Nooit meer aan het stuur

Minder files en rustig de krant lezen onderweg. De belofte van zelfrijdende auto’s is groot. Dit najaar experimenteren universiteiten en autofabrikanten volop met intelligente wagens en wegsystemen. Maar zitten automobilisten daar wel op te wachten?

Op het eerste gezicht lijkt het een manoeuvre die iedere dag op de snelweg plaatsvindt. Drie auto’s rijden achter elkaar. De achterste haalt de middelste in en gaat weer naar de rechterstrook. Maar vrijwel niets aan deze beweging op de A10 is normaal op deze dag. Het zijn  namelijk semi-zelfrijdende auto’s, mede ontwikkeld door de TU, die de manoeuvre uitvoeren.

De drie wagens van het merk Toyota Prius, zitten vol technische snufjes. “Ze communiceren met elkaar. De Prius die inhaalt, vraagt of de andere twee ruimte voor hem maken. Er wordt vervolgens nog wel handmatig ingestuurd, maar het is een belangrijke eerste stap naar een zelfrijdende auto. We deden deze test in het echte verkeer en niet op een afgesloten weg. Dat is bijzonder en daarmee laten we zien wat nu al mogelijk is”, zegt prof.dr.ir. Bart van Arem, directeur van het Transport Instituut. De TU koopt dit najaar twee Toyota Priussen om uit te rusten met nieuwe technologie.

Het idee van de zelfrijdende auto is niet nieuw. Onder meer door het werk dat Google eraan verricht en science fictionfilms staat het al een tijd in de belangstelling. Maar dit jaar wordt duidelijk dat die toekomst geen science fiction blijft. Op dit moment zijn over de hele wereld belangrijke tests en ontwikkelingen gaande die de deels zelfrijdende auto daadwerkelijk een stap dichterbij brengen. Zoals het experiment van de TU. Ondertussen test Mazda in Japan hoe verschillende trams en auto’s met elkaar communiceren (zie kader).

Ook autofabrikanten maken hun wagens steeds intelligenter. Neem BMW. De Duitse onderneming presenteert dit najaar de Traffic Jam Assistent. Deze technologie zorgt ervoor dat de wagen op een ingestelde afstand ten opzichte van de voorligger blijft tot een snelheid van veertig kilometer per uur. Dat is vooral handig in de file, omdat de heilige koe dan zelf optrekt en remt als dat nodig is.

De Amerikaanse autofabrikant Ford presenteerde onlangs een systeem dat gebruik maakt van drie radars, ultrasonische sensoren en een camera die tweehonderd meter asfalt in de gaten houdt. Wanneer de wagen ergens tegenaan dreigt te rijden, klinkt een waarschuwing. Wordt daar niet op gereageerd? Dan gaat de auto het obstakel zelf uit de weg door te remmen of bij te sturen. 

Wifi-netwerk
Dergelijke systemen worden nu overal toegepast en getest door autofabrikanten en universiteiten. De auto’s staan bol van de techniek. “Ze hebben bijvoorbeeld een radar achter de grille. Een smalle bundel gaat vooruit, vaak meer dan honderd meter en detecteert de voorligger”, zegt Van Arem.

Daarnaast hebben de auto’s radiocommunicatie, via een wifi-netwerk speciaal voor de automotive. En er zijn camera’s, die de omgeving in de gaten houden. “Die herkennen bijvoorbeeld manoeuvres van andere wagens. Het is onze filosofie om zoveel mogelijk camera’s te gebruiken, want die zijn veel goedkoper dan een radar. Nog beter werken overigens laserscanners, maar die zijn duur.”

Voor de ontwikkeling van intelligente auto’s is de plaatsbepaling van groot belang. Zit je wel precies in de juiste rijstrook? Daarvoor is een soort super-gps nodig, omdat de huidige navigatiesystemen die nauwkeurigheid niet hebben. Daarin zit een foutmarge van rond de twintig meter.

