コラム

自動運転に不可欠なAI

2020年02月25日

AI自動運転

最近は自動運転に関係する話を、至るところで聞くようになりました。今までもドライバーの運転をシステムがサポートする自動車は多数発売されていましたが、今後は自動運転が進化しシステムがさらに自動車の運転に深くかかわってくるでしょう。
自動運転の進化に欠かせないのが、「AI(人口知能)」です。AIにより公道でもシステムが周囲の状況を的確に判断し、リアルタイムで自動運転できるようになります。
今回は自動運転に興味のある方向けに自動運転とは何か、そしてAIとの関係性などについて解説していきます。

自動運転とは

ここでは、自動運転について詳しく解説していきます。

自動運転とは

自動運転とは、人間が操作に関与しなくても自動車の自律走行が可能な運転技術を指します。一般で話題になり始めたのは比較的最近ですが、研究・開発自体はかなり昔から行われていました。

従来自動運転技術は、建設業界や軍施設など限られたところでは使われていました。しかし決まった道を機械的に走るだけなど汎用性は低く、公道をドライバーが走るようにクルマを制御することはできませんでした。

現在は「ディープラーニング」などの機械学習アプローチにより、AIが目覚ましい進化を遂げ続けています。自動車のシステムにAIを組み込めば、高度な自動運転が実現します。そこで各企業や団体が、自動運転とAIを組み合わせた自動車開発に取り組んでいます。

自動運転のレベル分け

自動運転は、以下のようにレベル分けがされています。

  • レベル0・・・すべての運転を人間が行う。マニュアル車などがこれに該当する
  • レベル1・・・スピード調整など、一部の運転を自動車が支援する
  • レベル2・・・スピード調整をしながら車線を補正するなど、複数の運転を連携させながらドライバーの支援を
           する
  • レベル3・・・特定の条件において、あらゆる運転を自動者が代行する。ドライバーは緊急時などに備えて、
           運転できるよう準備しておく必要がある(わき見などは可能)
  • レベル4・・・特定の条件において、あらゆる運転を自動車が代行する。
           ドライバーは条件下にある内は、運転に関与しなくてもよい
  • レベル5・・・あらゆる条件下で、自動車がすべての運転を代行する。
           完全自動運転自動車はこのレベルに該当する

    現在、レベル2まではすでに一般に提供されています。

各企業の自動運転に対する取組

2020年以降は、レベル3以上の自動運転車に各企業が力を入れていくものと思われます。たとえば「ホンダ」は、2020年夏ごろに自動運転レベル3に対応した「レジェンド」を発売する予定です。また「Audi」では、すでにレベル3の自動運転システムを搭載した「Audi A8」を各国で販売しています。さらに「トヨタ」は、2020年夏にレベル4搭載自動運転車の試乗会を東京都内公道で行うと発表しています。

このほかにも「Alphabet」グループの「Waymo」が自動運転配車サービスを展開したりと、自動車メーカーに限らずさまざまな企業や団体が自動運転への取組を進めています。

自動運転に対する法整備の状況

自動運転に関しては、各国の法整備の遅れが一つの課題となっています。

たとえばAudi A8のレベル3技術は、2020年1月時点では日本の公道で使用不可能です。道路交通法では、自動運転レベル3以上の自動運転車の走行は認められていません。日本政府は自動運転を一般にも広めるため、道路交通法の改正を決定しました。これにより2020年以内には、自動運転レベル3の公道走行が解禁されます。

今後は日本のように、自動運転を公道で普通に走れるようにするための法整備が各国で急務になっていくでしょう。

自動運転とAIの関係

人間の手がまったく関与しない自動運転を実現するには、人間の代わりに走行判断ができるシステムの仕組みが必要不可欠です。そのシステムの中核となるのが、AIです。ここからは、自動運転とAIの関係性を説明していきます。

自動運転システムの3段階


自動運転システムは、次の3段階に分けられます。

・認知

・判断

・操作

認知

周囲にどんなものがあるかを、認知する段階です。

たとえばドライバーが道路周囲を見渡すと、軽自動車やセダン、トラック、バスなどさまざまな車が目に入ります。また走行中に人や動物、ゴミなどさまざまな障害物に遭遇する可能性もあります。さらにはビルや信号など、さまざまな建造物と通りすがります。

自動運転システムでは認知段階において、まず周囲のものをしっかり区別しながら認識し、自分が今どのような状況に置かれているか理解する必要があります。

判断

認知段階で得た情報をもとに、判断を行う段階です。

たとえば高速道路に入る必要があり、右側にインターチェンジがある場合は右へ行くルートを探す必要があります。また道路に急にボールが飛んできた場合は、子どもが飛び出してくる場合も備えて速度を落とす、あるいはブレーキを掛けるなどの判断が必要になります。

