Opa, heb jij ooit zélf een auto bestuurd?!? De onderzoekers aan de TU Delft die bezig zijn met zelfrijdende auto’s, weten het zeker: dit wordt dé grote technologische revolutie van de komende decennia. Qua impact vergelijkbaar met de komst van het internet en de mobiele telefoon. De autonome auto gaat niet alleen onze manier van autorijden totaal beïnvloeden, we gaan ook anders naar vervoer en bezit kijken. Naast de technische uitdagingen zijn ook de morele en juridische consequenties groot.

Straks, zeg in 2050, moeten we onze kleinkinderen uitleggen wat een auto ooit was. Net zoals we onze kinderen nu vertellen hoe een telefoon er twintig jaar geleden uitzag; met een snoer. Ja, echt! In 2050 zitten alleen nog een paar verstokte petrol heads zelf achter het stuur. Alle auto’s rijden zelfstandig, al dan niet met een robot als chauffeur. Bijna niemand bezit nog een eigen auto, wagens worden gedeeld. Greenwheels à la 2050. Parkeerplaatsen bestaan niet meer, elke auto is voortdurend en route. Files zijn verleden tijd en vrachtwagens zie je alleen nog maar ‘s nachts, ook zonder chauffeur natuurlijk. De vraag is of bussen, trams en treinen dan nog wel nodig zijn.

Sceptisch

Alexander Yarovoy

Alexander Yarovoy, hoogleraar Microwave Sensing, Signals & Systems.

Veel mensen schudden bij dit soort toekomstbespiegelingen sceptisch het hoofd. Vooral omdat ze denken dat de psychologische barrière te groot is: een mens legt zijn lot niet in handen van een zelfrijdende robot. Of vindt het veel te leuk om te schakelen en te sturen. Maar Alexander Yarovoy kent geen twijfel.

De hoogleraar Microwave Sensing, Signals & Systems van de afdeling Micro-elektronica, gespecialiseerd in nieuwe radarsystemen, is een van de vele onderzoekers aan de TU Delft die zich bezighoudt met de zelfrijdende auto. Hij ziet in zulke auto’s de eerstvolgende, grote technologische revolutie. En toch merkt hij dat warme belangstelling voor die veronderstelde technologische revolutie niet evident is. “It’s engineering”, stelt Alexander berustend. “Fundamentelere onderzoeksterreinen krijgen van oudsher meestal meer aandacht. Terwijl dit onze samenleving minstens zo ingrijpend gaat veranderen.” Lachend: “Maar ja, de ontwikkelaars van de mobiele telefoon kregen ook nooit een Nobelprijs.”

“Omdat het een ontwikkeling is die ontzettend veel maatschappelijke impact zal hebben. Veel minder verkeersongelukken, geen files meer, totaal andere vervoersconcepten. De autonome auto wordt de komende decennia de belangrijkste drijvende kracht achter technologische vernieuwingen.”

Overleven in de stadsjungle

De meeste artikelen over zelfrijdende of computergestuurde auto’s bekijken vooral de praktische, technische ontwikkelingen op korte termijn. Die verhalen kennen we: auto’s die voor jou inparkeren en, als logische volgende stap: een automatische piloot hebben voor op de snelweg. Die automatische piloot heeft het op de snelweg nog relatief makkelijk, dat is een tamelijk overzichtelijke en voorspelbare omgeving.

Heel wat anders dan de uiterst complexe stadsjungle, waar onvoorspelbare, beweeglijke objecten als fietsers, voetgangers, overstekende ganzen, kinderen en honden de dienst uitmaken. Alexander: “Er is een ontzettend complex systeem voor nodig om ervoor te zorgen dat auto’s en passagiers in een stad veilig en efficiënt van A naar B komen.” Op zich zijn hij en zijn collega-onderzoekers wereldwijd met alle afzonderlijke technische aspecten al een aardig eind op weg, stelt hij. “De grote uitdaging is de integratie van al die verschillende subsystemen.”

Morele implicaties

Nog lastiger zijn misschien wel de morele en juridische implicaties. Want wat als de robot-chauffeur moet kiezen tussen het minst slechte van twee kwaden? Als ‘het’ bijvoorbeeld moet uitwijken voor een fietser maar alleen nog maar op de stoep terecht kan waar een voetganger loopt? Moet op zo’n moment een mens kunnen ingrijpen of laat je de beslissing over aan de robot, om maar een dilemma te noemen?

