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Ne serez-vous pas mon véhicule autonome de quartier ?
Optimus Ride permet aux voitures de rouler en toute sécurité par elles-mêmes en limitant où elles opèrent. 27 février 2019
Photographies de Doug Levy
Si vous voulez voir l'avenir des transports, montez dans un train de Boston à la banlieue de South Weymouth. Là, dans un parking adjacent à la gare, une flotte de sept voitures a pris des personnes et les a conduites vers un lotissement à proximité, le tout sans qu'un humain ne pose la main sur le volant.
Une nuit récente, l'un des véhicules a transporté une femme d'une vingtaine d'années dans sa copropriété à environ un mile de là. Après que la femme ait sauté dans la voiture, qui ressemblait à une voiturette de golf avec une carrosserie et des portes fermées, elle a utilisé une tablette à écran tactile pour sélectionner un itinéraire dans un menu. Un opérateur de logiciel assis sur le siège du passager avant a autorisé le trajet d'une simple pression sur son ordinateur portable, et un pilote d'essai dans le siège du conducteur a appuyé sur un bouton sur le tableau de bord du véhicule pour mettre la voiture en mode de conduite autonome. Bien que le conducteur soit là pour la sécurité, au cas où quelque chose d'inattendu se produirait et que quelqu'un aurait besoin de prendre le volant, le véhicule a planifié l'itinéraire et a conduit lui-même.
La technologie provient d'Optimus Ride, une startup basée à Boston ayant des liens étroits avec le MIT qui vise à être parmi les premières entreprises à transporter des quantités massives de personnes dans des véhicules sans conducteur. Le véhicule devrait arriver vide, venir vous chercher et vous conduire ailleurs, déclare le PDG Ryan Chin, SM '00, SM '04, PhD '12. Il ne doit y avoir aucun opérateur à bord ; c'est notre objectif.
Aucune entreprise dans le monde n'a encore réussi à fournir un service entièrement sans conducteur à un grand nombre de personnes. Cela inclut Waymo, une filiale d'Alphabet qui développe des véhicules autonomes, et les divisions autonomes d'Uber et de Lyft. Il y a aussi beaucoup d'autres entreprises dans la course, des grands constructeurs automobiles au constructeur de voitures électriques Tesla en passant par les startups.
Optimus Ride vise à se démarquer de ces concurrents en ciblant un marché plus petit et un type de conduite plus spécifique. Au lieu d'essayer de transporter les gens là où ils pourraient vouloir aller, la startup limite ses véhicules à des zones avec des frontières virtuelles, définies par GPS. Ceux-ci pourraient inclure des communautés planifiées - comme à South Weymouth - ainsi que des campus universitaires ou d'entreprises, des centres de villégiature, des fronts de mer et des zones accueillant des festivals ou des concerts.
Cette approche a permis à Optimus Ride de devenir l'une des rares entreprises de véhicules autonomes à générer actuellement des revenus. Ces manèges qu'il propose à South Weymouth ? Un promoteur immobilier paie la startup pour les offrir comme commodité aux résidents d'Union Point, un lotissement de ville intelligente sur le site de 1 500 acres d'une ancienne base aérienne navale. Chin dit qu'il négocie des accords similaires avec plus d'une douzaine d'autres clients, dont certains en Asie et au Moyen-Orient. Si tout se passe comme prévu, la startup pourrait proposer des véhicules autonomes à un public de masse dans le monde entier au cours des deux prochaines années, et peut-être même réaliser des bénéfices.
Les cofondateurs d'Optimus Ride Albert Huang, PhD '10; Sertac Karaman, SM '09, PhD '12; Ramiro Almeida; Ryan Chin, SM '00, SM '04, PhD '12; et Jenny Larios Berlin, SM '15, MBA '15, sur la piste d'essai au siège de l'entreprise.
AVEC racines
La route vers le lancement d'une startup autonome a commencé au MIT. Les cinq cofondateurs d'Optimus Ride ont étudié ou travaillé à l'Institut avant de créer l'entreprise en 2015. À l'époque, Chin était directeur général de la City Science Initiative au Media Lab. Ramiro Almeida, qui est maintenant directeur de la stratégie d'Optimus Ride, était chercheur invité dans le même projet. Sertac Karaman, SM '09, PhD '12, était professeur adjoint d'aéronautique et d'astronautique; aujourd'hui, il est professeur agrégé en plus d'être président et scientifique en chef d'Optimus Ride. Jenny Larios Berlin, directrice du marketing et de l'exploitation, SM '15, MBA '15, venait d'obtenir une maîtrise en urbanisme et un MBA de Sloan. Et Albert Huang, PhD '10, maintenant directeur de la technologie d'Optimus Ride, travaillait pour l'organisation de recherche et développement de Google après avoir obtenu un doctorat en génie électrique et en informatique.
