211service.com
Kommer du inte att vara mitt självgående fordon?
Optimus Ride får bilar att köra säkert på egen hand genom att begränsa var de kör. 27 februari 2019
Fotografier av Doug Levy
Om du vill se framtidens transporter, hoppa på ett tåg från Boston till förorten South Weymouth. Där, på en parkeringsplats i anslutning till stationen, har en flotta på sju bilar plockat upp människor och kört dem till ett närliggande bostadsområde – allt utan att en människa har lagt en hand på ratten.
En natt nyligen bar ett av fordonen en kvinna i tjugoårsåldern till sin bostadsrätt cirka en mil bort. Efter att kvinnan hoppat in i bilen, som såg ut som en golfbil med en stängd kropp och dörrar, använde hon en surfplatta med pekskärm för att välja en rutt från en meny. En mjukvaruoperatör som satt i passagerarsätet fram godkände resan med ett tryck på sin bärbara dator, och en testförare i förarsätet tryckte på en knapp på fordonets instrumentbräda för att sätta bilen i självkörande läge. Även om föraren var där för säkerhets skull, om något oväntat skulle inträffa och någon behövde ta ratten, planerade fordonet rutten och körde själv.
Tekniken kommer från Optimus Ride, en Boston-baserad startup med djupa band till MIT som syftar till att vara bland de första företagen att transportera mängder av människor i förarlösa fordon. Fordonet ska komma tomt, hämta dig och köra dig någon annanstans, säger VD Ryan Chin, SM ’00, SM ’04, PhD ’12. Det bör inte finnas några operatörer ombord; det är vårt mål.
Inget företag någonstans i världen har ännu lyckats tillhandahålla en helt förarlös tjänst till ett stort antal människor. Det inkluderar Waymo, ett dotterbolag till Alphabet som utvecklar autonoma fordon, och de självkörande divisionerna Uber och Lyft. Det finns många andra företag i tävlingen också, från stora biltillverkare till elbilstillverkaren Tesla till nystartade företag.
Optimus Ride siktar på att komma framför dessa konkurrenter genom att rikta in sig på en mindre marknad och en mer specifik typ av körning. Istället för att försöka transportera människor vart de än vill, begränsar startupen sina fordon till områden med virtuella gränser, definierade av GPS. Dessa kan inkludera planerade samhällen – som i South Weymouth – såväl som universitets- eller företagscampus, resorter, strandpromenader och områden som är värd för festivaler eller konserter.
Tillvägagångssättet har gjort det möjligt för Optimus Ride att bli ett av endast ett fåtal självkörande fordonsföretag som för närvarande genererar intäkter. De turer den ger i South Weymouth? En fastighetsutvecklare betalar uppstarten för att erbjuda dem som en bekvämlighet till invånarna i Union Point, en bostadsutveckling i smarta städer på den 1 500 hektar stora platsen för en före detta sjöflygstation. Chin säger att han förhandlar fram liknande arrangemang med mer än ett dussin andra kunder, inklusive några i Asien och Mellanöstern. Om allt går som planerat kan uppstarten ge självkörande fordon till en masspublik över hela världen inom de kommande två åren – och kanske till och med gå med vinst.
Optimus Ride medgrundare Albert Huang, PhD ’10; Sertac Karaman, SM ’09, PhD ’12; Ramiro Almeida; Ryan Chin, SM ’00, SM ’04, PhD ’12; och Jenny Larios Berlin, SM ’15, MBA ’15, på testbanan vid företagets huvudkontor.
MED rötter
Vägen till att lansera en självkörande startup började vid MIT. Alla fem av Optimus Rides medgrundare studerade eller arbetade på institutet innan de etablerade företaget 2015. Vid den tiden var Chin verkställande direktör för City Science Initiative på Media Lab. Ramiro Almeida, som nu är Optimus Rides strategichef, var gästforskare i samma projekt. Sertac Karaman, SM ’09, PhD ’12, var biträdande professor i flygteknik och astronautik; idag är han docent utöver att vara Optimus Rides president och chefsforskare. Marknads- och driftschef Jenny Larios Berlin, SM ’15, MBA ’15, hade precis tagit en master i stadsplanering och en MBA från Sloan. Och Albert Huang, PhD '10, nu Optimus Rides tekniska chef, arbetade för Googles forsknings- och utvecklingsorganisation efter att ha tagit doktorsexamen i elektroteknik och datavetenskap.
