Wie ist die geheime Welt für das Training von Waymo-Robomobilen?

Carcraft, Software zum Aufbau einer virtuellen Welt

In der Ecke des Alphabet-Campus arbeitet ein Team an Software, die der Schlüssel zur Entwicklung von Robomobilen sein könnte. Kein einziger Journalist hat ihn jemals zuvor gesehen. Sie nennen es Carcraft, nach dem beliebten Spiel World of Warcraft.

Der Schöpfer der Software, ein junger Ingenieur mit zerzausten Haaren und einem Jungengesicht, James Stout, sitzt neben mir in einem offenen Büroraum, in dem Stille herrscht und jeder Kopfhörer benutzt. Der Bildschirm zeigt einen Abschnitt einer virtuellen Straße mit einer Kreisbewegung. Es gibt nichts zu bemerken - ein einfaches Bild aus mehreren Linien und einem Hintergrund mit Straßentexturen. Wir sehen ein mittelauflösendes Chrysler Pacifica-Roboterauto und ein einfaches Drahtmodell, das ein anderes Fahrzeug darstellt.

Vor einigen Monaten stieß das Entwicklungsteam in Texas auf eine solche Kreisbewegung. Die Geschwindigkeit und Komplexität der Straßensituation brachten das Auto in eine schwierige Position, sodass das Team beschloss, auf dem Testgelände ein Stück Straße mit der gleichen Konfiguration zu bauen. Und ich schaue bereits auf die dritte Stufe des Trainingsprozesses: die Digitalisierung des echten Fahrens. Hier kann das einzige Manöver des Fahrers aus der realen Welt - zum Beispiel ein Auto, das Sie in kreisenden Bewegungen schneidet - in Tausende von simulierten Szenarien umgewandelt werden, die die Grenzen der Fähigkeiten eines Autos untersuchen.

Solche Szenarien bilden die Basis eines leistungsfähigen Simulationswerkzeugs. „Die meisten Arbeiten an neuen Funktionen basieren auf dem, was wir in den Simulationen gesehen haben“, sagt Stout. Dieses Tool beschleunigte die Entwicklung von Roboterfahrzeugen bei Waymo, die Alphabet (mädchenhaftes Google) von seiner Forschungseinheit X im Dezember 2016 eingerichtet hatte.

Wenn Waymo in den nächsten Jahren vollständig autonome Autos erstellen kann, sollte Carcraft als virtuelle Welt in Erinnerung bleiben, die eine wichtige Rolle bei der Veränderung der realen Welt gespielt hat, auf der es erstellt wurde.

Ursprünglich wurde es entwickelt, um durch Szenen zu scrollen, denen Autos auf öffentlichen Straßen begegnen. Jetzt spielen Carcraft und im Allgemeinen alle Simulationen eine zunehmende Rolle bei der Entwicklung von Roboterfahrzeugen.

Zu jedem Zeitpunkt pflügen etwa 25.000 virtuelle Robomobile vollständig modellierte Versionen von Austin, Mountain View und Phoenix sowie mehrere Teststrecken. Waymo kann hunderttausende Male am Tag eine Reise simulieren. Insgesamt fahren Autos in der virtuellen Welt bis zu 8 Millionen Meilen pro Tag. Im Jahr 2016 legten sie 2,5 Milliarden virtuelle Meilen zurück, verglichen mit nur 3 Millionen Meilen, die echte Google-Prototypen von Google auf realen Straßen zurücklegten. Und vor allem konzentrieren sich die virtuellen Meilen auf das, was Waymo-Mitarbeiter als „interessante“ Straßen bezeichnen, auf denen Autos etwas Neues lernen können. Es sind nicht nur langweilige Kilometer auf der Autobahn auf dem Weg zur Arbeit.

Simulationen sind Teil des von Waymo entwickelten komplizierten Prozesses. Sie verbanden die Millionen von Kilometern, die ihre Autos mit DOP gefahren waren, eng mit dem Programm „Strukturinspektion“, das sie in der geheimen Basis Zamok im Central Valley verbringen.