Tous les cinq avaient de l'expérience dans la conception de véhicules autonomes ou dans le déploiement de systèmes de transport, ils étaient donc au courant des progrès réalisés dans la technologie de conduite autonome. Karaman et Huang avaient aidé à construire la voiture sans conducteur que le MIT a inscrite au défi urbain de la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) en 2007, le premier concours sérieux impliquant des véhicules autonomes dans un environnement urbain. (Leur équipe était l'une des six seules à terminer la course.) Chin avait conçu un véhicule électrique à usage partagé avec des fonctionnalités robotiques dans le cadre du projet CityCar du Media Lab. Larios Berlin a travaillé pour la société d'autopartage Zipcar, où elle a introduit le service dans plusieurs campus universitaires. Almeida avait aidé à diriger le développement de la première ligne de métro à Quito, en Équateur, en tant que conseiller de la ville.
Almeida, qui avait également fondé la version espagnole de Wired et plusieurs startups, a contribué à rassembler tout le monde. La technologie était suffisamment mature et le marché ne faisait que commencer, dit-il. Je pensais qu'il y avait une opportunité très importante pour nous de créer une entreprise. Il ne leur a pas fallu longtemps pour trouver un nom, un hommage au personnage Optimus Prime de la franchise Transformers. Nous pensions aux technologies sensibles, et cela a évolué pour parler de Transformers, car c'était la première histoire créée autour des technologies sensibles qui est devenue un succès mondial, dit Almeida. Chin dit que la fascination générale du groupe pour les robots héroïques a également joué un rôle.
La collecte de fonds a été plus difficile. Au lieu de viser une automatisation complète, ou ce que l'industrie automobile appelle l'autonomie de niveau 5, qui permettrait à une voiture sans conducteur de fonctionner partout où un conducteur humain le pourrait, les cofondateurs ont voulu créer des voitures de niveau 4, qui ne peuvent conduire que dans des zones géo-clôturées par GPS. Ils pensaient que cette approche leur permettrait de développer et de déployer une technologie autonome de manière plus sûre, rapide et rentable que leurs concurrents, car la conduite serait moins compliquée.
Les capital-risqueurs n'étaient pas toujours d'accord. Lorsque nous avons commencé, d'autres entreprises parlaient de développer une technologie [d'auto-conduite] qui n'aurait aucune restriction, qui serait capable de faire tout ce que les gens leur demanderaient de faire, explique Almeida. Beaucoup d'investisseurs nous ont regardés et ont dit: 'Les gars, vous n'allez pas y arriver.'
Les cofondateurs ont persévéré et ont jusqu'à présent levé 23,25 millions de dollars en deux rondes de financement. Ses investisseurs actuels considèrent l'orientation étroite de l'entreprise comme une force. Les campus privés ont moins de circulation, de piétons et d'obstacles, explique Sanjay Aggarwal '95, MBA '03, partenaire de la société de capital-risque F-Prime, qui a investi dans Optimus Ride en 2017. Il est intrinsèquement plus facile de déployer ce type de technologie là-bas. .
Chin dit que le MIT Center for Real Estate a également aidé au financement en le présentant à des développeurs qui sont devenus des clients. Optimus Ride emploie désormais près de 100 personnes - environ un tiers d'entre eux sont titulaires d'un doctorat et près de la moitié sont des anciens du MIT - et vise à embaucher au moins 100 ingénieurs supplémentaires en 2019. Nous savons déjà comment conduire de manière autonome sur nos sites, explique Chin. Nous apprenons maintenant à évoluer, à passer de quelques sites à quelques centaines et à des dizaines de milliers de véhicules.
Optimus Ride équipe ses véhicules de capteurs laser et de caméra (illustrés ici) ainsi que d'accéléromètres, de gyroscopes, d'odomètres et d'appareils GPS.
Fusion de capteurs
Avant qu'Optimus Ride ne mette un véhicule sur la route, il l'équipe de capteurs et le charge de logiciels. La startup développe tous les logiciels dont le véhicule a besoin, mais pratiquement aucun matériel. Elle achète actuellement ses véhicules, qui sont électriques et peuvent accueillir quatre ou six personnes à la fois, auprès d'une société appelée Polaris Industries. (Connus sous le nom de véhicules électriques de quartier, dans le Massachusetts, ils sont officiellement classés comme véhicules à basse vitesse et ne peuvent parcourir que 25 miles par heure.) Au siège d'Optimus Ride, un entrepôt converti sur le front de mer industriel de Boston, des techniciens équipent les voitures. avec des caméras de vision par ordinateur, des appareils GPS, des accéléromètres, des gyroscopes, des lidars et des odomètres qui mesurent la rotation des roues arrière. Les données de ces capteurs sont transmises à un processeur GPU, qui calcule ce que la voiture doit faire et envoie des instructions à un tableau de commande qui gère la direction, l'accélération et le freinage. (La société commence également à travailler avec un autre constructeur automobile pour intégrer ce matériel directement dans les chaînes de production.)
