元アップルのエンジニアが自動運転車用の速度検知ライダーを開発

ランチタイム。会社のケータリングには興味のないマウンテンビューの働き蜂たちが、食べ物を求めてイースト・ミドルフィールド・ロードを歩いている。美しい遊歩道だが、木々や街灯が立ち並ぶため、歩行者を見つけるのは困難だ。

これは人間の運転手にとっては難しく、ハンドル操作を学習中のロボットにとってはなおさら厄介な問題だ。しかし、ソロシュ・サレヒアンとミナ・レズクのメルセデス・スプリンター・バン内の大型モニターには、蛇行する二足歩行動物が白い海に浮かび上がっている。バンに向かって歩いてくる動物は青、バンから離れていく動物は赤で表示される。

読み取りデータは、車両のルーフに設置されたボックス内のライダー（LIDAR）レーザーセンサーから得られる。スタートアップ企業Aevaの共同創業者であるサレヒアン氏とレズク氏は、物体の位置だけでなく移動速度も検知できる、数少ない自動運転車用センサーの一つを開発した。さらに、ルーフボックスの中にはライダーだけでなくカメラも搭載されている。Aevaは、これらのデータストリームをピクセル単位、ナノ秒単位まで相関させた一枚の画像にまとめる^。1

これは、複雑な世界を進もうとする自動車にとって極めて重要な能力であり、だからこそ、ベンチャーキャピタルのLuxとCanaanがこのスタートアップに4500万ドルを投資したのだ。多くのセンサー企業がLIDARやカメラといった1つの技術に特化しているのに対し、Aevaはあらゆる技術に取り組み、それを1つのボックスに詰め込んでいる。これにより、自動運転開発者は自社の車両を世界に披露することができるのだ。

サレヒアン氏とレズク氏は、Appleの極秘の特別プロジェクトグループでセンシング技術の開発に共同で取り組んだ後、昨年初めにAevaを設立しました。Appleでは、サレヒアン氏はApple WatchとTouch IDの開発にも携わり、レズク氏はニコンからそのチームに加わりました。Aeva（社名はピクサー映画『ウォーリー』に登場するロボットにちなむ）は現在約50名の従業員を抱え、そのほぼ全員がApple、テスラ、BMWなどから引き抜かれたエンジニアです。

彼らは過去1年半を費やして、新しいタイプのルネサンスセンサーの設計と構築を行ってきた。その最も興味深いコンポーネントはライダーである。この分野の50社以上の企業のほぼすべてが、飛行時間システムと呼ばれるものを製造している。これは、1秒間に100万以上の光パルスを発射し、最も近い物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を計測する。返ってきた光はポイントクラウドにまとめられ、センサー周辺の3Dマップのように見える。難しいのは、そのポイントクラウドを見て何が何であるかを判断し、その動きを追跡することです。子供とパーキングメーターを見分けるには、高い解像度、つまりその物体に当たるレーザーパルスの数が多くなければなりません。空間と時間を通じて物体を追跡するには、何度も何度も当てる必要があり、1つの「フレーム」から別の「フレーム」へと点の集まりを追跡して、その動きを推測することができます。

Aevaは、何百万もの離散的なパルスではなく、一本の安定した光線を発射することで、戻ってくる光子の周波数を測定することができます。これが鍵となるのは、光が動く物体に当たると、その周波数がわずかに変化するからです。物体がセンサーに近づいてくると周波数は増加し、遠ざかると周波数は減少します。高校の物理で習ったドップラー効果を覚えていますか？パトカーのサイレンが近づいてくる時と遠ざかる時では音が違いますよね？これは、音ではなく光を使った、同じ原理です。

Aevaのライダーセンサーは、世界の3Dマップを作成するだけでなく、動いているものすべてにフラグを立てます。そして、動いているものは特に重要です。子供とパーキングメーターの区別が簡単になります。さらに素晴らしいのは、レーザーが一度だけ子供を検知すれば、その速度と方向がわかることです。「1フレームで、速度、方向、そして目的地が分かります」とサレヒアン氏は言います。

速度追跡ライダーは新しいものではない。研究者たちは数十年前から同様の技術を用いて風速などを計測してきた。モンタナ州に拠点を置くブラックモア社も、このアイデアを自動運転車のセンサーに応用している。しかし、サレヒアン氏とレズク氏は、自動運転車も使用しているカメラ（カメラの解像度はライダーでは到底及ばない）と組み合わせることで大きなメリットが得られ、顧客がこれら全てを同期させる手間が省けると考えている。

しかし、それが実際にどれほどの価値を付加するのかは明確ではない。「統合の容易さは、あまり信用できない」と、歩道配送ロボットを開発するスタートアップ企業Marbleの共同創業者兼ソフトウェア責任者であるケビン・ピーターソン氏は言う。「我々はそれを実現しており、35人の社員を抱えている。不可能なことではない」

速度測定に加え、Aevaのもう一つの目玉は、その単一の光線から得られる、より価値のある機能だとピーターソン氏は言う。システム全体の消費電力は100ワット未満だ。消費電力は、センサーやコンピューターを満載した自動車にとって、あまり議論されていないものの、深刻な問題になりかねない。また、Aevaは、差し迫った干渉問題も解決する。自動運転車が溢れる世界では、自分が記録している光子が、路上の他の車のライダーではなく、自分のライダーから発射されたものであることを把握することが極めて重要になる。Aevaは、このシステムを使って、搭載されている車の正確な速度も測定できる。現在、ほとんどのロボットカーは慣性測定ユニットを使ってこれを行っているが、冗長性は常に重要であるとピーターソン氏は言う。

ピーターソン氏によると、真に重要な問題は、Aeva社が手頃な価格で信頼性の高いライダーを提供できるかどうかだ。これらの車両が本格的に商用サービスに投入されるかどうかは、まさにこの点が重要になる。この点について、レズク氏は断固として主張する。「私たちは今、ものを提供することに注力しています」と彼は言う。「これは私たちが構築したアーキテクチャであり、製造可能であることが分かっています。」つまり、特殊な材料は使用せず、既に確立され入手しやすい部品を使用しているということだ。

「私たちはいくつかの自動車メーカーに製品を出荷しています」とサレヒアン氏は述べたが、具体的な自動車メーカー名は明かさなかった。「この技術は既に利用可能です。」

おそらく、ロボットカー革命にちょうど間に合うでしょう。

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