En als je het aan de computer over laat, op basis van welke criteria neemt die dan zijn beslissing? “Dat zijn ethische en filosofische beslissingen waar je niet zomaar aan voorbij kunt gaan.” Maar ondanks dat weet Alexander het zeker: die autonoom rijdende auto komt er. “Om de simpele reden dat een robot een veel veiligere chauffeur is dan een mens.”

Stapsgewijze introductie

Theresia van Essen

Theresia van Essen, Assistant Professor, DIAM

Ook Alexander’s collega Theresia van Essen, die als wiskundige werkt aan een model voor de optimale inzet van een nationaal wagenpark van zelfrijdende auto’s (zie ook kader), twijfelt geen moment aan een toekomst met autonome voertuigen. Beiden geloven ze wel in een stapsgewijze introductie, ook nodig voor een geleidelijke, psychologische acceptatie.

Eerst krijgen we allemaal een auto die zelf inparkeert, dan volgt de autopiloot op de snelweg, dan voorzichtig de overstap naar het turbulente stadsverkeer. “Met als finale stap een heel nationaal park van gedeelde, zelfrijdende auto’s”, voorspelt Theresia. “Maar dat verwacht ik pas over zo’n veertig jaar.”

Onvoorspelbare voetgangers

De grootste technische uitdaging is de vraag hoe je de sturende computer beslissingen laat nemen in een complexe omgeving die hem voornamelijk opzadelt met onvolledige, zogenoemde ‘softe informatie’. Harde informatie is niet echt een probleem meer. Een auto – een tamelijk overzichtelijk object – komt op je af met een bepaalde snelheid en in een bepaalde richting; die informatie valt redelijk eenvoudig te vangen in wiskundige logaritmen waar een computer wat mee kan.

Maar onvoorspelbare voetgangers zijn een stuk ingewikkelder. Of wat moet je als robot met een inzittende die plotseling in paniek onvolledige informatie uitkraamt: “Pas op, er komt een auto aan!” Een belangrijke rol is weggelegd voor de radars, de ogen van de auto. In de ontwikkeling van ultramoderne radarsystemen is Alexander’s radargroep, samen met onderzoeksteams van het University College London en de universiteiten van Karlsruhe en Ulm, leidend in Europa.

Let wel: we hebben het hier over radars, niet over camera’s, daar gelooft Alexander niet in. Ja, misschien als additionele ogen. “Camera’s zien niks bij mist.” Nou zijn radars ook (nog) niet onfeilbaar natuurlijk. Wat moet er gebeuren als twee auto’s elkaar naderen die met hun radar toevallig allebei op dezelfde radiofrequentie zitten? Of: wat als een radar beschadigd is geraakt bij een ongeluk, maar de auto wel doorrijdt? Hebben we dan een back-up?

Belangrijke onderzoeksvraag voor de lange termijn: die zelfrijdende auto zit straks vol met radars en andere sensoren, maar hoe zet je welke radar zo efficiënt mogelijk in? Je kunt de radars op verschillende manieren gebruiken, waarbij de ene manier voor de ene situatie efficiënter is dan voor de andere. Laat je een radar bijvoorbeeld in hoge of in lagere frequentie een bepaalde locatie op een bepaald tijdstip scannen? “We hebben zelfsturende radars nodig en een ‘fusion- en controlesysteem’ dat daarmee om kan gaan. Wij zijn één van de weinige onderzoeksgroepen in de wereld die daarmee bezig is.”

Revolutionair terrein

De TU Delft heeft al een Toyota Prius klaar staan die als proefkonijn gaat fungeren. Alexander verwacht dat de auto binnen nu en een jaar in z’n eentje een rondje over de campus gaat maken. Ondertussen kan hij zijn enthousiasme nauwelijks beteugelen. Niet zo gek: als je een robot kunt ontwikkelen die zijn werk weet te doen in zo’n complexe en onvoorspelbare omgeving als de stad, til je de hele ontwikkeling van de robotica naar een volgend level. Alexander: “Daarom is dit zo’n revolutionair terrein.”


