Comment créer un véhicule autonome sécuritaire?
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Comment créer un véhicule autonome sécuritaire?

Waymo, issue du projet de voiture autonome de Google, souhaite mettre au point le pilote « le plus expérimenté au monde » en simulant des milliards de kilomètres de conduite.

Alors que plus de 94% des accidents de la route seraient reliés à une erreur humaine, les voitures autonomes laissent entrevoir un avenir plus sécuritaire, avec des algorithmes qui ne peuvent être distraits et des capteurs capables de voir à des centaines de mètres à la ronde.

Mais comment peut-on s’assurer de la fiabilité de ces véhicules? C’est ce que cherche à déterminer Waymo, l’entreprise issue du projet de voiture autonome de Google, avec la publication jeudi de son premier rapport annuel de sécurité.

Voilà qui tombe à point, alors qu’un premier déplacement en voiture autonome sur une route publique vient tout juste d’être réalisé au Canada, dans la région d’Ottawa.

Le document de 43 pages détaille comme rarement les moyens employés pour maximiser la sécurité des véhicules autonomes. Il donne aussi un aperçu intéressant de la façon dont cette technologie risque d’être déployée au cours des prochaines années. En voici les grandes lignes:

1 – Opter pour une voiture complètement autonome

Alors que la plupart des fabricants automobiles dévoilent des systèmes avancés d’aide à la conduite en attendant l’arrivée des voitures autonomes – dont Autopilot, de Tesla, et SuperCruise, de Cadillac – Waymo a plutôt opté pour lancer un véhicule uniquement lorsque celui-ci pourra se rendre d’un point A à un point B par lui-même, sans que le passager n’ait jamais à toucher le volant.

Un véhicule complètement autonome est forcément plus complexe à développer qu’un véhicule capable de se déplacer simplement dans certaines conditions (sur l’autoroute et toujours dans la même voie, par exemple). La technologie requiert notamment plusieurs composantes matérielles, comme des radars, des LiDAR (un capteur permettant à la voiture d’avoir une vue précise de ce qui l’entoure grâce à un système laser), une caméra à 360 degrés et des microphones, pour détecter une sirène de police, entre autres.

Pourquoi attendre encore plusieurs années alors que ses concurrents lancent déjà leurs solutions? En 2012, l’entreprise – à ce moment une division de Google – avait développé un système de conduite semi-autonome, qui nécessitait l’intervention occasionnelle d’un conducteur humain, comme ceux actuellement sur le marché. Les conducteurs avaient toutefois trop confiance en la technologie selon Waymo, et leur attention sur la route n’était pas suffisante pour garantir un déplacement sécuritaire.

Pour avoir essayé des voitures du genre, force est de constater que cette problématique est bien réelle. Après 100 kilomètres sans devoir contrôler son véhicule, notre temps de réaction est beaucoup plus long que lors d’un déplacement régulier.

2 – Concevoir des systèmes redondants et tester chaque composante

Les véhicules de Waymo sont fabriqués en collaboration avec des constructeurs automobiles traditionnels (la génération actuelle est une version modifiée de la Chrysler Pacifica hybride). Chaque composante entrant dans le système de conduite autonome est vérifiée indépendamment avant d’être installée, comme les câbles et les différents éléments de la caméra 360. Chaque partie est ensuite testée comme un tout. La méthode s’inspire notamment des procédés d’ingénierie utilisés par la NASA lors du lancement sur Mars des robots Spirit et Opportunity.

Est-ce qu’un tel protocole pourrait aussi être appliqué avec autant de zèle à long terme, lorsque les véhicules seront produits à plus grande échelle? C’est la grande question.

En plus de s’assurer que les pièces performent de la manière prévue, les essais de Waymo permettent aussi de mesurer leur efficacité dans des conditions difficiles, tout particulièrement à la chaleur.

Tous les systèmes à bord du véhicule sont redondants, comme les freins, la direction et l’ordinateur principal: l’automobile peut donc s’arrêter d’une façon sécuritaire, même lorsqu’un élément tombe en panne, puisqu’un second est disponible pour prendre la relève.

3 – Simuler toutes les conditions de route imaginables

Ce que « voit » une voiture autonome avant d’emprunter une intersection. Crédit photo: Waymo.

Waymo détaille dans son rapport annuel les différentes façons dont ses voitures s’améliorent, grâce à des techniques d’intelligence artificielle et à l’accumulation de kilomètres roulés sur des circuits fermés, sur des routes publiques et dans des simulations informatiques.

Les voitures de Waymo ont parcouru 5,6 millions de kilomètres sur les routes publiques des États-Unis au cours des dernières années, mais ce n’est rien comparé aux milliards réalisés dans des simulations informatiques. Des endroits dangereux observés dans le monde réel sont reproduits sur un ordinateur, et des milliers de permutations dans les conditions routières (météo, circulation, présence de cyclistes, de piétons, de voitures à contresens, etc.) permettent de s’assurer que les algorithmes puissent déterminer la façon la plus sécuritaire de conduire dans n’importe quelle situation.

Les chauffeurs humains ne peuvent en dire autant.

Ces essais ont aussi pour objectif de développer des « compétences comportementales », une série d’aptitudes essentielles à la conduite dans la vraie vie, comme par exemple rouler dans une zone de travaux routiers où un travailleur donne des indications pour ralentir ou s’arrêter.

4 – Concevoir et mettre à jour un logiciel sécuritaire

Plusieurs moyens ont été employés pour minimiser les risques de cyberattaques contre les voitures de Waymo, notamment en isolant complètement les systèmes critiques du véhicule (freins, direction, cartes 3D, etc.) de ses communications externes. Évidemment, aucune protection n’est parfaite.

Un protocole a aussi été implanté pour mettre à jour les voitures d’une façon sécuritaire, en testant d’abord ces dernières dans des simulations, puis dans des circuits fermés et finalement sur les routes publiques, mais sur un petit nombre de véhicules choisis seulement.

5 – Lancer la technologie graduellement

Les voitures autonomes de Waymo sont limitées dans leurs déplacements. Crédit photo: Waymo.

Les voitures Waymo roulent actuellement dans une vingtaine de villes dans l’état de Washington, en Californie, en Arizona et au Texas. La plupart sont accompagnées par des conducteurs professionnels, mais des familles présélectionnées peuvent aussi se faire conduire depuis avril.

Dans ces villes, les véhicules ne peuvent toutefois pas être utilisés partout, ni tout le temps. Ceux-ci sont limités à certaines zones précises, et ne démarreront pas si le point d’arrivée demandé est situé à l’extérieur des balises, ou si les conditions ambiantes ne le permettent pas.

Ces zones peuvent ensuite grossir avec le temps, à mesure qu’elles sont analysées par les ingénieurs de l’entreprise et que les voitures apprennent à conduire dans de nouvelles situations (type de route, heure du jour, météo, limite de vitesse, etc.).

Un travail colossal reste encore à accomplir avant que Waymo passe de quelques parties de 20 villes à un lancement à grande échelle. Un travail qui, espère-t-on, sera réalisé méticuleusement, puisque même si le potentiel à long terme des véhicules autonomes fait consensus, la sécurité des étapes intermédiaires à franchir d’ici là est loin d’être garantie.