自動運転車

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自動運転車（じどううんてんしゃ）とは、人間が運転操作を行わなくとも自動で走行できる自動車。英語では「autonomous car」と表記され、制御システムが「自律型」であることが要件となっている。その他「ロボットカー」「UGV (unmanned ground vehicle)」「ドライバーレスカー (driverless car)」「self-driving car」などとも呼ばれている。

概要[編集]

自動運転車はレーダー、LIDAR、GPS、カメラで周囲の環境を認識して、行き先を指定するだけで自律的に走行する。

過去には道路に磁気マーカー（磁気ネイル）を埋め込む方式も開発されていたが、道路にマーカーを埋め込むコストがかかることや、積雪の影響や除雪の障害にもなるためほとんど普及していない。そのため現在では基本的に車のセンサー主体で自動運転できる自動運転車開発が中心となっている。マーカー方式は、ガイドウェイバスとしてIMTSが過去に日本で運行していたが、すでに終了している。

すでに実用化されているロボットカーとしては、イスラエル軍で運用されているガーディアムと呼ばれるあらかじめ設定されたルートをパトロールする無人車両[1]や、海外の鉱山、建設現場などで運用されているダンプカーなどの無人運行システム等がある[2]。

公道以外の限定された環境（鉱山、建設現場等）では、ロボットカーの需要が広がりつつあり、建設機械大手のコマツ、キャタピラー等の企業がロボットカーの販売を拡大している[3]。

一方で、一般人が公道で走行でき、かつ自動運転レベル定義（後述）におけるレベル4ならびに5に相当する完全な自動運転車は、2019年（令和元年）現在の段階では市販されていない。これは、ジュネーブ道路交通条約で「常時人間の運転が必要である」と定義されており[4]、同じ理由により法的にも規制されているためである。

現在発売されている自動運転車は、自動運転レベル定義で言うところのレベル3までである。しかし、ジュネーブ道路交通条約と同様、「常時人間の運転が必要である」と定義されていたウィーン道路交通条約（ほとんどの欧州諸国が加盟、日米は未加盟）は、「人間によるオーバーライドと自動運転機能のスイッチオフが可能であれば、規制対象としない」と2014年（平成26年）に改正された[5]。これは「レベル3までは規制対象としない」という事である[6]。また、国連においても、国際基準の改正を含む、自動運転車実現の国際基準作りが進められている[7]。

自動運転車の商品化、普及により、交通事故の減少、渋滞削減、CO2の削減が見込まれている。

自動運転の定義[編集]

日本政府や米国運輸省道路交通安全局 (NHTSA) では自動化のレベルを以下のように定義している[8][9][10][11][12]。

レベル0
ドライバーが常にすべての主制御系統（加速・操舵・制動）の操作を行う。前方衝突警告（FCW）などの主制御系統を操作しない運転支援システムもレベル0に含む。
レベル1（運転支援）
加速・操舵・制動のいずれか単一をシステムが支援的に行う状態。衝突被害軽減ブレーキなどの安全運転支援システムによる。
レベル2（部分自動運転）
システムがドライビング環境を観測しながら、加速・操舵・制動のうち同時に複数の操作をシステムが行う状態。アダプティブクルーズコントロール（ステアリングアシスト付き）等がこれに該当する。ドライバーは常時、運転状況を監視操作する必要がある。そのため、2016年時点で市販されているシステムはある程度の時間（10～15秒等）、ハンドルから手を離しているとシステムが解除される等の仕様となっている。2016年、自動車専用道及び高速道路走行中かつ同一車線、60km/h以下のみに限定した日産プロ・パイロットを搭載したセレナが8月下旬発売と発表[13]。2017年時点でのテスラのオートパイロットもレベル2に該当する[14]。
レベル3（条件付自動運転）
限定的な環境下若しくは交通状況のみ、システムが加速・操舵・制動を行い、システムが要請したときはドライバーが対応しなければならない状態。通常時はドライバーは運転から解放されるが、緊急時やシステムが扱いきれない状況下には、システムからの運転操作切り替え要請にドライバーは適切に応じる必要がある。しかし、人間のドライバーが緊急時にはスムーズに切り替えられない問題が指摘されている[15]。事故時の責任はドライバーとなる。レベル3に該当するシステムは2017年秋時点でAudiが該当機能を搭載した自動車Audi A8の市販を2018年に開始すると発表[16]。
レベル4（高度自動運転）
特定の状況下のみ（例えば高速道路上のみ、又は極限環境以外（極限環境とは、雷雨、大雨、大雪、あられ、台風、極低温環境、超高温環境といったシステムの正常な動作を妨害するような環境のこと）などの決まった条件内でのみ）、加速・操舵・制動といった操作を全てシステムが行い、その条件が続く限りドライバーが全く関与しない状態。基本的にドライバーが操作をオーバーライドする必要は無いが、前述の特定の状況下を離れると人間の運転が必要になる。日本政府は2020年までにレベル4自動運転車の実用化を目標としている[17]。レベル4に該当するシステムは、上記の鉱山等で運用されている無人ダンプや無人軍事用車両等、特殊環境で運用されているもののみで、一般市民が公道を走れるものは2019年時点では市販されていない。
レベル5（完全自動運転）
無人運転。考え得る全ての状況下及び、極限環境での運転をシステムに任せる状態。ドライバーの乗車も、ドライバーの操作のオーバーライドも必要ない。安全に関わる運転操作と周辺監視をすべてシステムに委ねる。多くの自動車メーカーやその他の企業が、レベル5相当の自動運転車の市販に向けて開発を行っている[18]。
日本政府はレベル5の完全自動運転を2025年を目途に目指すとしている[17]。
アメリカでは、カリフォルニア州でレベル4の自動運転車を規制する法案がカリフォルニア州運輸局から提出されたが[19]、その後、より上位のアメリカ全土の交通規制を管理するアメリカ運輸省は、「自動運転の人工知能はドライバー」であるとレベル4を容認する見解をしめした[20]。