De TU werkt samen met Technolution, NXP en TomTom aan een nieuw systeem. “We gebruiken voorspellingen van de atmosferische condities en de baan van satellieten. We corrigeren op die manier het gps-signaal. En bereiken daardoor een nauwkeurigheid van vijftig centimeter. Volgend jaar gaan we daarmee testen op de A67, in de buurt van Eindhoven en Venlo.”

Ook van groot belang is hoe oplettend de bestuurder moet zijn. Het lijkt relaxt als een auto alles doet. Maar de bestuurder kan niet onbezorgd de krant lezen of in slaap vallen. Stel dat er een botsing dreigt, een defect aan het systeem ontstaat, een vuiltje op de lens zit of het verkeer zeer druk is? Dan vraagt de auto mogelijk om hulp van de inzittende.

In de zelfrijdende auto zijn camera’s daarom niet alleen op de weg gericht, maar ook op de bestuurder. “Via een infraroodcamera met eye tracking houden we in de gaten of mensen nog wel opletten”, aldus verkeerspsycholoog dr. Raymond Hoogendoorn (TU Delft). “De rol van de bestuurder verandert. Van controller van het voertuig naar een soort supervisor, vergelijkbaar met een piloot.”

Psychologie
Wereldwijd worden jaarlijks honderden miljoenen in de techniek gestopt, maar de zelfrijdende auto gaat natuurlijk om veel meer. De psychologie van de gebruiker is nog wel een dingetje.  “Hoe gaan andere weggebruikers reageren op zelfrijdende auto’s? We verzinnen prachtige technische dingen, maar daar weten we nog helemaal niets van”, zegt Hoogendoorn.

Er zijn studies die aantonen dat bij tien procent zelfrijdende auto’s, er in een file dertig procent tijdwinst wordt behaald. “Maar dat soort studies zijn gebaseerd op simulaties! Of het echt zo is, daar hebben we geen idee van. Hoe reageren automobilisten wanneer ze zelfrijdende auto’s in een colonne vlak achter elkaar zien rijden? Misschien zorgt het wel voor afleiding, vergelijkbaar met een kijkfile. We weten het niet. Ik pleit voor meer tests in rijsimulatoren of op de openbare weg, zodat we nagaan hoe mensen zich gedragen.”

Daarnaast is het de vraag of mensen de controle uit handen willen geven. Wordt een auto die de touwtjes in handen geeft wel geaccepteerd? “Ik denk dat het succes staat of valt met een gebruiksvriendelijk systeem. Bovendien moet er een duidelijk voordeel zijn. Zoals minder verkeersslachtoffers, zuiniger rijden en een afname van de files. Maar er zullen altijd petrol heads zijn die zelf willen rijden.”

Van Arem sluit zich daar bij aan. “Maar er is zoveel interesse in zelfrijdende auto’s, dat ik niet denk dat veel mensen het afwijzen. Journalisten vragen mij tegenwoordig vrijwel niet meer of we het wel nodig hebben, maar vooral wanneer het wordt ingevoerd.”

Er is een verschuiving gaande, volgens de hoogleraar transport en planning. “Een paar jaar geleden werd door mijn collega’s gezegd dat lane keeping en adaptive cruise control niet gecombineerd konden worden. Het zou gevaarlijk zijn: een automobilist zou vrijwel niet hoeven opletten, omdat de auto automatisch in de rijstrook blijft en automatisch remt. Terwijl die combinatie nu gewoon in auto’s zit, aangevuld met een systeem dat in de gaten houdt of de bestuurder nog voldoende oplet.”

Ook de betrouwbaarheid zal een grote rol spelen bij acceptatie, weet Hoogendoorn. “Stel dat het met een (deels) zelfrijdende auto een of twee keer flink mis gaat, doordat het voertuig een weiland in rijdt of botsing veroorzaakt? Dan heeft dat een zeer grote impact op de acceptatie. We moeten daarom zo precies mogelijk weten waar de auto is en anderen zijn. Bij voetgangers en fietsers is dat nog een lastige klus. Een grote auto wordt eenvoudig door sensoren opgepikt. Voetgangers met onvoorspelbaar gedrag veel minder goed. Ik denk daarom dat de eerste systemen vooral op de snelweg gebruikt worden.”