L'analyse par apprentissage automatique des données collectées par les capteurs, les lasers et les caméras produit une carte de la progression en temps réel de la voiture - et de tout obstacle - le long de son parcours.
Une fois le logiciel installé, Optimus Ride teste la voiture sur un parcours mis en place dans une zone de conduite de 10 000 pieds carrés à l'intérieur de ses installations. Une personne assise sur le siège passager dirige le véhicule via un ordinateur portable. Pour vérifier que les différents systèmes, tels que les freins, fonctionnent correctement, les ingénieurs des systèmes et des essais conduisent généralement le véhicule dans les lignes marquées sur le sol en béton avec du ruban adhésif de couleur et s'arrêtent à un feu de circulation - prêté par la ville de Boston - et un passage piéton installé sur le parcours. Une fois que le véhicule maîtrise ces manœuvres, il se déplace à l'extérieur dans les rues du quartier de Seaport afin que les opérateurs puissent voir comment il réagit dans des situations plus complexes.
Lorsqu'Optimus Ride déploie pour la première fois des véhicules sur un site particulier, les ingénieurs et les pilotes d'essai en conduisent manuellement quelques-uns pendant plusieurs jours pour capturer des informations sur les environs. Les données résultantes sont utilisées pour créer des cartes contenant des informations contextuelles sur les marqueurs de voie, les panneaux de signalisation et les points de repère.
Les véhicules déployés ultérieurement sur ce site peuvent utiliser cette carte de base pour naviguer. Ils aident également à le tenir à jour. Nous capturons toujours des données, de sorte que chaque véhicule qui roule sur la même route nous donne plus d'informations que nous pouvons utiliser pour améliorer la carte principale, explique Chin.
Se concentrer sur de petites zones géo-clôturées permet également à Optimus Ride d'apprendre ce que Karaman, le scientifique en chef, appelle la culture de la conduite dans un endroit spécifique. Pour opérer à la gare de South Weymouth, la startup a dû apprendre à ses logiciels et systèmes à naviguer dans les foules de navetteurs se bousculant pour rentrer chez eux. À Union Point, il a fallu les entraîner à reconnaître puis à ignorer les tiges hautes et fines que le promoteur collait sur les côtés de la route pour guider les chasse-neige. Dans le port maritime, les véhicules doivent naviguer sur de larges routes qui ne sont pas bien balisées, manœuvrer autour des bus Silver Line de T, un trafic dense autour du Design Center, des camions commerciaux et des mouettes. Et tandis que les conducteurs à Union Point ont tendance à se comporter correctement, le Seaport est un excellent lieu de test car il est tout simplement insensé, déclare John Sgueglia, SM '15, qui supervise les systèmes de véhicules et les tests pour Optimus Ride.
Partir en balade Optimus | Quand Optimus Ride teste ses véhicules sur la voie publique, il ne veut jamais causer d'accident ni être responsable de quoi que ce soit. Il programme donc les voitures pour qu'elles soient extrêmement prudentes. Cette prudence a imprégné la majeure partie du trajet que j'ai effectué dans l'un des véhicules de la startup dans le parc marin Raymond L. Flynn de Boston. Le site industriel est plein de piétons, d'autobus urbains, de camions commerciaux et de lapins ou de mouette occasionnels, donc la plupart du temps j'ai apprécié le comportement averse au risque. Mais lorsque nous nous sommes arrêtés à une intersection bien plus longtemps qu'un conducteur humain n'aurait attendu, je me suis un peu agité. Le problème : le trafic venant en sens inverse avait la priorité et le véhicule le savait, car Optimus Ride encode les règles de la route dans son logiciel. Nous avons donc attendu que la route soit dégagée avant de nous déplacer, même si nous roulions tout droit et que les autres voitures nous auraient certainement laissé partir, aussi impatientes qu'elles fussent de tourner devant nous. Peu de temps après avoir traversé l'intersection, nous avons rencontré une voiture arrêtée avec ses clignotants allumés. Optimus Ride programme ses véhicules pour qu'ils ne franchissent jamais une double ligne jaune, nous avons donc dû attendre que la voiture se déplace sur le côté de la route avant de pouvoir continuer. À un moment donné, j'ai pensé que le véhicule aurait dû faire preuve de plus de retenue. De retour à l'intersection, un homme est passé devant nous juste au moment où nous étions enfin sur le point d'avancer. Le véhicule a avancé d'environ un pied puis s'est arrêté. Le piéton avait encore beaucoup de place, mais il nous a lancé un sale regard. Dans l'ensemble, cependant, le véhicule a conduit comme vous le voudriez: en gardant une distance de sécurité avec les autres voitures, en s'arrêtant aux panneaux d'arrêt et en décélérant automatiquement lorsqu'il traversait des voies ferrées ou descendait une rampe. Les humains prennent beaucoup plus de risques au volant que nous ne le pensons, déclare l'ingénieur système et pilote d'essai John Sgueglia, SM '15. Nous pourrions encoder cette façon de penser dans nos véhicules, mais est-ce que vous, en tant que passager, voudriez vraiment que nous le fassions ? |
La « culture » fait référence à la façon dont les gens conduisent, mais aussi à la façon dont l'environnement est aménagé, explique Karaman. Comprendre comment les gens se comportent réellement dans ces environnements est essentiel pour pouvoir conduire de manière totalement autonome 100 % du temps un jour.