歴史[編集]

詳細は「en:History of self-driving cars」を参照

自動運転車の開発は古くから進められていた。専用の道路上を走行する車種は1980年代には開発されていた。欧州では1987年から1995年にかけてEUREKAプロメテウス計画で開発が進められた。2004年、2005年、2007年にはDARPAグランド・チャレンジが開催され、特に2007年には市街地を模したコースが設定された。近年ではGPGPUと深層学習により性能が向上しつつある[21][22]。2016年-17年のフォーミュラEで人工知能を搭載した自動運転車によるRoboraceが併催予定[23]。

2016年5月7日、アメリカ、フロリダ州にて、運転支援機能が搭載されたテスラ・モデルSが18輪トレーラーと衝突し、テスラの運転手が死亡する事故が発生した[24]。自動運転初の死亡事故と誤報されて話題となったが、このテスラに搭載されていた運転支援機能はレベル2相当であり、NHTSAがレベル4やレベル3に区分している自動運転車には該当しない。テスラのドライバーがレベル3相当の自動運転車だと勘違いしていた可能性が指摘されている[25]。

2017年9月9日（2017年6月20日）、ドイツ連邦交通省（BMVI）より「自動運転車に関する倫理ルール」20項目が発表される[26]。特筆すべき点は”「避けられない事故が起きた場合、人間の年齢、性別、心身の状態などをカテゴライズして考慮することを厳しく禁じる。一般レベルでのルールとして犠牲者の数を減らすよう挙動する、というものは受け入れられる」”というより具体的な部分まで踏み込んだ点など[27]。

2017年9月11日、General MotorsとCruiseは共同で自動運転車の量産体制が整ったことを史上初めて発表。あとはソフトウエアと規制問題のクリアを待つだけとのこと[28]。

2017年11月9日、グーグル、自動運転の「ロボットタクシー」を公道で実験開始[29]。

2018年1月13日、General Motorsは2019年にハンドルなし、ペダルなしのレベル4相当の完全自動運転車を実用化すると発表[30]。

2018年3月18日、米アリゾナ州テンピで、自動運転車が歩行者をはねて死亡させる自動運転車初[31]の人身死亡事故が起き（Death of Elaine Herzberg）、国家運輸安全委員会が事故調査に乗り出した。配車したUberや車を製造したボルボ・カーズなどを巻き込んで法的責任の所在が議論されるも[31]、Uberが遺族に和解金を支払うこととなった[32]。

2018年12月6日、Googleの兄弟会社であるWaymoが米アリゾナ州フェニックスで自動運転車配車サービス「Waymo One」を一般向けに提供開始。提供地域に住んでいればアプリを介して利用することができる。現時点ではまだ人間のドライバーが運転席にいるが、将来的には完全無人にする予定とのこと。[33]

前段階の自動運転車[編集]

以下は、2017年時点で市販されている自動運転レベル2相当のシステムについて解説する。

アダプティブクルーズコントロール（ステアリングアシスト付き）[編集]

