Dzięki jego badaniom na drogach może być bezpieczniej [Tydzień polskiej nauki w WP]

Mariusz Ptak zajmuje się zaawansowanymi modelami numerycznymi głowy człowieka, które służą symulacji urazów czaszkowo-mózgowych. Dzięki temu technologia może poprawić nasze bezpieczeństwo na drogach. Choć jak mówi nam naukowiec, jej wpływ na przemieszczanie się ma też swoje ciemne strony.

Tydzień Polskiej Nauki w Wirtualnej Polsce to seria, w której prezentujemy wywiady z młodymi polskimi naukowcami. Tym razem rozmawiamy z dr. hab inż. Mariuszem Ptakiem z Katedry Konstrukcji i Badań Maszyn Politechniki Wrocławskiej.

Dr hab. Mariusz Ptak, inżynier z Katedry Konstrukcji i Badań Maszyn Politechniki Wrocławskiej: Obecnie bezpieczeństwo, które powinien zapewnić swoim pasażerom lub pieszym samochód, bada się poprzez fizyczne testy –  po prostu rozbija się samochody, co oczywiście niesie ze sobą duże koszty.

Ja natomiast zajmuję się komputerowymi symulacjami, dzięki którym mogę nawet dokładniej sprawdzić efekty np. zderzenia z pieszym, uderzenia motocyklisty w barierę energochłonną albo uderzenia pasażera w poduszkę powietrzną. Wykorzystują one metodę numeryczną, czyli metodę rozwiązywania problemów matematycznych za pomocą operacji na równaniach różniczkowych.

Jeśli są one profesjonalnie wykonane to tak, między innymi dlatego, że oszczędzamy pieniądze na kupnie pojazdów oraz otrzymujemy dużo większe możliwości wpływania na daną sytuację w czasie rzeczywistym. Możemy np. przetestować różne konfiguracje zderzenia, nawet takie, które nie byłyby możliwe w rzeczywistości albo byłyby bardzo trudne do wykonania w fizycznych testach.

Tutaj dobrym przykładem będą też testy kasków dla rowerzystów i pieszych. Zamiast testować je eksperymentalnie, możemy sprawdzać ich wirtualne odpowiedniki. Dzięki temu nie marnujemy sprzętu i otrzymujemy o wiele więcej ciekawych informacji, między innymi na temat tego, co się dzieje ze strukturami w mózgu człowieka podczas wypadku.

Jeśli mówimy o badaniu urazów głowy, no to chcąc wykonać symulację, musimy skądś pozyskać model geometrii tej głowy.

O ile nie jest to problematyczne, jeśli mówimy tu o modelu głowy osób powyżej 6-7 roku życia – badań medycznych, które są dla nas źródłem takiej wiedzy, od takiego wieku robi się sporo – to pozyskanie plików medycznych dzieci do 2 roku życia jest bardzo problematyczne.

Ale największy problem stanowi to, że w ostatnim etapie swoich testów powinniśmy jeszcze skonstruowany model porównać… z prawdziwym mózgiem. No i jak pan się może domyślić, dostęp do zwłok dwulatków nawet w ramach badań naukowych to jest bardzo kontrowersyjna sprawa.

Dlatego też w tym przypadku porównujemy tylko model czysto "materiałowo", to znaczy sprawdzamy, czy tkanka mózgowa zamodelowana przez nas odpowiada pod tym względem tkance mózgu świńskiego.

W tym kontekście duże nadzieje pokłada się w systemach autonomicznych. Istotna jest np. technologia wykrywania niechronionych użytkowników ruchu, takich jak piesi, przez systemy kamer, systemy laserowe typu lidar lub radarowe.

Ale to nawet nie jest już przyszłość. Unia Europejska ogłosiła już, że od 2022 roku wszystkie nowe modele pojazdów muszą posiadać system automatycznego hamowania. To dzieje się już teraz.

Jeśli chodzi o jazdę autonomiczną, to tutaj będą następowały kolejne etapy. Najpierw autostrady, potem drogi podmiejskie, a dopiero na końcu miasta. Ten ostatni teren jest z oczywiście największym wzywaniem dla jazdy autonomicznej ze względu na zmienność warunków i niespodziewane zdarzenia.

Co do samej technologii, to można sobie wyobrazić, że kiedyś auta będą się ze sobą komunikować. Do tego będą w stanie tworzyć samodzielnie w czasie rzeczywistym własne mapy i będą się tymi mapy dzieliły podczas jazdy.

Proszę sobie wyobrazić – jedzie sobie samochód z przodu i komunikuje się za autem, które jedziemy za nim, informując go, co się dzieje na drodze. Albo mijane auto wie, że za rogiem jest jakaś dziura i informuje o tym nasze auto.

Przepisy niestety mają swoją bezwładność. Polacy są… specyficzną grupą kierowców. Myślę, że raczej większe znaczenie ma tu edukacja od podstaw niż sama zmiana przepisów.

Z drugiej strony jeśli wiele działań przejmie za nas technika, to nie będziemy mogli np. wymuszać pierwszeństwa.

Chociaż prawdą jest też to, że jazda autonomiczna niesie ze sobą inne potencjalne zagrożenia.

Zakładamy, że auta autonomiczne będą się zderzały rzadko ze względu na swoje algorytmy.

Jednak proszę sobie wyobrazić, że nie wykluczona jest sytuacja, w której tak jak teraz ktoś idzie do dilera samochodowego i kupuje ileś tam poduszek powietrznych, które mają mu dać bezpieczeństwo, tak wtedy kupi system stawiający za priorytet jego życie w czasie wypadku.

To znaczy, że w takim przypadku pojazd najbardziej będzie chronić na drodze jego, ponieważ wykupił akurat taki pakiet. I na przykład, mimo że popełniłby błąd w czasie jazdy i spowodował wypadek, to samochód ratowałby jego życie, niezależnie jakie to będzie miało konsekwencje dla drugiej strony.

No niech pan sobie wyobrazi sytuację, gdzie, żeby uniknąć wypadku, system wie, że musi gwałtownie skręcić w prawo. No, ale w tym miejscu znajduje się akurat pieszy...

Takie rzeczy nie są wykluczone.

Niestety. Niebezpiecznie brzmi też to, że jeśli ktoś włamałby się do systemu naszego auta i przejął nad nim kontrolę, to mógłby… poprosić nas o jakiś okup w bitcoinach grożąc, że doprowadzi do wypadku, jeśli mu nie zapłacimy.

W przypadku jazdy autonomicznej pojawiają się także trudne dylematy moralne – kto odpowiada za decyzję podjętą przez… auto? Kierowca? Programista?

Tak i dlatego nie możemy uznawać tych problemów za całkowite science fiction. I w końcu będziemy się musieli z tymi kwestiami zmierzyć.

Tydzień polskiej nauki w WP, to autorski projekt redakcji technologicznej Wirtualnej Polski, w którym opowiadamy o młodych polskich naukowcach i ich pracy. Chcemy w ten sposób wypromować ich projekty, ich samych oraz zachęcić innych do pracy na rzecz polskiej nauki. Od poniedziałku do piątku 26 czerwca pokażemy łącznie pięć sylwetek oraz pięć pomysłów, które mogą wpłynąć na naszą przyszłość.