Защо автономните автомобили все още не се справят със снега

Черният лед е опасен, дори и за роботите

Затрупването със сняг и лед през последната седмица може да накара мнозина да обмислят преместване в градове като Сан Франциско, Лос Анджелис, Финикс, Остин или Атланта.

Съществува основателна причина компанията за автономни превозни средства Waymo да избира слънчеви градове като Сан Франциско, Финикс и Атланта за своите пилотни проекти. В тези райони снеговалежите са изключително редки. Дори при скорошните зимни бури, които донесоха над 17 см сняг в североизточна Джорджия, в предградията на Атланта натрупването беше незначително. Тази зависимост от метеорологичните условия не е случайна.

Стивън Уозландър, професор по роботика в Университета на Торонто, заяви, че към момента няма комерсиална услуга за автономно шофиране, която да оперира при зимни условия или леден дъжд. Според него проблемът все още не е напълно решен. Снегът и поледиците са сред най-опасните условия за шофиране и засягат около 70% от населението на САЩ. Причините, поради които те са трудни за хората – намалена видимост, лошо сцепление и нужда от бързи инстинктивни реакции – се оказват също толкова голямо предизвикателство и за машините.

Ограниченията на съвременните сензори

Технологиите, които позволяват на самоуправляващите се автомобили да „виждат“ пътя, се разделят на три основни вида. Системата Autopilot на Tesla разчита на камери, които според Илон Мъск работят естествено като човешкото око. Те обаче споделят и същите ограничения при влошени метеорологични условия. Lidar, използван от Waymo, излъчва светлинни импулси за създаване на 3D изображения на околната среда. Тази технология обаче се затруднява при снеговалеж, тъй като сензорите регистрират и летящите във въздуха частици като снежинки и влага. Освен това Lidar е значително по-скъп от камерите. Третият вариант е радарът, който не се влияе от тъмнина, сняг, мъгла или дъжд, но има най-ниската резолюция и трудно засича по-малки обекти.

Уозландър потвърди, че шофирането в сняг е далеч извън възможностите на настоящите автономни таксита на Waymo или Baidu. Въпреки това той добави, че изследванията показват, че голяма част от зимните условия са преодолими с правилния технологичен подход.

Предизвикателствата пред разширяването на технологията

Въпреки трудностите, Waymo вече тества своите автомобили в Токио и Лондон, а Денвър, Колорадо, е напът да се превърне в първия истински „зимен град“ за компанията. Плановете включват и Ню Йорк, където през изминалата седмица натрупаха близо 30 см сняг. В същото време климатичните промени правят шофирането по-опасно, тъй като циклите на замръзване и размразяване стават все по-чести дори в региони с по-мек климат.

Снегът и ледът създават няколко сериозни предизвикателства за автономните автомобили. Те трябва да бъдат „научени“ как да спират и да намаляват скоростта върху киша, пресен сняг, утъпкан сняг и лед. Освен това моделите за машинно обучение трябва да отчитат, че другите шофьори и пешеходците се държат по-непредсказуемо в зимни условия. Намалената точност на сензорите остава основен проблем, тъй като автомобилът може да реагира само на опасности, които е идентифицирал. Слой лед върху камера или Lidar сензор може да попречи на оборудването да работи правилно.

Нов сензор обещава да реши проблема

Наскоро на пазара се появи четвърти вид сензор. По време на технологичното изложение CES през януари компанията Teradar демонстрира своя сензор Summit, който работи в терахерцовия обхват на електромагнитния спектър. Тази зона се намира между видимата светлина, използвана от камерите, и радиовълните на радара. Гунар Юргенс, старши вицепрезидент на компанията, обясни, че новата технология съчетава високата резолюция на Lidar с устойчивостта на радара към всякакви метеорологични влияния.

Компанията, която набра 150 милиона долара финансиране през миналата година, води преговори с водещи американски и европейски автомобилни производители с цел интегриране на сензора в модел за 2028 г. Уозландър определи технологията като „супер идея“, която би могла да замени едновременно радара и Lidar с едно устройство. Все пак той изрази и известна доза скептицизъм, като предположи, че трябва да има някакви компромиси, като например по-ниска точност на измерване или по-високи нива на поглъщане на сигнала.

