自動運転トラック

自動運転トラックは、自律トラックやロボトラックとも呼ばれ、人間の介入なしに運転できるトラックの開発を目的とした自動運転技術の応用です。軽トラック、中型トラック、大型トラックに加え、多くの企業が配送プロセスにおける高速道路での運転を自動化するためにセミトラックの自動運転技術を開発しています。^[1]

2022年9月、ガイドハウス・インサイトは、自動運転トラックのトップ10ベンダーとして、ウェイモ、オーロラ、TuSimple、ガティック、プラス、コディアック・ロボティクス、ダイムラー・トラック、アインライド、ロコメーション、エンバーク・トラック（アプライド・インチュイションが買収）^{[2]を挙げた。 [3]} また、 2022年11月のトランスポート・トピックスは、自動運転トラックについて知っておくべき14社を挙げており、オーロラ、ウェイモ、TuSimple、ガティック、ロコメーション、トーリッヒ・ロボティクス、ワアビ、エインライド、プラス、エンバーク、コディアック・ロボティクス、ロボティック・リサーチ、アウトライダー、プロントである。^[4]自動運転トラックは、2027年までに米国の高速道路を走るようになると予想されている。^[5]

米国と欧州のいくつかの政府機関は、自動運転トラックの使用に関する新しい法律を発表しました。^{[6] [7]}自動運転トラックを公道に導入する際の課題には、道路の安全性、車内に人間の運転手が必要であること、無人車両に関する具体的な規制がないことが挙げられますが、これらに限定されるわけではありません。^{[8] [9] [10]}

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  エンバーク・トラックの自動運転セミキャブが展示される
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  路上のコディアック・ロボティクスの自動運転トラック（ケンワースT680）

1995年6月のポピュラーサイエンス誌に記録されているように、戦闘車列用に自動運転トラックが開発されており、先頭のトラックのみが人間によって運転され、後続のトラックは衛星ナビゲーション、慣性誘導システム、および対地速度センサーに頼ることになる。^[11]

コマツは、2005年にチリのコデルコ鉱山ラドミロ・トミックで5台のウルトラクラスのトラックのテストを行い、自律走行トラックの最初期の開発を行いました^[12]。その後、2007年にチリのガブリエラ・ミストラル鉱山（これもコデルコの所有地）に最初の稼働車両を導入しました^{[13] 。}

ロッキード・マーティンは、米陸軍からの資金提供を受けて、人間の運転手が運転する先導トラックと、その後を自動運転で走る数台のトラックで構成される自律走行トラック車列システムを開発した。^[14]陸軍の自律移動支援システム（AMAS）の一部として開発されたこのシステムは、2014年時点で^{[アップデート]}9種類以上の車両に搭載され、時速64km（40マイル）での走行が55,000時間以上完了している自律走行パッケージで構成されている。^[15] 2017年時点で^{[アップデート]}、陸軍は迅速配備プログラムの一環として100～200台のトラックを配備することを計画していた。^[16]

ヨーロッパでは、トラックのプラットーン化は「環境に優しい安全な道路列車」アプローチで検討されており、このプロジェクトは2012年9月に終了しました。^{[17] [18]}

自動運転トラックは、軽トラック、中型トラックを含むあらゆるクラスのトラック向けに開発されています。^{[19] [20]}

EPAは、最大積載量が4,000ポンド、重量が8,500ポンド（米国のみ）のトラックを軽量トラックと定義しています。^{[21] [22]}欧州では、軽量トラックは最大重量が7,720ポンドのトラックとして分類されています。^[21]

米国国勢調査局は、軽量トラックの最大重量を10,000ポンドと定義しています。^[20]

小型トラックの例としては、ピックアップトラック、SUV、バンなどが挙げられる。^[21] 2023年型フォードF-150は、新型フォードブルークルーズ1.2テクノロジーを搭載した小型トラックの一例である。^[23]

米国国勢調査局はEPAとは異なり、中型トラックの3番目の分類を設けた。中型トラックは、重量が10,000ポンドから26,000ポンドのトラックとして分類される。^[24]

中型トラックの例としては、ボックストラックやスクールバスなどがある。^[25]英国政府は最近、公共バスの自動運転技術の開発に8100万ユーロを授与した。^[26]