Bisher hat Waymo der Welt sein System nicht offenbart. Meilen auf normalen Straßen zeigen ihnen, wo ihre Autos zusätzliche Übung benötigen. Sie bauen Straßen mit der erforderlichen Konfiguration im Schloss, so dass sie Tausende verschiedener Szenarien direkt vor Ort spielen können. Bei jeder der beiden Arten von Überprüfungen sammeln die Maschinen in der realen Welt genügend Daten, um die Situation anschließend jederzeit vollständig in digitaler Form nachzubilden. In diesem virtuellen Raum können Sie sich von den Einschränkungen des realen Lebens befreien, Tausende von Optionen für jedes Szenario erstellen und das Auto dann alle durchlaufen lassen. Um die Software zu verbessern, die das Auto antreibt, wird es wieder in Autos heruntergeladen, die dann noch länger und noch komplexer auf Straßen fahren, und der Zyklus wiederholt sich.

Um zum Schloss zu gelangen, müssen Sie von der Bucht von San Francisco nach Osten, dann auf der 99. nach Süden und dann entlang der Autobahn Central Valley nach Süden nach Fresno fahren. Maisfelder grenzen an die wachsenden Vororte; Der Horizont verschwindet hinter dem landwirtschaftlichen Dunst. Es ist 30 Grad heißer als in San Francisco und die Oberfläche ist so flach, dass die Hänge dieses "Erdmeeres", wie John McPhee es nannte, nur mit Lasern gemessen werden können. Sie ziehen in der Nähe der kleinen Stadt Etwater aus, wo sich einst die Castle Air Force Base befand, auf der 6.000 Menschen das B-52-Programm bedienten. Jetzt liegt es an der Nordgrenze der Kleinstadt Merced, in der die Arbeitslosigkeit in den 2010er Jahren 20% erreichte, und selbst jetzt liegt sie selten unter 10%. 40% der Bevölkerung sprechen Spanisch. Wir überqueren die Eisenbahn und fallen in das Gebiet der alten Basis von 650 Hektar, auf der sich jetzt alle möglichen Dinge befinden, von der Wildtierkontrolle bis zu diesem Wasserstaatsgefängnis.

Mein Navigator am Telefon führte mich nicht zu einer bestimmten Adresse, sondern zu GPS-Koordinaten. Wir fahren entlang eines hohen, undurchsichtigen grünen Zauns, bis Google Maps Ihnen mitteilt, dass es Zeit ist, anzuhalten. Nichts weist auf das Vorhandensein von Toren hin. Alles sieht aus wie ein anderer Abschnitt des Zauns, aber mein Gastgebervertreter sieht zuversichtlich aus. Plötzlich erscheint in der wachsenden Lücke zwischen dem Tor und dem Zaun ein Wachmann und beginnt, unsere Dokumente zu überprüfen.


Der Zaun

Der Zaun teilte sich und wir fuhren auf einen geschäftigen Campus. Junge Leute in Shorts und Hüten rennen hin und her. Sie können Wohnwagen, Kuppelgaragen und auf dem Parkplatz in der Nähe des Hauptgebäudes Robomobile sehen. Hier sind verschiedene Arten von Robomobilen - Lexus-Modelle, die US-Bürger bei DOP, Prius, pensionierten und neuen Chrysler Pacifica-Transportern treffen könnten.

Robomobile sind leicht zu unterscheiden. Sie sind mit Sensoren besetzt. Mehr als andere werden Laserscanner (Lidars) auf dem Dach ausgegeben. Pacifica hat aber auch kleine Lidars in Bierdosengröße, die sich um die Seitenspiegel drehen. Auf der Rückseite sind sie mit Radargeräten ausgestattet, die Shreks Ohren ähneln.

