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

К тому моменту, как родители купили ему подержанный компьютер North Star Horizon, молодой человек уже был способен кодировать несложные игры и, например, написал виртуальный кубик Рубика. Другим его проектом была база членов теннисного клуба, принадлежавшего их семье. Кажется, будто Трун провел юность в поиске все более трудных задач, чтобы испытывать на них свои навыки программиста. Тот же принцип преобладал в его научной и профессиональной деятельности. Он поступил на факультет информатики Боннского университета. Искусственный интеллект привлекал его: Трун полагал, что в отличие от людей с их иррациональным, подчас необъяснимым поведением, причины того или иного поведения программы понять можно всегда.

В 1990 году Боннский университет приобрел для исследовательских нужд японский робот-манипулятор. Тут Трун обратил на себя внимание, обучив робота при помощи нейросети ловить катящийся мячик. Научная статья, написанная по результатам этой работы, была принята на американскую конференцию по искусственному интеллекту Neural Information Processing Systems. Поездка туда стала поворотным пунктом в карьере Труна, которому на тот момент было 22 года. Он открыл, что существуют в точности такие же люди, как он, – «сообщество психологов, статистиков, специалистов по информатике, вместе пытающихся понять, как заставить машину учиться». С этого момента Трун сосредоточился на написании научных статей, чтобы иметь возможность посещать конференции по искусственному интеллекту чаще. Благодаря таким мероприятиям его наставниками стали Алекс Уэйбел из Университета Карнеги – Меллона, слывший легендой среди специалистов по искусственному интеллекту, а также будущий руководитель его кандидатской диссертации Том Митчелл. Защитив диссертацию в Боннском университете и получив степень доктора философии в области информатики и статистики, в 1995 году Трун присоединился к преподавательскому составу Университета Карнеги – Меллона.

Одним из самых интересных проектов Труна в Питтсбурге был робот-экскурсовод для музеев. Чтобы обыграть ассоциации, сформировавшиеся у широкой публики в связи с понятием «робот» – вспомните комедию 1986 года «Короткое замыкание» (Short Circuit), сериал «Рыцарь дорог» (Knight Rider) и благонамеренного андроида по имени Data (Данные) из сериала «Звездный путь: Следующее поколение» (Star Trek: The Next Generation), – Трун снабдил своего робота по имени Минерва парой объективов в качестве глаз и ртом красного цвета, который мог изгибаться в гримасу, выражая неудовольствие. Чтобы продемонстрировать публике возможности новых технологий, Минерва водила экскурсии по Смитсоновскому музею в Вашингтоне.

Оказалось, что запрограммировать робота таким образом, чтобы он передвигался по музею, не представляя угрозы ни для себя, ни для окружающих, – удивительно сложная задача. Одновременно с Минервой в залах музея будут находиться сотни посетителей-людей, не говоря уже о ценных экспонатах. Как построить машину так, чтобы она не врезалась в экспонаты? Как написать код таким образом, чтобы она не переехала ребенка?

За шесть лет до DARPA Grand Challenge, в 1998 году, Трун оснастил Минерву лазерными дальномерами. Затем он загрузил в робота алгоритм машинного обучения и отправил его в залы музея ночью, когда там нет посетителей. Минерва передвигалась между экспонатами, просвечивая помещения лазерными лучами и составляя себе их карту. Затем, когда музей открывался и в залах одновременно с роботом оказывались и посетители, Минерва пользовалась ранее составленной картой, чтобы определить свое местоположение. Кстати, именно благодаря карте Минерва избегала столкновения с людьми. Робот считал, что каждое новое препятствие, не отмеченное на карте, – человек, и останавливалась на безопасном расстоянии от него.