EPAは、大型トラックの最小重量を8500ポンド（米国）と定義しています。^[22]米国国勢調査局は、大型トラックの最小重量を26,000ポンドと定義しています。^[24]

大型トラックの例としては、セメントミキサー、移動式クレーン、大型トラックなどがある。^[25]

SAEインターナショナル（旧自動車技術者協会）は、レベル0の「運転自動化なし」からレベル5の「完全運転自動化」まで、運転自動化の6つのレベルを定義しています。 ^[27]この分類システムは、運転に必要なドライバーの介入の度合いに基づいています。^[27]レベル0、1、2は、アダプティブクルーズコントロールや高速道路の車線中央維持などのドライバーサポート機能に重点を置いていますが、レベル3、4、5は、手動ステアリング、交通制御、および「あらゆる状況でどこでも」運転するなどの完全な自動運転機能に重点を置いています。^[28]

自動運転トラックの技術は自動運転車の技術と似た特徴を持っていますが、貨物を運ぶ過程で重量が追加されるなどの複雑さが加わることで、いくつかの違いが生じます。^[29]現在、フォードのBlueCruiseなど、SAEレベル2の機能を備えた軽量トラックが市場に出回っていますが、^[30]   Torcなどの企業はレベル4や5の機能に移行しています。^[31]

部分的に自動化されたトラックプラットーンシステムは、少なくともSAEレベル1の機能を備えており、経済的および環境的利点を提供します。^[32]

LiDAR、レーダー、カメラ、超音波、GPSなどのセンサーは、自動運転技術にとって極めて重要です。^[33]自動運転に必要なさまざまな機能で最適なパフォーマンスを発揮するセンサーがそれぞれ異なること、また、1つのセンサーのみに依存することで生じる経済的および技術的な課題のため、成功する自動運転トラックシステムには多くのセンサーが搭載される可能性が高いでしょう。^[34]

コンチネンタル社が製造しているようなマルチセンサーソリューションは、多数の事前校正済みセンサーを統合し、同期して動作することで、現代のトラックにおけるSAEレベル4以上の自動運転機能を実現します。 ^[35]

高解像度のマッピング技術は、多くの場合リアルタイムのセンサーデータと組み合わせることで、車両の位置情報へのアクセスを向上させる詳細な地図を作成および更新することができます。^[36]

コディアックが提案した「スパース」マッピングなどの自動運転トラック向けの効果的なマッピング技術は、（トラックが頻繁に遭遇する課題に合わせて）トポロジカル、ジオメトリック、セマンティックな高速道路属性に固有の情報を優先するように構築されています。^[37]

機械学習は人工知能のサブセットであり、自動運転トラック技術に適しています。機械学習アルゴリズムにより、車両は環境や過去の経験から学習し、道路上での運転方法についてより正確で情報に基づいた決定を下す能力を向上させることができます。^[38] Plusのような自動運転トラック企業は、トラックが遭遇する可能性のある潜在的な危険やリスクを予測し、事故やその他の安全上の問題を回避するための積極的な対策を講じるための予測分析システムを開発しています。^[39]

速度、距離、距離を測定するセンサーと詳細な地図、およびその地図内での車両の位置の正確な感覚を組み合わせて、状況を解釈するために構築された人工知能システムに入力を提供することがよくあります。^[40]

AIは距離、気象条件、貨物密度、トラック停車場と倉庫の密度、自律走行車の法律も監視してトラックのルートを生成します。^[41]

人間は現代の自動運転車システムと比較した場合、文脈情報を解釈する能力において現代の人工知能システムよりも優れていると考えられていますが、^[42]自動運転人工知能システムは今後10年間で飛躍的に向上すると予想されています。^[43]

ソフトウェアとハ​​ードウェアのコンポーネントは、トラックのステアリング、加速、ブレーキ、障害物回避や衝突検知などのその他の重要な機能を制御します。^[44]自動運転車と同様に、自動運転トラックはGPS、慣性測定装置（IMU）、その他のセンサーを組み合わせて道路上の位置と方向を判断し、動きを調整したり、曲がったり、停止したり、方向指示を取得したり、操作方法を判断したりすることができます。^[45]