Fileassistent
Hoe intelligente systemen mensenlevens kunnen redden en blikschade voorkomen, wordt momenteel onderzocht in Japan. Van Arem: “Men gaat na of de snelheid van de acceleratie extern kan worden beïnvloed. Vooral in een dal ontstaan vaak gevaarlijke situaties als er een file ontstaat. Door de snelheid aan te passen worden opstoppingen en eventuele botsingen voorkomen. Wij ontwikkelen de regels voor een dergelijk systeem.”

Naast de psychologie is de regelgeving belangrijk voor de ontwikkeling van intelligente auto’s. De TU werkt nauw samen met de Rijksdienst voor het Wegverkeer (RDW),  die verantwoordelijk is voor de registratie van motorvoertuigen en toelating van wagens op de Nederlandse wegen. Bij de proef op de A10 was de RDW nauw betrokken. Van Arem: “De RDW moet gaan bepalen onder welke condities (deels) zelfrijdende auto’s zijn toegestaan, aan welke eisen ze moeten voldoen en hoe we dat testen.”

Van Arem en Hoogendoorn verwachten dat de veranderingen de komende jaren geleidelijk worden doorgevoerd. “Als eerste zien we de introductie van de fileassistent. Zodat auto’s bij een opstopping automatisch gaan rijden. Het zorgt ervoor dat files sneller oplossen, doordat gaten beter worden dichtgereden”, weet Van Arem.

Ook inparkeren gaat veel vaker automatisch. “Dat is voor de mens vrij complex, voor de techniek niet. Vervolgens neemt het zelfrijdend systeem steeds meer taken over, zoals maximale acceleratie, automatisch remmen, in de rijstrook blijven.”

De overgang zal geleidelijk gaan, benadrukt Van Arem. “Nu al zeggen autofabrikanten dat ze in 2020 een zelfrijdende auto hebben. Maar niemand zegt hoe zelfstandig deze zullen zijn.”

Japan
Een automobilist die zonder op te letten afslaat maar toch niet wordt geramd door de tram, omdat deze automatisch stopt. Dat scenario is mogelijk in de Japanse stad Hiroshima. Sinds oktober communiceren auto’s en trams daar met elkaar dankzij 700MHz-radiogolven. Ze vertellen de richting waarin wordt gereden, maar wisselen ook informatie uit over het type en de positie van het voertuig. Daardoor weet de tram wanneer een auto afslaat of bijvoorbeeld stil is komen te staan op de trambaan. De tests worden gedaan door autofabrikant Mazda, die samenwerkt met onder meer de universiteit van Tokyo. Bij het experiment wordt een Mazda6 gebruikt met een veiligheidssysteem dat ook via sensoren en camera’s voetgangers en wegmarkeringen detecteert.

Delft en Eindhoven
Zo’n zes jaar geleden spraken de 3TU’s af dat Eindhoven zich vooral op automotive zou richten en deze richting in Delft klein zou blijven. Toch onderzoekt en presenteert de TU Delft nu een (deels) zelfrijdende auto. Tegelijkertijd wordt daar ook in Eindhoven aan gewerkt. Is dat geen probleem? “Welnee, in 3TU-verband werken we juist samen. In Eindhoven wordt voornamelijk naar de techniek van de auto gekeken. Wij benaderen het vooral vanuit de transport. We onderzoeken bijvoorbeeld de plaatsbepaling van voertuigen en het gedrag van verkeersstromen. Bovendien doen we veel samen met robotica. Natuurlijk is er wel enige overlap tussen Delft en Eindhoven, maar we benaderen de intelligente auto vanuit andere vakgebieden.”

Het is ook logisch dat Eindhoven en Delft beide met automotive bezig zijn, vindt Van Arem. “In hightech wagens komen zoveel disciplines samen: werktuigbouwkunde, verkeerskunde, robotica, ict en elektrotechniek. Vrijwel iedere technische universiteit houdt zich ermee bezig. Bovendien staat de TU bekend om de Nuna en Formula Zero. Het is dus helemaal niet vreemd dat wij ons op dit onderwerp richten.”