Wenn Sie die Sensoren der Maschine einschalten, macht das rotierende Lidar ein seltsames Geräusch, auch wenn es sich nicht bewegt. Etwas zwischen dem Heulen und dem Summen, dieses Geräusch ist unangenehm, weil es mir neu erscheint und meine Ohren es nicht zusammen mit den anderen Geräuschen der Autos filtern können, mit denen ich aufgewachsen bin.

Ein noch interessanteres Auto steht am Hauptgebäude. Auf der ganzen Karosserie sind X-Zeichen mit Bürokratie aufgedruckt. Dies ist ein Auto der vierten Ebene. Ebenen sind Bezeichnungen, die von der Gemeinschaft der Autoingenieure entwickelt wurden und den Grad der Autonomie eines Robomobils beschreiben. Diese Autos auf den Straßen, von denen wir hören, befinden sich auf der ersten oder zweiten Ebene - das heißt, sie können auf der Autobahn eine "intelligente" Geschwindigkeitsregelung verwenden. Aber das Auto mit den roten X ist ein ganz anderes Tier. Es ist nicht nur völlig autonom, die Person in ihm wird es einfach nicht fahren können - deshalb wollen sie es nicht mit ihren anderen Maschinen mischen.

Wir fahren zum Parkplatz und überall sind die Zeichen des Manhattan-Projekts, ein wissenschaftlicher Außenposten und ein Technologie-Start-up zu sehen. Im Hauptgebäude, einem mobilen Auto von der Größe eines Klassenzimmers, treffe ich die treibende Kraft dieses ganzen bemerkenswerten Ortes. Sie heißt Stef Villegas.

Sie trägt eine lange, eng anliegende weiße Bluse mit Kragen, schrecklich zerlumpten Jeans und grau gestrickten Turnschuhen - alles ist schrecklich in Mode, wie eine ehemalige Mitarbeiterin der Azalea-Boutique, von der sie zu Google wechselte, folgt. Sie wuchs in einem Vorort von East Bay auf der anderen Seite der Hügel von Berkeley auf und erwarb einen Abschluss in Kunst an der University of California in Berkeley, bevor sie 2011 am Robomobile Development Program teilnahm.

"Bist du ein Auto gefahren?" Ich frage

"Ich fahre die ganze Zeit", sagt sie.

Sie verbringt unzählige Stunden auf den Highways 101 und 280 von San Francisco nach Mountain View. Wie alle Fahrer entwickelte sie ein Gefühl dafür, wie sich Autos auf der Autobahn verhalten. Und dieses Wissen erwies sich als sehr wichtig für das Programm zur Entwicklung von Roboterautos. Sie haben eine intuitive Vorstellung davon entwickelt, was für Maschinen schwierig sein kann. „Als ich die aktualisierte Software überprüfte und eine feste Position im Team hatte, begann ich darüber nachzudenken, welche anderen komplexen Aufgaben für das System festgelegt werden könnten“, sagt sie.

Daher begannen Villegas und mehrere Ingenieure, seltene Szenarien für Situationen zu entwickeln, in denen sie das neue Verhalten von Maschinen in einer kontrollierten Umgebung testen konnten. Sie begannen, den Parkplatz gegenüber dem Küstenamphitheater zu besetzen und installierten ihn an den Eingängen ihrer Leute, so dass nur noch Googler auf dem Parkplatz blieben.

"Dort hat alles angefangen", sagt sie. "Ich und mehrere Fahrer waren dort." Wir hatten eine Reihe von Ideen, die wir testen möchten, luden alles, was wir brauchten, in einen Pickup und fuhren ihn durch den Parkplatz, um Kontrollen durchzuführen. “

So entstanden die ersten strukturierten Tests im Robomobile-Entwicklungsprogramm. Es stellt sich heraus, dass es am schwierigsten war, nicht komplizierte Szenarien zu verarbeiten, die von Menschen erfunden wurden, wie z. B. „Wenn ein Zombie unterwegs ist“, sondern einfach in endlosen Varianten des normalen Verkehrs sicher und zuverlässig zu fahren.