認知段階で得られた情報が正確であればあるほど、判断も正確になります。

操作

判断段階で決定した走行経路などをもとに、実際に車に操作を伝える段階です。

この際自社の位置情報などが間違っていた場合は、返って障害物にぶつかったりと危険を招く可能性があります。そこで現在、高精度マップの研究が進んでいます。

高精度マップではリアルタイムに地図内のデータが更新されるので、その場その場の状況をすぐ把握できます。そして「LiDAR」といったセンシング技術で自社の正確な位置などを認識し、マップと照らし合わせて正確な操作ができるようになります。

特に認知段階では、AIの役割が非常に重要となる

上記3段階の内、特に認知段階においてAIは重要な役割を担います。人間と同じように自動運転システムがものを認識し、適した判断を取るにはAIとディープラーニングの組み合わせが必要です。

ディープラーニングにより、AIは取得した情報からそれぞれのものの特徴を抜き出せるようになります。そして車や人、建造物などを人間と同じように認識できるようになります。

要するにドライバーの目の代わりに人工知能が周囲の状況を把握することで、高度な自動運転が可能になります。

トロッコ問題をAIはどう解決するか?

AIにより運転を自動化するに当たって、倫理的な課題になるのがトロッコ問題です。

トロッコ問題とは

トロッコ問題は、倫理学の実証実験として一般的にも有名です。「複数の方法があり、その方法を取っても誰かが死ぬ場合どうするのか」を問う問題になっています。

たとえば電車が制御不能状態になり、分岐器の近くにいた人Aさんがそれを認識したとします。分岐器を変更しなければBルート、変更すればCルートを電車が走行します。Bルートには2人、Cルートには4人の作業員がいるとします。

この際分岐器を使っても使わなくても、どちらにせよ必ず犠牲が出ます。感情的に、Aさんは切り替えるべきか切り替えるべきでないか判断に苦しむことになります。

AIが超えるべきトロッコ問題の壁

自動運転において緊迫した状況に置かれたとき、本当に正しい判断とは何かを考えると難しいものがあります。

たとえば目の前に、AIでも直前でしか気づかないような速度でビルの一部が落下してきたとします。AIが落下物を認識した際は急停止しても間に合わないので、歩道に曲がるか直進するかの2つの選択肢しかありません。

歩道に曲がればドライバーは助かりますが、多くの歩行者をはねてしまいます。しかし直進すれば、落下物の下敷きになってドライバーが命を落とすかもしれません。

このように命が失われる状況で、AIがどんな判断を下すのかは大きな問題になります。現在世界各国でトロッコ問題の解決策が研究されていますが、いまだに解決策は見つかっていません。

AIによる自動運転が普及段階になったときも、トロッコ問題は絶えずつきまとうでしょう。

AIオンボードコンピュータとは

自動運転車にAIを組み込む際必要となるのが、「AIオンボードコンピュータ」です。

AIオンボードコンピュータとは

オンボードコンピュータとは、自動車業界の場合車に搭載されているコンピュータを指します。

オンボードコンピュータでは

・走行時間

・平均燃費

・平均速度

など、車の走行に関係する各種情報を取得・処理しています。そして処理した情報をディスプレイ上に表示して、ドライバーの運転をサポートします。

このオンボードコンピュータにAIを搭載したのが、AIオンボードコンピュータです。

NVIDIAがボッシュと協業してAIオンボードコンピュータを開発

ゲーム用の高性能GPUなどを開発・販売している「NVIDIA」では、ドイツの自動車部品などの販売メーカー「ボッシュ」と協業してAIオンボードコンピュータを開発しました。

AIを利用すれば、さまざまな運転状況に自動運転車が高精度の対応ができるようになります。しかしその分、大量の情報をリアルタイムで処理できるようになる必要になります。

NVIDIAとボッシュのAIオンボードコンピュータは、スーパーコンピュータ並みのGPUなどを搭載しています。これにより高負荷にも耐え、どんな状況でも精度の高い自動運転が可能になります。

さらに蓄積されたデータはフィードバックされ、別のAIオンボードコンピュータにコピー可能です。
こうしてアップデートを重ね、さらに精度の高い自動運転ができるAIオンボードコンピュータができ上がっていく仕組みです。

まとめ

今回は自動運転とは何か、そしてAIとの関係性などについて解説してきました。

AIは機械学習によりどんどん賢くなり、自動運転分野でも重要な役割を担うようになりました。将来的にはレベル3以上の自動運転車やバス・タクシーなどを、公道で普通に見掛けるような社会になっていくかもしれません。
またカーシェアリングなど、自動車関連のサービスも自動運転により盛り上がりを見せていくと思われます。

ただし法整備はどうするか、トロッコ問題についてはどう対策すべきかなど、自動運転における課題はたくさんあります。自動運転やAIについて興味を持ち、どうやって課題を解決していけばよいか私たち一人一人が社会の一員として考えるのも重要です。

この記事を書いた人

QEEE編集部

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