アダプティブクルーズコントロール、レーンキーピングアシストなどを組み合わせ、先行車との車間距離を一定に保って自動追従走行を行い、車線を読み取りステアリングを自動操作しある程度のカーブを曲がる事もできる。 ただし、あくまでも運転支援システムであって、常に運転の主体や責任はドライバーにある。そのため、10～15秒以上ステアリングから手を離しているとシステムが解除される等の仕様となっており、自動運転はできない。またステアリングアシストは、約65km/h以上でないと作動しない車種がある。詳細は下記、渋滞時追従支援システムを参照。

渋滞時追従支援システム[編集]

「渋滞時追従支援システム(Traffic Assist)」とは渋滞の低速時に限定したアダプティブクルーズコントロール（ステアリングアシスト付き）である。BMWでは、「Traffic jam assistant」という名称で販売されており[39]、各社で機能名が異なる。フォルクスワーゲン・パサート等の輸入車に搭載されて日本国内でも販売されているが[40]、日本では海外と異なりステアリングアシストの作動は、約65km/h以上でのみとの規制が長くあった為[41]海外より遅れていたが、日本車では日産が2016年8月より発売の日産・セレナのプロパイロットにて初搭載された。

潜在的利点[編集]

  • 交通事故の減少。人間のとっさの状況判断には限界があるが、自動運転車は種々のセンサー（可視光や赤外線、音響、超音波）や、パッシブ、アクティブ両方のレーザーやLIDARによる360度視界により、危険性を素早く察知し、回避行動が可能。反応速度も人間を上回る[42][43][44]。
  • 人間ドライバーによる車間距離の詰め過ぎ、わき見運転（事故見物）、ながら運転、乱暴運転による事故の回避
  • 車間距離短縮による、道路容量の増加と、より優れた交通流量の制御[44]
  • 乗員の運転や道案内からの解放[44]
  • 行動範囲の拡大（ドライバーの渋滞や長時間運転の負担が無くなり、高速鉄道や航空機による移動が過半数を占める[45]500km以上の距離帯でも主な移動手段の候補となる）[46]
  • 最高速度規制の緩和[47]
  • 乗員に制約がなくなる（子供や老人、無免許、全盲などの障害者、酔っぱらいなどでも乗れる）
  • 駐車場不足の緩和（乗員が降りたあと、無人で遠くはなれた駐車場への駐車が可能、必要なとき呼び戻せる。）
  • カーシェアリングによる自動車総数の削減[48]。乗客を目的地まで運んだあと、別の乗客を乗せて別の場所へ行くことが可能。
  • 自動駐車による物理的駐車スペースの削減[49]。
  • 送迎や車を修理に出す場合に無人運転が可能で無駄な乗員を無くせる[50][51][52]。
  • 自動車保険や交通警察の必要性が減る[53]
  • 物理的な道路標識の削減。自動運転車は電子的に必要な情報を受け取れる[54][55][56]。
  • 乗り心地の向上[57]
  • 車両の認識能力向上による車両盗難の減少[58]
  • ステアリングやその他の運転装置をなくすことで、キャビンが広くなる。乗員を進行方向に座らせる必要もなくなる[59]。
  • 過疎地のバス交通において、乗務員を乗せる必要がなくなるため、人件費による赤字や、慢性的なバス運転手の不足が解消される[60]。

潜在的な障害[編集]

  • トラブルへの懸念と起こった場合の対処（2016年時点）
    • ソフトウェアの信頼性[61]
    • 車間通信によって車載コンピュータに不正アクセスされる可能性[62][63][64]
    • マニュアル運転が必要になるケースでのドライバーの運転技術・経験不足[65]
    • 衝突不可避の状況で、自動運転車のソフトウェアが複数の事故コースのどれを選択するのか、トロッコ問題に類似する道徳的問題[66][67][68]。
    • その他、もしも自動運転による交通事故が起きた場合の対処・対応。
  • 制度上の問題
  • 技術的限界
    • 天候の影響を受けやすいナビゲーションシステム（2014年のグーグルのプロトタイプ車は雪や豪雨で走行できない）[71]
    • 自動運転車には高精度の特殊な地図が必要になるかもしれない。地図が古くなった場合、合理的な挙動にフォールバック（退縮運転）できる必要がある[71]。
    • 警察や歩行者などのジェスチャーや合図に自動運転車が適切に対応できない[72]。
    • 自動車の無線通信に使用する周波数帯域の確保の問題[73]
    • 臨時的な交通規制（イベントや路面工事、交通事故など）への対応
    • その他、天候・路面状況及び性能の限界による不作動・誤作動
  • 社会への影響
    • 危険物・爆発物を積んで自動運転車が爆弾化（武器化）される可能性[74]
    • ドライバーの仕事減少・運転免許の必要性による自動車教習所及び運転免許センターの取り組み
    • 運転好きな人にとっては、車を運転する楽しみがなくなる問題。
    • その他、もしも自動運転車によって、何らかの事件・事故が起きた場合の対応