Villegas begann Requisiten von allem zu sammeln, was sie erreichen konnte: Schaufensterpuppen, Zapfen, künstliche Pflanzen, Spielzeug, Skateboards, Dreiräder, Puppen, Bälle und alles Mögliche. All dies floss in eine Reihe von Requisiten (als Ergebnis begannen sie, es in einem Zelt und jetzt - im Schloss, in einem speziellen Lagerhaus - aufzubewahren).


Erforderliches Lager

Aber es gab Probleme. Es war notwendig, dass das Auto schneller fuhr, Ampeln und Schilder erkannte. Die Pläne störten ständig die Konzerte im Amphitheater. "Es gab Fälle wie: 'Nun, Metallica kommt, wir müssen es wegwerfen'", sagt sie.

Sie brauchten eine geheime Basis. Das Schloss war genau das. Sie unterschrieben einen Mietvertrag und begannen mit dem Bau ihrer falschen Traumstadt. „Wir haben speziell Wohnstraßen, Autobahnen, Sackgassen, Parkplätze und all das erstellt, damit wir eine repräsentative Auswahl charakteristischer Orte erhalten, die Sie bereisen können.“

Wir gehen vom Hauptbüro zu ihrem Auto. Sie gibt mir eine Karte, wenn wir eine Exkursion machen. "Es ist wie in Disneyland, so dass Sie navigieren können", sagt sie. Die Karte ist sorgfältig gestaltet. In einer Ecke befindet sich ein Abzeichen im Vegas-Stil: "Willkommen im Fairytale Castle in Kalifornien." Verschiedene Bereiche des Campus halten sich sogar an Namensregeln. In der einen, die wir fahren, ist jede Straße nach dem berühmten Auto ( DeLorean , Bullitt ) oder zu Ehren des Autos aus dem ersten Park basierend auf Prius benannt, das in den frühen Tagen des Programms existierte (Barbaro).

Wir fahren an den rosafarbenen Gebäuden vorbei, den alten Kasernen, von denen eine renoviert wurde. Die Mitarbeiter von Waymo ruhen sich dort aus, wenn sie nicht in die Bucht zurückkehren. Darüber hinaus befinden sich im Testgebiet keine weiteren Gebäude. Dies ist wirklich eine Stadt für Robomobile: Alles, was zählt, befindet sich entweder auf dem Bürgersteig selbst oder grenzt daran.


"Stadt" im Schloss

Für eine Person sieht das alles wie das Niveau eines Computerspiels ohne Charaktere aus. Es ist ziemlich seltsam, dass Sie sich fühlen, wenn Sie von den Boulevards zu scheinbar Wohnstraßen mit Zementzufahrten und Vorortkreuzungen ohne Gebäude fahren. Einige Abschnitte der Straße kommen mir regelmäßig bekannt vor.

Wir nähern uns einem großen zweispurigen Kreisverkehr. In der Mitte befindet sich ein Kreis mit einem weißen Zaun. „Dieser Kreisverkehr erschien hier speziell, nachdem wir den mehrspurigen Kreisverkehr in Austin, Texas, getestet hatten“, sagt Villegas. - Zuerst hatten wir nur einen einspurigen Kreisverkehr und wir entschieden: "Okay, wir haben diese Etappe beendet." Und dann stießen wir auf ein Multiband und wunderten uns: „Wow, ein Pferd einer anderen Farbe! Danke Texas. ' Deshalb haben wir diese Schönheit in uns selbst geschaffen. “



Wir halten an und Villegas erwägt einen Neuzugang: Zwei Fahrspuren und eine Fahrradspur fahren an einem parallelen Parkplatz vorbei, der an den Rasen grenzt. „Ich wollte hier unbedingt eine Straße mit parallelen Parkplätzen schaffen. Dies ist oft in den Vororten zu finden. Walnut Creek. Blick auf die Berge. Palo Alto “, sagt sie. - Die Leute gehen aus den Läden oder vom Parkplatz. Die Leute gehen zwischen Autos hin und her, überqueren die Straße mit Dingen in den Händen. “ Der Streifen war ein Fragment ihres Gedächtnisses, verkörpert in Asphalt und Beton, das sich dann in eine abstraktere Form verwandelte, um die Fähigkeit des Roboters zu verbessern, das vertraute Gelände zu verarbeiten.