Optimus Ride utilise l'apprentissage automatique pour combiner et analyser les données de différents types de capteurs, une approche connue sous le nom de fusion de capteurs. Cette capacité à intégrer rapidement et efficacement les données de plusieurs capteurs est essentielle : les données sont introduites dans le logiciel d'Optimus Ride, qui produit une carte qui montre à la fois la progression en temps réel de la voiture le long de son itinéraire prévu et tous les obstacles le long de ce chemin. D'autres véhicules apparaissent en vert et les piétons en orange, mais Optimus Ride ne donne pas plus de poids à un type d'obstacle particulier ; le but, après tout, est d'éviter de heurter quelconque d'eux.
Mobilité équitable
Certains chercheurs pensent que les véhicules autonomes exacerberont la congestion urbaine en rendant la conduite si facile et pratique que les gens préféreront les voitures aux transports en commun. Chin dit qu'il ne pense pas qu'Optimus Ride le fera, car il exploite des véhicules électriques partagés et est conçu pour transporter les gens de la maison ou du travail aux arrêts de bus, de métro et de train les plus proches. Nous voulons compléter le transport en commun, dit-il. Si nous alimentons ces systèmes de manière appropriée, cela augmentera l'achalandage, ce qui leur permettra d'investir dans une meilleure signalisation, plus de trains, des gares plus grandes, etc.
Chin dit que la philosophie générale du MIT consistant à considérer la technologie comme une force du bien a contribué à façonner ces objectifs. Il y a cette idée que si nous développons une très bonne technologie d'auto-conduite, cela profitera aux personnes qui n'ont pas un bon accès aux transports, que ce soit parce qu'elles sont économiquement défavorisées, discriminées, aveugles ou sourdes, dit-il. Nous avons adopté la position selon laquelle il est important de faire ces choses.
Pour s'assurer que les personnes handicapées peuvent utiliser ses véhicules, Optimus Ride a mené des recherches sur les utilisateurs à la Perkins School for the Blind et a rendu son interface utilisateur facilement personnalisable. La startup prévoit également d'élargir prochainement l'accès à davantage de personnes. Ses navettes à South Weymouth ne transportent que les résidents du développement d'Union Point, qui réservent des trajets à l'aide d'une application mobile spéciale. Mais d'autres communautés planifiées prévoient de fournir gratuitement le service de transport aux visiteurs, tels que les locataires potentiels. Vous viendriez simplement dans une communauté et les véhicules seraient alignés, dit Chin. Vous ouvririez la porte et entreriez, et cela vous indiquerait un tas d'endroits où vous pourriez aller. Les clients s'attendent également à utiliser les véhicules pour d'autres services, tels que la livraison de nourriture et de colis et le ramassage des ordures.
Cette vision de véhicules abordables, équitables et intelligents à la demande peut sembler fantaisiste, mais pas pour Kris Carter, qui aide à diriger le bureau du maire de la nouvelle mécanique urbaine à Boston. Son agence supervise les tests de véhicules autonomes de la ville et a commencé à travailler avec Optimus Ride en 2017. Nous pensons que les voitures sans conducteur pourraient rendre nos rues plus sûres et offrir aux résidents qui n'ont pas un bon accès aux transports en commun de meilleures options, dit-il. Nous sommes enthousiasmés par la technologie qu'ils développent.
Qu'est-ce qui donne à Carter confiance en Optimus Ride ? Ses racines MIT, en partie. Ils ont un très bon mélange de personnes qui comprennent les environnements urbains, ainsi que la technologie et la façon de gérer une entreprise, dit-il. Ils peuvent parler la même langue que les villes.