Друго ключово предимство на технологията на Teradar е, че тя не използва обектив. Това означава, че няма какво да се замъгли, замръзне или покрие със сол и мръсотия, което елиминира един от най-големите проблеми пред съществуващите сензори.

Стартъпът, основан от бившия ръководител на Tesla Energy, се стреми да реши ключов проблем с координацията в електропреносната мрежа.

Идеята за виртуални електроцентрали (VPP) съществува от десетилетия. Концепцията за координиране на мрежа от разпределени енергийни ресурси, като слънчеви панели, батерии и интелигентни уреди, които да работят като единна електроцентрала, променя из основи представата ни за производството на електроенергия. Тя също така трансформира ролята на индивидуалния потребител. Въпреки това идеята започна бавно да преминава от теория към практика едва през последното десетилетие, когато собствениците на жилища започнаха да комбинират покривни соларни инсталации с домашни батерии.

Днес ентусиазмът расте, тъй като екстремните метеорологични условия, нарастващото натоварване и увеличеното навлизане на възобновяеми източници натоварват електропреносната мрежа и удължават списъците с чакащи за присъединяване. В отговор на това, инвестициите в сектора започват да се увеличават. Компанията за производство на домашни батерии и софтуер за VPP Lunar Energy обяви ново финансиране в размер на 232 млн. долара. Сумата включва кръг от Серия D на стойност 102 млн. долара и необявен досега кръг от Серия C на стойност 130 млн. долара, които ще подпомогнат внедряването на интегрираните хардуерни и софтуерни системи на компанията в САЩ.

Стратегията на Lunar Energy

Главният изпълнителен директор на компанията, Кунал Джиротра, основава Lunar Energy през лятото на 2020 г., след като напуска поста си на ръководител на Tesla Energy. По негови думи, по онова време всички са били фокусирани или върху създаването на следващия най-добър електрически автомобил, или върху решаването на проблеми в мрежата на централизирано ниво. Неговият интерес обаче е бил насочен към домакинствата и намаляващите цени на домашните батерии. Джиротра заяви, че визията е била да се намери начин всяко домакинство да се сдобие със система от батерии и интелигентен софтуер, който да оптимизира работата ѝ в полза както на потребителя, така и на мрежата.

Виртуалните електроцентрали свързват множество малки енергийни източници. Най-често това включва соларни панели, домашни батерии и уреди, които могат да бъдат програмирани да регулират потреблението си на енергия според условията в мрежата. Тези разнородни ресурси работят в синхрон, управлявани от софтуер, който координира кога да се зареждат, разреждат или да намаляват консумацията си. По този начин, ако мрежа от домашни батерии подаде енергия към общата мрежа едновременно, ефектът би бил същият като този от включването на конвенционална електроцентрала, но много по-чист.

Системата за управление на домашната енергия на Lunar, базирана на изкуствен интелект, анализира моделите на потребление на клиентите, както и условията в мрежата и метеорологичните прогнози. Това позволява на батерията на Lunar автоматично да се зарежда и разрежда в най-изгодните моменти, като същевременно поддържа достатъчно резервна мощност. Батериите, чиито доставки в Калифорния започнаха миналата година, се предлагат интегрирани със софтуера на компанията Gridshare. Този софтуер вече се използва от енергийни компании и управлява всички VPP на Sunrun, включително близо 130 000 домашни батерии, които могат да подават енергия, когато мрежата има най-голяма нужда от нея.

Джиротра обясни, че това е в съответствие с философията на Lunar батериите ѝ да бъдат съвместими с всеки софтуер за управление на мрежата, а платформата Gridshare – с всички видове батерии. „Това е още нещо, което ни отличава от Tesla или Enphase, които създават затворени екосистеми“, заяви той. „Ние вярваме, че софтуерна стратегия, подобна на Android, е необходима, за да може мрежата наистина да просперира.“ Този подход би улеснил енергийните компании да поддържат VPP в среда с все по-разнообразни домашни батерии и софтуерни системи.

Предизвикателства и бъдещи перспективи

Въпреки потенциала, реалното въздействие на VPP днес остава ограничено. Това се дължи отчасти на основния проблем, който Lunar се опитва да реши – техническата сложност при координирането на хиляди системи на ниво домакинство. Съществуват и регулаторни бариери и утвърдени бизнес модели на енергийните компании, тъй като мрежата не е проектирана за домакинства, които са едновременно потребители и доставчици на енергия.