Sie bringt mich zurück zum Hauptbüro, und wir steigen in den Roboter-Van, einen der Chrysler Pacificas. Unser Fahrer ist Brandon Kane. Sein Assistent auf dem Beifahrersitz überwacht das Verhalten des Autos auf einem Laptop mithilfe des XView-Programms.

Eine Gruppe von Assistenten, die sie "Füchse" nennen, arbeitet mit ihnen - der Spitzname ist aus dem Wort "künstlich" gewachsen [Fuchs - Fuchs, Faux - künstlich / ca. übersetzt.]. Sie fahren Autos, schaffen Verkehr, spielen Fußgänger, fahren Fahrrad, halten Stoppschilder. Dies sind die Schauspieler, deren Publikum das Auto ist.

Unsere erste Prüfung ist einfaches Passieren und Schneiden, aber mit hoher Geschwindigkeit. In diesem Fall sind es 70 km / h. Wir fahren geradeaus die breite Straße entlang, die sie Autobahn nannten.

Wenn der Fuchs uns abschneidet, bremst die Waymo-Maschine und das Team überprüft in diesem Fall eine Schlüsselanzeige: Bremsen. Sie versuchen Situationen zu schaffen, in denen das Auto stark bremsen muss. Wie scharf? Irgendwo zwischen "Hölle, ich habe keine Zeit für eine Ampel" und "Ich habe stark geschwitzt und das Telefon ist vom Sitz geflogen".

Ich werde etwas Seltsames sagen: Dies ist nicht meine erste Reise zu einem Robomobil. In der Vergangenheit bin ich zweimal in zwei verschiedenen Robomobilen gefahren: das erste Mal mit einem Lexus-SUV, der mich durch die Straßen von Mountain View fuhr, und das zweite Mal mit einem kleinen Google Firefly-Auto, das auf dem Dach eines Google-Gebäudes fuhr. Dies waren unauffällige Reisen, die eigentlich jeder anstrebt.

Jetzt ist alles anders. Zwei schnell fahrende Autos, von denen eines uns ziemlich scharf schneiden sollte.

Es ist Zeit zu beginnen. Kane startet das Auto und nach einem Piepton sagt das Auto: "Auto." Ein anderes Auto kommt auf uns zu und schneidet uns als Porsche-Fahrer ab, um als erster bis zur Ausfahrt zu fahren. Wir bremsen stark, schnell und reibungslos. Ich bin beeindruckt

Sie überprüfen die Bremsdaten und verstehen, dass wir nicht stark genug gebremst haben. Ich muss es wiederholen Und immer wieder ... Das zweite Auto schneidet uns in verschiedenen Winkeln auf unterschiedliche Weise. Sie nennen es "Berichterstattung erhalten".


Mit hoher Geschwindigkeit wieder aufbauen. Eines der Autos ist autonom.

Wir machen drei weitere Kontrollen - Wiederaufbau mit hoher Geschwindigkeit, Treffen mit einem Auto, das drei Blocks von uns entfernt rückwärts aus einer Gasse fährt, und ein reibungsloser Stopp beim Anblick eines Basketballs, der auf die Straße gerollt ist. Jedes der Manöver ist auf seine Weise beeindruckend, aber ich erinnere mich an den Test, bei dem am meisten unterboten wurde.