Alla fem hade erfarenhet av att antingen designa autonoma fordon eller använda transportsystem, så de var medvetna om framsteg som gjordes inom självkörande teknik. Karaman och Huang hade hjälpt till att bygga den förarlösa bil som MIT deltog i i 2007 Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Urban Challenge, den första seriösa tävlingen som involverade autonoma fordon i stadsmiljö. (Deras team var ett av bara sex som avslutade loppet.) Chin hade designat ett elfordon för delad användning med robotfunktioner som en del av Media Labs CityCar-projekt. Larios Berlin arbetade på bildelningsföretaget Zipcar, där hon introducerade tjänsten på flera universitetscampus. Almeida hade hjälpt till att leda utvecklingen av den första tunnelbanelinjen i Quito, Ecuador, som rådgivare till staden.
Almeida, som också hade grundat den spanska versionen av Wired och flera startups, hjälpte till att samla alla. Tekniken var tillräckligt mogen och marknaden var precis igång, säger han. Jag trodde att det fanns en mycket viktig möjlighet för oss att faktiskt skapa ett företag. Det tog dem inte lång tid att komma på ett namn – en hyllning till karaktären Optimus Prime från Transformers-serien. Vi tänkte på kännande teknologier, och det utvecklades till att prata om transformatorer, eftersom det var den första historien som skapades kring kännande teknologier som blev en global framgång, säger Almeida. Chin säger att gruppens allmänna fascination för heroiska robotar också spelade en roll.
Att skaffa finansiering var mer utmanande. Istället för att sikta på full automation, eller vad bilindustrin kallar autonomi för nivå 5 – vilket skulle göra det möjligt för en förarlös bil att fungera varhelst en mänsklig förare kunde – ville medgrundarna skapa nivå 4-bilar, som bara kan köra i områden som är geoskyddade av GPS. De trodde att det tillvägagångssättet skulle låta dem utveckla och distribuera autonom teknik säkrare, snabbare och mer kostnadseffektivt än konkurrenterna eftersom körningen skulle vara mindre komplicerad.
Riskkapitalister var inte alltid överens. När vi började pratade andra företag om att utveckla [självkörande] teknologi som inte hade några begränsningar, som skulle kunna göra allt som folk bad dem att göra, säger Almeida. Många investerare tittade på oss och sa, 'killar, ni kommer inte att klara det.'
Medgrundarna höll ut och har hittills samlat in 23,25 miljoner dollar i två finansieringsronder. Dess nuvarande investerare ser företagets snäva fokus som en styrka. Privata campus har mindre trafik, fotgängare och hinder, säger Sanjay Aggarwal '95, MBA '03, en partner på riskkapitalföretaget F-Prime, som investerade i Optimus Ride 2017. Det är i och för sig lättare att implementera den här typen av teknik där .
Chin säger att MIT Center for Real Estate också hjälpte till med finansiering genom att introducera honom för utvecklare som blev kunder. Optimus Ride sysselsätter nu nästan 100 personer – ungefär en tredjedel av dem har doktorsexamen, och nästan hälften är MIT-alumner – och siktar på att anställa minst 100 fler ingenjörer under 2019. Vi vet redan hur man kör autonomt på våra sajter, säger Chin. Nu lär vi oss att skala, ta oss från några få platser till några hundra och till tiotusentals fordon.
Optimus Ride utrustar sina fordon med laser- och kamerasensorer (visas här) samt accelerometrar, gyroskop, vägmätare och GPS-enheter.
Sensorfusion
Innan Optimus Ride sätter ut ett fordon på vägen, eftermonterar det det med sensorer och laddar det med mjukvara. Startupen utvecklar all programvara som fordonet behöver, men praktiskt taget ingen av hårdvaran. Det köper för närvarande sina fordon, som är elektriska och har plats för antingen fyra eller sex personer åt gången, från ett företag som heter Polaris Industries. (Kända som grannskapselfordon, i Massachusetts klassificeras de officiellt som låghastighetsfordon och kan bara gå upp till 25 miles per timme.) På Optimus Rides huvudkontor - ett ombyggt lagerutrymme på Bostons industriella strand - monterar tekniker bilarna med datorseende kameror, GPS-enheter, accelerometrar, gyroskop, lidarer och vägmätare som mäter bakhjulens rotation. Data från dessa sensorer flödar till en GPU-processor, som beräknar vad bilen ska göra och skickar instruktioner till ett styrkort som hanterar styrning, acceleration och bromsning. (Företaget börjar också arbeta med en annan fordonstillverkare för att integrera denna hårdvara direkt i produktionslinjer.)