米国のトラック輸送業界は、年間約7,400億ドルの収益を生み出しています。^[46] 2021年、米国には約210万人のトラック運転手がおり、米国のトラック運転手の平均年収は48,310ドルです。^[47]

アライド・マーケット・リサーチによると、世界の自動運転トラック市場は2020年に10億ドルもの収益を生み出し、2020年から2025年にかけて年平均成長率10.4%で成長し、2025年までに約17億ドルの市場規模に達すると予測されている。^[48]

経済学者や政策立案者は、自動化と人工知能が雇用に与える影響、特にある種の仕事が消滅するかどうかを懸念しており、最も懸念される仕事はトラック運転である。しかし、カレン・レヴィは、社会的、法的、文化的要因により、完全自動運転トラック運転への道は緩やかな坂道になる可能性が高いと考えている。^[49]

ウェイモ（旧グーグル自動運転車プロジェクト）は、自動運転技術によって過去10年間の自動車による致命的な衝突事故の半分以上を防ぐことができたと結論付けた。^{[93] [94]}参考までに、2020年にはトラックが関与する致命的な衝突事故で4,842人が死亡した。^[94]

米国では、ネバダ州などの個々の州が2010年代から自動運転車両（自動運転トラックを含む）の規制に取り組んできました。^[6] 2017年までに33の州が自動運転車両に関する規制を公布しました。^[6]米国道路交通安全局（NHTSA）は、自動運転車とトラックの自動運転システム（ADS）に関するセルフドライブ法に対応して、新しい連邦ガイドラインを発行しました。^{[6] [95]} 2019年のNHTSAガイドラインの構成要素は次のとおりです。

• SAE 国際自動化レベル。
• 公共の ADS 運用前のテスト規制の明確化。
• 安全性自己評価の改訂
• 連邦および州のガイドラインの整合。
• ADSに関する連邦および州の管轄権の明確化。^[6]

NHTSAのガイドラインは2016年に改訂され、主に自動車事故による死亡者数を減らすことに重点を置いています。^[6]

カリフォルニア州は、すべての自動運転車両に人間の運転手が乗車することを義務付ける新しい法律を発表しました。^[94]安全性の他に、この法案の動機はトラック運転手の労働力に対する懸念に由来しています。トラック運転手の労働力は米国の全労働力の6％を占めています。^[94]

2022年、欧州連合は完全自動運転のトラックとバス（SAEレベル4）の運行を合法化するための法律の制定に取り組みました。^[7]この法律の一部には、車両内に人間の運転手が乗る必要性をなくすことも含まれています。^[7]

ドイツは、2021年と2022年に完全自動運転車とトラックの法的基準を策定する世界初の国です。^[7]

自動運転車の課題は、運転手がいないため、衝突の責任を特定することです。^[9]さらに、自動運転トラックの課題は、衝突によって引き起こされるものなど、車両を取り巻く規制や法律にあります。米国では、大型トラックとの衝突事故で運転手は、運転手と運転手が所属する会社を訴えることはできますが、トラック製造業者を訴えることはできません。^[10]これは、自動運転トラックに関して課題を提起します。主な利害関係者である製造業者は、いかなる衝突に対しても法的責任を負わないためです。^[10]さらに、多くの道路や都市は自動運転車向けに設計されていないため、自動運転車の台頭により、専用レーンや駐車場が必要になる可能性があります。^[9]

これは、自動運転車によるコミュニティの安全性という主な課題にまで広がります。自動運転車の主な課題は、車内に安全運転手を必要とする状況から脱却することです。^[8]多くの自動車メーカーは、自動運転車の影響を最大限に引き出すために、安全運転手からの脱却を推進しています。^{[8] [10]}メーカーが車内に安全運転手なしでも済むようになるまで、自動運転車の前提には課題が存在します。^[10]

最後に、自動運転車は現在、高速道路の閉鎖や衝突などの交通の突然の変化に対応するようには設計されていません。^[8]自動運転車は現在、車線を変更したり、合流したりすることはできますが、突然の交通状況を解釈するようには設計されていません。^[8]