Wenn wir zum Neustart gehen, bewegt sich Kane zum Sitz. "Hast du den pazifischen Rand gesehen ?" Er fragt mich. - Guillermo del Toro-Film, in dem Menschen Aktionen mit riesigen Robotern synchronisieren, um Monster zu bekämpfen. Ich versuche, Aktionen mit einem Robomobil zu synchronisieren. Wir haben einige gemeinsame Gedanken. “

Ich bitte ihn zu erklären, was er meint. "Ich versuche, mich an den Gewichtsunterschied anzupassen, der durch die im Auto anwesenden Personen entsteht", sagt er. - Ich verbringe viel Zeit im Auto und kann fühlen, was sie tut - es klingt seltsam, ja - mit meinem Arsch. Ich verstehe irgendwie, was sie tun will. "

Weit entfernt vom Dunst und der Hitze des Schlosses in Mountain View befindet sich Googles komfortabler Hauptsitz. Ich bin zu ihnen gekommen, um Ingenieure aus X zu treffen, die Ihnen vielleicht als Google X bekannt sind. Diese Abteilung des Unternehmens befasst sich mit langfristigen Forschungsprojekten mit hohem Risiko. Im Jahr 2015, als Google das Alphabet-Konglomerat umstrukturierte und organisierte, ließ X Google im Titel fallen (die Website heißt X.company). Ein Jahr später beschloss X / Alphabet, das Programm zur Herstellung von Robomobilen in ein separates Unternehmen aufzuteilen, wie dies bereits bei verschiedenen anderen Projekten der Fall war, und Waymo erschien. Es scheint wie ein Cousin von Google.

Obwohl sich Waymos Büros immer noch im "Trägerschiff" befinden, trennen sich diese beiden Klicks bereits langsam und alle Waymo-Mitarbeiter sitzen separat.

Das X / Waymo-Gebäude ist groß und leicht. Prototypen von Project Wing-Drohnen gibt es überall. Ich sehe eine kleine Firefly-Schreibmaschine, die von der Firma gebaut wurde. "Es ist etwas Schönes an dem, was du selbst getan hast", sagte mir Villegas im Schloss. "Aber es gab keine Klimaanlage in ihnen, also vermisse ich sie nicht."

Nicht weit von der Cafeteria in der Ecke eines der Gebäudeflügel befindet sich der Waymo-Simulationscluster. Jeder scheint Carcraft und XView auf den Bildschirmen zu haben. Eine bemerkenswert große Anzahl von Polygonen vor einem dunklen Hintergrund. Es sind diese Menschen, die die virtuellen Welten erschaffen, auf denen Waymo-Autos fahren.


Was der Waymo-Laserscanner sah, als vier ein Auto schoben

Ich warte auf James Stout, den Schöpfer von Carcraft. Er hat keine Gelegenheit, öffentlich über sein Projekt zu sprechen, daher bricht seine Begeisterung aus. Carcraft ist seine Idee.

„Ich habe offene Stellen durchgesehen und festgestellt, dass das Team für die Entwicklung von Robomobilen Mitarbeiter rekrutiert“, sagt er. "Ich kann nicht glauben, dass sie gerade einen Job ausgeschrieben haben." Er trat dem Team bei und machte sich sofort daran, ein Instrument zu entwickeln, dank dessen heute 8 Millionen virtuelle Meilen pro Tag zurückgelegt werden.

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Carcraft

Durch Drücken einer Tastenkombination beginnen sich Objekte zu bewegen. Autos verhalten sich wie Autos, fahren auf ihrer Fahrspur oder biegen ab. Radfahrer verhalten sich entsprechend. Ihre Logik wurde den Daten entnommen, die aus den auf dem DOP zurückgelegten Millionen Meilen erhalten wurden. Und all dies basiert auf einer sehr detaillierten Weltkarte und physischen Modellen verschiedener Teilnehmer an der Situation.



Es überrascht nicht, dass es am schwierigsten ist, das Verhalten anderer Menschen zu simulieren. "Ich mache mir keine Sorgen, dass du fährst, ich mache mir Sorgen um alle anderen auf der Straße."

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Die Herausforderung besteht darin, all diese Optionen und Simulationen zu analysieren, um interessante Daten zu finden, die Programmierern helfen können, ihr Fahrprogramm zu verbessern. Der erste Schritt könnte sein: War das Auto festgefahren? Wenn ja, dann wird diese Situation interessant, um damit zu arbeiten.

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