Maskininlärningsanalys av data som sensorerna, lasrarna och kamerorna samlar in ger en karta över bilens framsteg i realtid – och eventuella hinder – längs vägen.
Efter att programvaran har installerats testar Optimus Ride bilen på en bana som är upplagd i ett 10 000 kvadratmeter stort körområde i dess anläggning. En person som sitter i passagerarsätet dirigerar fordonet via en bärbar dator. För att kontrollera att de olika systemen, såsom bromsarna, fungerar korrekt, kör system och testingenjörer vanligtvis fordonet inom linjer markerade på betonggolvet med färgad tejp och stannar vid ett trafikljus - på lån från staden Boston - och ett övergångsställe installerat på banan. När fordonet väl bemästrar dessa manövrar, rör det sig ut på gatorna i Seaport-kvarteret så att operatörerna kan se hur det reagerar i mer komplexa situationer.
När Optimus Ride först sätter ut fordon på en viss plats, kör ingenjörer och testförare runt några av dem manuellt i flera dagar för att fånga information om omgivningen. Den resulterande informationen används för att skapa kartor som innehåller kontextuell information om körfältsmarkörer, gatuskyltar och landmärken.
Fordon som senare distribueras på den platsen kan använda den baskartan för att navigera. De hjälper också till att hålla den aktuell. Vi samlar alltid in data, så varje fordon som kör på samma väg ger oss mer information som vi kan använda för att förbättra huvudkartan, säger Chin.
Att fokusera på små, geofencerade områden gör det också möjligt för Optimus Ride att lära sig vad Karaman, chefsforskaren, kallar kulturen att köra på en specifik plats. För att kunna arbeta på South Weymouth-stationen var startupen tvungen att lära sin mjukvara och system hur man navigerar i mängder av pendlare som trängde sig hem. I Union Point var det tvunget att träna dem att känna igen och sedan ignorera höga, tunna stavar som utvecklaren satte på sidorna av vägen för att styra snöplogar. I hamnen måste fordonen navigera breda vägar som inte är väl markerade, manövrera runt T's Silver Line-bussar, tät trafik runt Design Center, kommersiella lastbilar och måsar. Och även om förare på Union Point tenderar att vara väluppfostrade, är Seaport en bra testplats eftersom den bara är galen, säger John Sgueglia, SM '15, som övervakar fordonssystem och tester för Optimus Ride.
Åker på en Optimus-tur | När Optimus Ride testar sina fordon på allmänna vägar vill den aldrig orsaka en olycka eller vara skyldig till något. Så den programmerar bilarna att vara extra försiktiga. Den försiktigheten genomsyrade större delen av resan jag tog i ett av startupens fordon i Bostons Raymond L. Flynn Marine Park. Industriplatsen är full av fotgängare, stadsbussar, kommersiella lastbilar och en och annan kanin eller mås, så för det mesta uppskattade jag det riskvilliga beteendet. Men när vi stannade i en korsning långt längre än en mänsklig förare skulle ha väntat blev jag lite rastlös. Problemet: den mötande trafiken hade företräde och fordonet visste det, eftersom Optimus Ride kodar in vägregler i sin programvara. Så vi väntade tills vägen var fri innan vi flyttade – även om vi körde rakt fram och de andra bilarna nästan säkert skulle ha släppt oss, otåliga även om de kanske skulle svängt framför oss. Strax efter att vi tagit oss igenom korsningen stötte vi på en bil som stoppades med blinkers på. Optimus Ride programmerar sina fordon att aldrig korsa en dubbel gul linje, så vi var tvungna att vänta tills bilen flyttade till sidan av vägen innan vi kunde fortsätta. Vid ett tillfälle tyckte jag att fordonet borde ha utövat mer återhållsamhet. Tillbaka i korsningen gick en man framför oss precis när vi äntligen skulle ta oss framåt. Fordonet avancerade ungefär en fot och stannade sedan av sig själv. Fotgängaren hade fortfarande gott om plats, men han gav oss en smutsig blick. Men totalt sett körde fordonet som du vill att det ska: hålla ett säkert avstånd från andra bilar, stanna vid stoppskyltar och bromsa in automatiskt när det korsade järnvägsspår eller körde nerför en ramp. Människor tar mycket mer risk att köra bil än vi tror att vi gör, säger systemingenjören och testföraren John Sgueglia, SM ’15. Vi skulle kunna koda in det sättet att tänka i våra fordon, men skulle du som passagerare verkligen vilja att vi gör det? |
'Kultur' syftar på hur människor kör, men också hur miljön är uppbyggd, säger Karaman. Att förstå hur människor faktiskt beter sig i dessa miljöer är avgörande för att kunna köra helt autonomt 100 % av tiden en dag.