Джиротра смята, че времето за промяна е дошло. Той заяви, че тази и следващите пет години ще бъдат ключови за VPP. Повратният момент настъпи миналото лято в Калифорния след успешен тест на капацитета на щатската VPP. Тогава над 100 000 домашни батерии са подали повече от 500 мегавата мощност към мрежата в продължение на два часа – енергия, достатъчна да захрани около половин Сан Франциско. Това е довело до значително намаляване на търсенето на електроенергия по време на вечерния пик, като VPP е действала точно като традиционна електроцентрала.

Въоръжена с тази демонстрация на потенциал и новите средства, Lunar цели да разшири своя парк от батерии – от около 2000 инсталирани системи днес до приблизително 10 000 до края на годината, като планира „поне удвояване“ всяка следваща година. В крайна сметка компанията се стреми да използва популярността на своята платформа Gridshare, за да се превърне в ключов играч, който помага за оформянето на VPP програмите.

Междувременно Джиротра добави, че Lunar участва и в усилия за лобиране пред щатските власти и енергийните компании за улесняване на участието на VPP на пазара. „VPP винаги бяха като ядрения синтез – вечно в бъдещето“, каза той. Според него обаче, особено след миналогодишната демонстрация, цялата екосистема – от системните оператори до регулаторите – започва да осъзнава, че технологията вече е тук. „Това вече не е нещо незначително.“

Президентът Тръмп обяви, че САЩ ще създадат вътрешен резерв от критични минерали за граждански цели. Идеята е да се изгради своеобразен стратегически петролен резерв, но за суровини като литий, мед, редкоземни елементи и други материали, които са ключови за електрониката и декарбонизацията.

Това е една от многото експериментални и необичайни стъпки, които администрацията предприе през последните 13 месеца за стимулиране на добива на минерали в САЩ. Но дали тези планове работят? Какво може да се подобри и какво означава всичко това за чистата енергия?

В периода 2023–2025 г. Натаниел Хорадъм е работил по политиките за електрически превозни средства и минерали в Службата за кредитни програми към Министерството на енергетиката, като през последната година е ръководил портфолиото от проекти за критични минерали. Тази служба функционира като вътрешна банка на министерството и управлява някои от най-амбициозните индустриални политики на федералното правителство.

В момента Хорадъм е основател и президент на Full Tilt Strategies, LLC, и пише по въпросите за минералите в своя блог Tailings. Той споделя своята гледна точка за това кои аспекти от стратегията работят, кои не, и какво трябва да се подобри.

Според Хорадъм едно от основните му възражения срещу подхода на администрацията на Тръмп към тези сделки е, че те се структурират така, че да не губят пари. Той изтъква, че е приемливо правителството да губи средства, тъй като в крайна сметка ролята му е да предостави своеобразна застрахователна полица за сектора.

Дори когато се поема риск, се вземат дялови участия и се търси обезпечаване на активи. Това е мислене, характерно за частните инвестиционни фондове, а не подход, който създава условия за дългосрочен успех на проектите. Същото се отнася и за Експортно-импортната банка. Хорадъм отбелязва креативността на банката в опитите ѝ да разшири своите правомощия, но подчертава, че тя има строг лимит на загубите, който традиционно ограничава поемането на риск. Този факт, в комбинация с привличането на външни инвеститори, означава, че структурата на сделките е насочена към реализиране на печалба.

Този подход обаче може да противоречи на целта за създаване на буфери, които да поемат сътресенията на пазара на критични суровини. Съществува риск това да насочи потока от сделки към по-доходоносни проекти, за да се поддържа рентабилност и да се отговори на очакванията на инвеститорите. Все пак Хорадъм вижда и окуражаващ знак в информацията, че крайните индустриални потребители ще определят какви суровини да се съхраняват в резерва. В крайна сметка обаче процесът се контролира от администрация, която е подложена на силен натиск да регулира различни пазари и може да бъде склонна да се намесва в области извън първоначално предвидения обхват.

Последвайте ни в Google News

Георги Василев

Георги Василев е автомобилен журналист в TopGear.bg, където ежедневно представя най-новото от све...

Още от автора
Предишна/Следваща
Подобни публикации