel een eigen auto nodig? Immers, met een druk op een knopje in een app komt er een autonome auto voorrijden waar we in kunnen stappen. Dan is het logischer als niet iedereen meer een eigen auto heeft. Het scheelt een dure aanschaf en het bijbehorende onderhoud en een parkeerplaats voor de deur waar de auto een groot deel van de tijd werkloos stilstaat. "De impact van zelfrijdende auto is verstrekkend", denkt futuroloog Bosma. "De verwachting is dat we minder auto's nodig hebben, omdat een zelfrijdende auto elke dag op meerdere plekken kan zijn dus verschillende mensen kan vervoeren. Hebben we dan nog wel zo veel parkeerplekken nodig? En wat te denken van de parkeergarages in steden?"
Zelfrijdende taxi's
De eerste stap naar dit scenario zal waarschijnlijk worden gezet met zelfrijdende taxi's. Van het nieuwe taxibedrijf Uber is publiekelijk bekend dat het op het gebied van auto's en robotics samenwerkt met de universiteit Carnegie Mellon, waarbij gewerkt wordt aan een autonome taxi. Ook Google werkt naar verluid aan een robo-taxi, zo blijkt uit meerdere patenten. De in december 2014 aangekondigde Google Car zou daar prima voor kunnen dienen.
©PXimport
Bussen en vrachtwagens
Als we auto's en taxi's zelfstandig kunnen laten rijden, hoe zit het dan met andere vormen van transport? Bij bestaande autonoom rijdende bussen en monorails gaat het meestal om een vast traject op een afgeschermde baan. Maar de nieuwe focus ligt vooral op autonoom vervoer op de bestaande wegen, waarbij het wegdek, de verkeersborden en de verkeerssituatie gemonitord worden.
We kunnen ons goed indenken dat niet alleen personenauto's, maar ook bussen en vrachtwagens binnen afzienbare tijd geen chauffeur meer hebben. Met name voor het vrachtvervoer zal dat enorme consequenties hebben. Zonder chauffeur hoeft er geen verplichte pauze worden ingebouwd; een autonome vrachtwagen kan desnoods 24 uur achter elkaar doorrijden. Verse producten kunnen nog makkelijker en sneller bezorgd worden en de vrachtwagens kunnen desnoods meerdere keren per dag ingezet worden.Uiteraard is de keerzijde dat dit zeer veel banen zal gaan kosten en dat gevaar geldt ook voor buschauffeurs en machinisten. Trek dat wat breder door en ook postbodes, koeriers en pizzabezorgers moeten voor hun banen vrezen. Met autonoom vervoer zijn er zijn simpelweg geen mensen meer nodig om die taken uit te voeren.
©PXimport
Hindernissen: wetgeving en mentaal
Technologisch zijn we al heel ver met autonoom vervoer. Maar twee hindernissen vormen misschien wel een grotere uitdaging. Autonoom rijdende auto's begeven zich tussen het reguliere vervoer en zijn op zichzelf misschien wel veiliger (doordat ze situaties beter kunnen analyseren en sneller kunnen reageren), maar het zal toch af en toe tot ongelukken leiden. Google noteerde elf kleine ongelukken in de zes jaar en 2,7 miljoen kilometer dat het met zelfrijdende auto's experimenteert. Deze ongelukken waren overigens allemaal veroorzaakt door menselijke bestuurders. Die cijfers geven goede hoop, maar roepen ook vragen op, waarvan de belangrijkste is: wie is er verantwoordelijk als een zelfrijdende auto een ongeluk veroorzaakt? Is dat de autofabrikant, de overheid (die autonome voertuigen heeft toegelaten) of de inzittende? Of misschien zelfs de softwaremaker, die een bug over het hoofd heeft gezien? Die vraag moet eerst concreet beantwoord worden voordat autonome auto's in Europa de weg op mogen.