Проект робота-экскурсовода оказался весьма успешным, и Трун воспользовался положительными отзывами, чтобы получить место руководителя по программному обеспечению в других проектах. Например, Уиттакер убедил Труна присоединиться к группе, конструировавшей робота под названием «Сурок», с помощью которого планировалось сделать добычу угля в Аппалачах безопаснее. Для старых, выведенных из эксплуатации шахт карт не было, и это являлось потенциальным источником опасности. Например, девять рабочих оказались заперты под землей в старой шахте в городе Куикрик, Пенсильвания, пробив стену заброшенной в течение многих лет выработки, которая оказалась затопленной. Шахтеров спасли через три дня, но Уиттакер воспринял случившееся как личный вызов и всего за два месяца построил робота, которого можно было сбрасывать в старые шахты, сканировать выработки и строить их трехмерные карты, – при этом Трун программировал задачи одновременной локализации и картографирования (SLAM).

К гонкам DARPA Grand Challenge Трун относился с огромным энтузиазмом. Когда ему было 18, его лучший друг Харальд пригласил его покататься на принадлежавшем кому-то из общих друзей новеньком Audi Quattro. На дорогах был гололед, водитель ехал слишком быстро, выскочил на встречную полосу и столкнулся с грузовиком. Харальд погиб на месте. Удар был такой силы, что ремень безопасности лопнул. С тех пор эта авария стала неотступным кошмаром для немецкого профессора робототехники.

Трун видел в беспилотных автомобилях возможность сделать поездки безопаснее и исключить возможность аварий, подобных той, что погубила его друга. После первых соревнований он уже начал обдумывать решение. То, что DARPA установило по трассе контрольные точки, упрощало задачу. Обучить Минерву находить дорогу в заполненных посетителями залах Смитсоновского музея было едва ли проще, чем построить беспилотный автомобиль. Прежде чем уйти из Карнеги – Меллона, он обратился к Реду Уиттакеру с предложением. «Смотрите, – сказал он живой легенде робототехники, – меня пригласили в Стэнфорд, но я был бы рад помочь вам подготовиться к следующим состязаниям».

«Согласись он тогда, – вспоминает Трун, – я бы с удовольствием работал в его команде и никогда не создал бы свою».

Но Уиттакер отклонил его предложение. Предположительно, он хотел видеть в команде только тех, кто так или иначе связан с Карнеги – Меллоном. Трун же после презентации Монтемерло задумался о самостоятельном участии в состязании. Red Team понадобился год, чтобы построить робота, который в конечном счете прошел 11,7 км. Если новая лаборатория Труна сможет превзойти их результат, общенациональное признание окажется к ней значительно ближе. Функции SLAM абсолютно необходимы для хорошего результата, а Трун и Монтемерло были лучшими во всем мире специалистами по ним. Поэтому вывод Труна свелся к простому «почему нет?».

14 августа, когда DARPA проводило конференцию для потенциальных участников, Трун привел с собой Монтемерло и еще нескольких членов команды. Мероприятие проходило в городе Анахайм, штат Калифорния. Несмотря на негативное освещение первых соревнований в прессе, в этот раз участников было еще больше: конференцию 2004 года посетили свыше 500 человек из 42 штатов и 7 стран. В итоге для участия в гонках зарегистрировались 195 команд, почти вдвое больше, чем в первый раз.

Включая, конечно, Red Team. Летом, после позора в пустыне, Урмсон оставил группу, защитил докторскую и получил работу в компании Science Applications International Corporation, государственном подрядчике, спонсировавшем Sandstorm. Должностные обязанности Урмсона состояли в том, чтобы работать с Редом Уиттакером и Red Team и готовиться ко вторым соревнованиям DARPA. В этот раз Урмсон был настроен гораздо оптимистичнее. Они получили дополнительные полтора года на доработку Sandstorm. И в этот раз заниматься ею должна была более профессиональная группа, в состав которой теперь входили два инженера из компании Caterpillar, производящей строительную технику. Бюджет вырос до 3 млн долл. Изменилась и общая атмосфера. В первый раз их вел юношеский энтузиазм. Теперь его сменила мрачная решимость.