公道での走行実験[編集]

アメリカでは2010年頃から、欧州でも一般車に混じって自動運転車の公道での走行実験が行われていたが、日本では公道での走行実験は許可されていなかった。

しかし、欧米で自動運転車の公道走行実験が広く行われ始めた状況を受けて、2013年9月に日本国内では初めて日産が自動運転車が公道を走行できるナンバーを取得し公道走行実験が許可され[75]、2013年末には日本国内でも一般車に混じって高速道路の公道での自動運転車の走行実験が開始された[76]。 また、一般道での公道走行実験も欧米に遅れて、2015年には日本でも始まった[77]。

アメリカ、ドイツでは2015年から、乗用車に加えてトラックの公道での自動運転実験が行われている[78]。一方、日本では、2015年現在、自動運転トラックの公道走行までは許可されていない。

2015年、イギリス政府はミルトン・キーンズで自動運転車（Pod）ルッツ・パスファインダー（LUTZ Pathfinder）を使った公共での試験を開始した[79]。

法整備がなされたとしても実際に自動車を走行させるには物理的な制約があり、大量の走行データを収集するのは難しい。そのためグランド・セフト・オートVのようなゲームソフトをシミュレータとして利用している研究グループもある[80]。

2017年12月、ボルボ・カーズはスウェーデンの一般家庭の協力による自動運転車の開発を開始すると発表した。公道での自動運転車に試乗しボルボ・カーズのエンジニアにフィードバックする。[81]

フィンランドの法律では公道を走行する車両に運転手が乗る必要がないなど自動運転の実験が始めやすい利点がある。2018年からはフィンランドの自動運転技術開発会社Sensible 4が自動運転バスを2020年に実用化させる計画を進めており、良品計画がデザインした車両による公道走行実験を行っている[82]。

世界の開発状況[編集]

国連傘下の自動車基準調和世界フォーラム(WP29)で、自動運転車の国際的な基準作りが議論されている。2014年には、自動車基準調和世界フォーラムに自動運転分科会が設立され、共同議長には日本とイギリスが就いている。また、2015年には同フォーラムにて、自動操舵専門家会議が設立され日本とドイツが共同議長となっている[83]。

日本[編集]

日本における自動運転の歴史は比較的長い。1980年代にはすでに車線を認識し走行するシステムを試作していた。実用化し市販されたものはほとんどなかったものの、各社で研究は継続され、現在のスバルのEyeSightなどにつながっていく。しかしながら、2010年代に入り、欧米、特に欧州の自動車メーカーで開発が進展し、また米国でもグーグルが街中で試験走行を行うなど、日本は出遅れてしまった。危機感を抱いた国土交通省では自動運転システムを「オートパイロットシステム」と呼称し、検討会を2012年から開始し2013年に中間とりまとめを発表した[84]。 法制度の問題については、国際協調を図りつつ、既存制度の見直しや責任の所在等について検討を行うとしている。

また、2013年には日本政府の成長戦略にも自動運転システムの推進を盛り込み、商用化を後押しする事が決定した[85]。

アメリカ[編集]

アメリカ合衆国で合法の地域を緑色で表した図。カリフォルニア州、ミシガン州、フロリダ州、ネバダ州、アリゾナ州、ノースダコタ州、テネシー州、コロンビア特別区、ユタ州で、自動運転のテスト走行が許可されている（2016年）。

ネバダ州で2011年に自動運転車の公道走行実験を許可する法律ができ、グーグルの開発している自動運転車に自動運転車として初めてナンバープレートが交付された。続いて2012年にはカリフォルニア州、フロリダ州、2013年にはコロンビア特別区でも公道での自動運転車の試験走行を認める法律が成立した[94]。このような各州で相次いで独自に自動運転に関する法整備が進む状況を受けて、米運輸省道路交通安全局 (NHTSA) は2013年から4年間で自動運転車の安全上の問題や利点を分析する計画を発表した。 NHTSAは自動運転車の実現を推進する一方で、自動運転レベル4の無人運転は時期尚早であると中立的な立場をとってきたが、2016年に「自動運転の人工知能はドライバー」であるとレベル4の無人運転を容認する見解を示した。