Optimus Ride använder maskininlärning för att kombinera och analysera data från olika typer av sensorer, en metod som kallas sensorfusion. Den förmågan att snabbt och effektivt integrera data från flera sensorer är avgörande: data matas in i Optimus Rides programvara, som producerar en karta som visar både bilens framsteg i realtid längs dess planerade rutt och eventuella hinder längs den vägen. Andra fordon dyker upp i grönt, och fotgängare dyker upp i orange, men Optimus Ride ger inte mer vikt åt någon speciell typ av hinder; målet är trots allt att undvika att slå några av dem.
Rättvis rörlighet
Vissa forskare tror att autonoma fordon kommer att förvärra trafikstockningar i städerna genom att göra det så enkelt och bekvämt att köra att folk kommer att gynna bilar framför kollektivtrafik. Chin säger att han inte tror att Optimus Ride kommer att göra det, eftersom den driver delade elfordon och är designad för att transportera människor från hemmet eller jobbet till närmaste buss-, tunnelbane- och tåghållplatser. Vi vill komplettera kollektivtrafiken, säger han. Om vi matar in dessa system på lämpligt sätt kommer det att öka passagerarantalet, vilket gör att de kan investera i bättre signalering, fler tåg, större stationer och så vidare.
Chin säger att MIT:s allmänna etos att betrakta teknologi som en kraft för det goda hjälpte till att forma dessa mål. Det finns den här idén att om vi utvecklar riktigt bra självkörande teknik kommer det att gynna människor som inte har bra tillgång till transport, oavsett om det beror på att de är ekonomiskt utmanade, diskriminerade eller blinda eller döva, säger han. Vi har intagit ståndpunkten att det är viktigt att göra dessa saker.
För att säkerställa att personer med funktionshinder kan använda dess fordon, genomförde Optimus Ride användarundersökningar vid Perkins School for the Blind och gjorde dess användargränssnitt lätt att anpassa. Startupen planerar också att bredda tillgången till fler människor snart. Dess skyttlar i South Weymouth transporterar endast invånare i Union Point-utvecklingen, som bokar turer med en speciell mobilapp. Men andra planerade samhällen planerar att tillhandahålla färdtjänsten till besökare – som potentiella hyresgäster – gratis. Man skulle bara komma till ett samhälle och fordon skulle stå i rad, säger Chin. Du skulle öppna dörren och gå in, och det skulle berätta för dig en massa ställen du kan gå. Kunderna förväntar sig också att använda fordonen för andra tjänster, såsom mat och paketleverans och skräphämtning.
Denna vision om prisvärda, rättvisa, intelligenta fordon på begäran kan verka fantasifull, men inte för Kris Carter, som hjälper till att leda borgmästarens kontor för New Urban Mechanics i Boston. Hans byrå övervakar stadens testning av autonoma fordon och började arbeta med Optimus Ride 2017. Vi tror att förarlösa bilar kan göra våra gator säkrare och ge invånare som inte har bra tillgång till kollektivtrafik några bättre alternativ, säger han. Vi är glada över tekniken de utvecklar.
Vad ger Carter förtroende för Optimus Ride? Dess MIT-rötter, delvis. De har en riktigt fin blandning av människor som förstår stadsmiljöer, samt teknik och hur man driver företag, säger han. De kan tala samma språk som städer.