Toekomstbeeld: niemand meer zijn eigen auto

Theresia van Essens blik op de toekomst is minstens zo spectaculair als die van haar collega Alexander. Theresia, als wiskundige gespecialiseerd in modellen voor procesoptimalisatie, is ervan overtuigd dat we straks – zeg in 2050 – vrijwel allemaal in gedeelde, zelfrijdende autootjes zitten. Laten we zeggen in Nederland alleen al zo’n miljoen autonoom voortbewegende wagens, goed voor vele miljoenen ritjes per dag. Als wiskundige stort ze zich – samen met haar collega Gonçalo Homem de Almeida Correia van Civiele Techniek – op de uitdaging om software te ontwikkelen waarmee al die auto’s in Nederland zo efficiënt mogelijk kunnen worden ingezet. Oftewel: hoe krijgen we zoveel mogelijk mensen zo snel mogelijk tegen zo min mogelijk kosten dagelijks van A naar B? En hoeveel auto’s zijn daarvoor nodig?

Landelijk netwerk

Theresia hield zich tot voor kort onder andere bezig met een vergelijkbare vraag: hoe zetten we de ambulancehelikopters in Noorwegen zo efficiënt mogelijk in en waar moeten we ze dan stationeren?

Maar haar huidige auto-vraagstuk is op z’n zachts gezegd een stuk complexer. In het universum van Theresia bestel je tien minuten voor vertrek met je telefoon (hebben we die dan nog?) een  zelfrijdende auto. Waarbij je kunt aangeven of je een auto voor jezelf wilt bijvoorbeeld, of eentje met medepassagiers, of je de luxe variant wilt of de gewone. Misschien kun je zelfs een voorkeur voor een model of kleur toevoegen. “Stel we komen inderdaad uit op zo’n uitgebreid en geavanceerd netwerk aan gedeelde auto’s, dan denk ik niet dat het openbaar vervoer zoals we dat nu kennen nog bestaat.”

Leven in de toekomst

Waarom nu al een onderwerp bestuderen dat zich pas over enkele decennia zal aandienen? “Dat is wel bijzonder ja. Ik probeer een probleem op te lossen dat nog niet bestaat. Maar je weet niet hoe

snel ontwikkelingen gaan. En het kan ook zo zijn dat onze onderzoeksresultaten de invoering van zo’n idee versnellen. Zeker als blijkt dat we een model kunnen ontwikkelen dat belangrijke  maatschappelijke voordelen biedt. Zoals efficiënter en milieuvriendelijker vervoer in de stad, zonder parkeerplaatsen en zonder files.”

“Dit onderwerp past bij mij, ik fantaseerde al op m’n tiende over auto’s die zich op een lopende band op de snelweg voortbewogen. Dit is een prachtig onderzoek; ik leef met dit werk voortdurend in de toekomst.”


Twee misverstanden over de zelfrijdende auto die, volgens Alexander Yarovoy tenminste, nodig uit de weg geruimd moeten worden.

1

De eerste, goed functionerende autonome auto komt uit de Verenigde Staten.

Dat zou je verwachten met Tesla, Google en Apple als belangrijke investeerders. Maar volgens Alexander Yarovoy is juist Europa leidend op dit moment, en kijkt momenteel iedereen naar de ontwikkelingen bij autobedrijven als Daimler, Volkswagen en BMW. Lachend: “In de VS opereren ze in de kale, overzichtelijke en zonnige vlaktes van Californië. Dat is een stuk minder complex dan het enorm drukke wegennet in Europa. In de mist of met sneeuw.”

2

We zitten straks naast of achter een lege bestuurdersstoel met een stuurwiel dat uit zichzelf beweegt.

Nee. Waarschijnlijker is dat we over enkele decennia in een voertuig zitten dat volstrekt niet meer op onze huidige auto lijkt. En helemaal geen stuur of bestuurdersstoel meer heeft. Omdat we tegen die tijd hele andere dingen doen terwijl we in het object zitten dat ons van A naar B brengt. We kunnen werken, ontspannen, gamen, chatten, online boodschappen doen; de vormgeving en inrichting van de auto zal zich aan die veranderde functie aanpassen.

zelfrijdende auto

 A.Yarovoy@tudelft.nl
 J.T.vanEssen@tudelft.nl

Tekst: Stan van Herpen
Fotografie: Marcel Krijger