Huub Dubbelman, Manager Corporate Communications van Mercedes-Benz Nederland, stelt dat een computer in veel situaties sneller en logischer in staat is te reageren dan een menselijke bestuurder, maar toch is hij niet alleen maar positief. Dubbelman: "We kunnen er niet van uitgaan dat een computer in de praktijk altijd 100% foutloos werkt. Bovendien is er nog veel ontwikkeling nodig om de auto in uitzonderlijke situaties toch de juiste beslissing te laten nemen. Hier is nog een weg te gaan." Maar hij ziet ook een ander probleem. "Verschillende studies hebben aangetoond dat een ruime meerderheid technologie voor autonoom rijden zou accepteren, maar dat is sterk afhankelijk van de achtergrond van de persoon en hoe zijn dagelijkse leven ingericht is. Iemand die maar weinig met technologie te maken heeft, zal een autonome auto wellicht minder snel accepteren."
Futuroloog Bosma acht het zelfs wenselijk dat zelfrijdende auto's het van ons overnemen. "De mens is duidelijk niet in staat om te rijden, al denken we dat zelf wel. Technologie kan dat veel beter. Maar ik zie het de komende tien jaar niet gebeuren door wetgeving, de mens zelf en onze mentale stap om het stuur en dus de controle 'uit handen' te geven. We kennen dus grotere uitdagingen dan de technologie."
Die mentale stap is niet te onderschatten. Veel mensen zijn van nature conservatief en houden niet van grote veranderingen. Bovendien vinden sommige mensen het 'leuk' om te rijden en willen ze het stuur niet graag uit handen geven. Voor iemand die wat minder technisch onderlegd is, is het bovendien lastig te bevatten dat een computer beter kan rijden dan een mens, vooral omdat het menselijk inzicht als grote meerwaarde gezien wordt.
Een andere uitdaging is de communicatie tussen mens en machine. Oogcontact in het verkeer is heel belangrijk: iemand aankijken of een vriendelijk handgebaar maakt veel duidelijk. Maar computers hebben meer moeite hebben om die gebaren te interpreteren, ook omdat de emotie ontbreekt. Bosma vertelt: "Laten we eerlijk zijn, communiceren is voor mensen onderling al lastig, laat staan tussen techniek en mens. Dat gaat verder dan alleen zien waar een weggebruiker zich bevindt en met welke snelheid deze zich verplaatst. Oogcontact en gebaren begrijpen moeten absoluut worden meegenomen in de ontwikkeling van zelfrijdende auto's. Dat laatste stukje technologische is misschien wel het lastigste."
Auto van de toekomst
Hoe zal die auto van de toekomst eruit gaan zien? Is er bijvoorbeeld nog wel een stuur nodig? En als je toch zelf niet meer hoeft op te letten, moeten de stoelen dan allemaal naar de rijrichting opgesteld staan? Diverse autofabrikanten hebben al conceptmodellen ontwikkeld waarbij de stoelen 180 graden kunnen draaien, zodat je tegenover elkaar zit. In de Mercedes F-015 draaien de stoelen al naar de buitenkant toe zodat je makkelijker kunt instappen. En de binnenkant is geheel voorzien van aanraakgevoelige schermen. De auto kan bovendien vanaf iedere stoel bediend worden, bijvoorbeeld om hem harder of zachter te laten rijden.
©PXimport
Het moment waarop we allemaal in autonoom rijdende auto's kunnen rijden, lijkt nog ver weg, maar gaat hoe dan ook komen. De technieken ervoor worden volop ontwikkeld en bijgesteld. De openbare weg gaat hoe dan ook flink veranderen en de auto zal meer richting openbaar vervoer dan persoonlijk vervoer gaan. Het kan honderdduizenden verkeersdoden per jaar schelen, maar kost ook veel banen. De wetgeving is een struikelblok, maar politici lijken de potentie in te zien, waardoor vergunningen worden gegeven voor experimenten. En het grootste struikelblok is de mens zelf: willen we het stuur wel uit handen geven?