  • Google-ウェイモ
    • 2010年から公道で自動運転車の走行実験を続けており、2018年3月までに800万キロメートルの公道を実験走行。コンピューターシミュレーション走行では、約80億キロメートルを走行した[97]。このシミュレーション走行の距離は、地球から海王星まで行き、さらに倍の距離に相当する。2014年現在では市街地での自動運転車の走行実験も幅広く行っている。
    • 2018年12月、ウェイモはアリゾナ州フェニックスで自動運転タクシーの商用運用を始め、これにはフェニックス大都市圏の公共交通機関を運営するバレーメトロ（Valley Metro）が協力している。[98] [99]
  • インテル
    • 日本の自動運転技術開発ベンチャーのZMPに出資している[100]。
  • ゼネラルモーターズ
  • フォード・モーター
    • ミシガン大学や保険会社と共同で2025年以降に自動運転車実現を目指すと発表している[103]。
    • 交通違反車両を自動運転パトカーで追跡、取り締まりを行うという特許の申請もある[104]。
  • TRW
    • 2018年に自動運転に対応するカメラの発売を目指している[105]。
  • Uber
    • 2016年10月、コロラド州で自動運転走行が可能なトラックを利用した試験を開始。実際にビールの配送を行った。2018年3月にはアリゾナ州で、自動走行トラックを高速道路で運用することを発表[106]。しかしながら同年3月18日、アリゾナ州テンピにて夜間にドライバーが乗った状態で自動運転を行っていたボルボ製の試験車が、自転車を押す通行人が道路を横切る途中に衝突し死亡させる事故が発生。同社は、全米各地で実施してきた自動運転の試験を中止する発表を行っている[107]。

欧州[編集]

ドイツで自動運転車の公道走行実験が行われている。イギリスでも2013年に自動運転車の公道走行実験が認められた。

  • フォルクスワーゲン
    • 2011年に時速80マイル（128キロ）以下で自動運転できる自動運転車を開発していると発表。数年のうちにはテストモデルが登場する予定[108]。
  • アウディ
    • 2013年にグーグルに続いてネバダ州で自動運転車の公道試験走行を行う許可を取得したと発表した[109]。
    • 2017年には、A8において市販車世界初レベル3（条件付自動運転）相当の自動運転機能「Audi AIトラフィックジャムパイロット」を備えて発売した。2018年には日本国内向けにも発売された。[110]。
  • ダイムラー
    • 2013年にドイツ国内の一般公道100キロメートル以上を自動運転で走破したことを明らかにし、2020年までに自動運転車を市場投入できると発表している[111]。
    • また、2025年までにトラックにおいても自動運転車の実現を目指すと発表している。自動化レベルは3程度で、無人運転は不可能だが、ドライバーは運転を車両に任せて、空いた時間で車内での事務的な作業などに充てることができると発表している[112]。
  • BMW
    • 高速道路での自動運転システムを開発している。2012年には5000kmに及ぶ自動運転テストに成功している[113]。
  • ルノー
    • 日産と一体で自動運転車開発を行っている[114]。
  • コンチネンタル
    • まず2016年までに高速道路上での渋滞時のゴーストップなど、シンプルな状況での自動運転を実現し、その後2020年頃には高速道路での巡航について自動化を達成し、2025年には高速道路での追い越しなど本線上でのすべての走行を自動化できる、と発表している[115]。
  • オランダ「WePod」
    • 自動運転レベル4相当となる小型の無人シャトルバスで、特定のルートを約24km/hで走行する。駅などから目的地までをつなぐラストワンマイルを補う公共交通機関として2016年夏の運用開始を目指し、ドライバーレスでの公道走行試験を行っている。乗客はスマホ等で無人シャトルバスの呼び出しができ、必要な時に特定のルートを移動できるタクシーとバスの中間のような公共交通機関となっている。悪天候時や夜間は運行を行わない。ゆりかもめのように常時遠隔監視を行っている。
  • ボルボ・カーズ
    • ボルボとオートリブの出資の自動車ソフトウェア開発会社のZenuityと連携して、ボルボは2021年までにレベル4の自動運転車を販売する予定[116]。

韓国[編集]

韓国政府は2018年の平昌オリンピックでの試験運行を経て、2020年に自動運転車の商用化を目指している[117]。サムスン電子は、同じグループのサムスン物産が所有するエバーランド内のサーキットを利用して、2016年より自動運転車のテストを行っている[118]。

中国[編集]

中国では百度がBYD、フォード、ダイムラー、NVIDIA、マイクロソフト、インテル、ホンダ[119]なども参加する世界最大の自動運転車を共同開発する企業連合「アポロ計画」を設立しており[120]、2018年7月4日に世界初の完全自動運転バス「アポロン」の量産を開始した。また、上海汽車等の中国国内自動車メーカーも自動運転車を開発しており、コンセプトカーを公開している[121]。

出典[編集]

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関連項目[編集]

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