Novo algoritmo pode ajudar veículos autônomos a navegar em ruas estreitas e lotadas

Vehicles attempt to pass each other on a crowded street in Pittsburgh, Pa. Researchers at Carnegie Mellon University sought to enable autonomous vehicles to navigate this situation. Credit: Carnegie Mellon University

Os veículos tentam passar uns pelos outros em uma rua movimentada em Pittsburgh, Pensilvânia. Pesquisadores da Carnegie Mellon University procuraram habilitar veículos autônomos para navegar nessa situação. Crédito: Carnegie Mellon University

É um cenário familiar para quem já dirigiu por uma rua estreita e movimentada: os carros estacionados se alinham em ambos os lados e não há espaço suficiente para os veículos que viajam nas duas direções passarem uns pelos outros. Um tem que se esquivar por uma brecha nos carros estacionados ou diminuir e encostar o máximo possível para que o outro passe.

Os motoristas encontram uma maneira de negociar isso, mas não sem problemas e frustração. Programar um veículo autônomo (AV) para fazer o mesmo – sem um ser humano ao volante ou conhecimento do que o outro motorista pode fazer – apresentou um desafio único para os pesquisadores do Centro de AI de Argo para Pesquisa de Veículos Autônomos da Carnegie Mellon University.

“São as regras não escritas da estrada, é com isso que estamos lidando aqui”, disse Christoph Killing, um ex-pesquisador visitante do Instituto de Robótica da Escola de Ciência da Computação e agora parte do Laboratório de Sistemas Aéreos Autônomos no Instituto Técnico Universidade de Munique. “É uma parte difícil. Você tem que aprender a lidar com esse cenário sem saber se o outro veículo vai parar ou partir.”

Enquanto estava na CMU, Killing se juntou ao cientista pesquisador John Dolan e Ph.D. estudante Adam Villaflor para resolver este problema. A equipe apresentou sua pesquisa, “Aprendendo a negociar de maneira robusta o uso de pista bidirecional em cenários de direção de alto conflito”, na Conferência Internacional sobre Robótica e Automação.

A equipe acredita que sua pesquisa é a primeira neste cenário específico de direção. Exige que os motoristas – humanos ou não – colaborem para passar um pelo outro com segurança, sem saber o que o outro está pensando. Os motoristas devem equilibrar agressão com cooperação. Um motorista excessivamente agressivo, que simplesmente não se importa com os outros veículos, pode colocar a si mesmo e aos outros em risco. Um motorista excessivamente cooperativo, que sempre encosta no trânsito em sentido contrário, pode nunca conseguir descer a rua.

“Sempre achei este um aspecto interessante e às vezes difícil de dirigir em Pittsburgh”, disse Dolan.

Os veículos autônomos foram anunciados como uma solução potencial para os desafios da última milha de entrega e transporte. Mas para um antivírus entregar uma pizza, pacote ou pessoa ao seu destino, eles devem ser capazes de navegar por espaços apertados e intenções desconhecidas do motorista.

A equipe desenvolveu um método para modelar diferentes níveis de cooperação do motorista – a probabilidade de um motorista parar para deixar o outro motorista passar – e usou esses modelos para treinar um algoritmo que poderia ajudar um veículo autônomo a navegar com segurança e eficiência nesta situação. O algoritmo só foi usado em simulação e não em um veículo no mundo real, mas os resultados são promissores. A equipe descobriu que seu algoritmo teve um desempenho melhor do que os modelos atuais.

Dirigir está cheio de cenários complexos como este. À medida que os pesquisadores de direção autônoma os abordam, procuram maneiras de fazer com que os algoritmos e modelos desenvolvidos para um cenário, por exemplo, entrar em uma rodovia, funcionem para outros cenários, como mudar de faixa ou virar à esquerda contra o tráfego em um cruzamento.

“Testes extensivos estão revelando a última porcentagem dos casos de toque”, disse Dolan. “Continuamos encontrando esses casos pequenos e descobrindo maneiras de lidar com eles.”


Publicado em 23/07/2021 09h50

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