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TEDxStanford

Chris Gerdes: The future race car -- 150mph, and no driver

クリス・ガーデス: 「未来のレーシングカー」

May 19, 2012

あなたより運転が上手い自律走行車が誕生する?事故を起こさずに時速240㎞で走るロボット・レーシングカーの研究開発を行うクリス・ガーデス。彼はプロ・レーサーの脳波の研究から、人間の直感的な動きに対する認識を新たにしたと言います。(撮影 TEDxスタンフォード)

Chris Gerdes - Mechanical engineer
An autonomous car may seem like a thing of the distant future, but mechanical engineer Chris Gerdes is racing to make it a reality today. Full bio

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Double-click the English subtitles below to play the video.
So, how many of you have ever
皆さんの中で
00:15
gotten behind the wheel of a car
運転すべき状態ではないのに
00:17
when you really shouldn't have been driving?
ハンドルを握ったことが
ある方はいますか?
00:18
Maybe you're out on the road for a long day,
一日中 車に乗っていて
00:24
and you just wanted to get home.
ただ家にたどり着きたい
こともありますね
00:26
You were tired, but you felt you could drive a few more miles.
疲れているけど
もう少しだから大丈夫だと思う
00:27
Maybe you thought,
もしかしたら
00:30
I've had less to drink than everybody else,
他の人ほど飲んでいないから
00:31
I should be the one to go home.
大丈夫だと思うことも
あるでしょう
00:33
Or maybe your mind was just entirely elsewhere.
考え事をしながら
運転することもあるでしょう
00:35
Does this sound familiar to you?
心当たりはありませんか?
00:40
Now, in those situations, wouldn't it be great
そんな時
00:41
if there was a button on your dashboard
ダッシュボードのボタンを押すだけで
00:44
that you could push, and the car would get you home safely?
安全に家にたどり着けたら
最高じゃありませんか?
00:46
Now, that's been the promise of the self-driving car,
1939年の万博博覧会で
00:52
the autonomous vehicle, and it's been the dream
GMがフューチュラマを発表して以来
00:54
since at least 1939, when General Motors showcased
運転手が必要ない自律走行車が
00:57
this idea at their Futurama booth at the World's Fair.
実現されると言われてきました
01:00
Now, it's been one of those dreams
良くある 遠い未来の
01:03
that's always seemed about 20 years in the future.
夢のような話だと思われてきました
01:05
Now, two weeks ago, that dream took a step forward,
しかし 2週間前 その夢が
現実に一歩近づきました
01:10
when the state of Nevada granted Google's self-driving car
ネバダ州がGoogleの無人自動車に ー
01:12
the very first license for an autonomous vehicle,
初のナンバープレートを発行したのです
01:16
clearly establishing that it's legal for them
ネバダ州の公道では
01:19
to test it on the roads in Nevada.
その自律走行車のテストが可能です
01:21
Now, California's considering similar legislation,
カリフォルニア州も同じような
法律を検討しています
01:23
and this would make sure that the autonomous car
ラスベガス以外では通用しない ー
01:27
is not one of those things that has to stay in Vegas.
自律走行車にならないと
いいですけどね
01:29
(Laughter)
(笑)
01:32
Now, in my lab at Stanford, we've been working on
スタンフォード大学の
私の研究室でも
01:34
autonomous cars too, but with a slightly different spin
自律走行車の研究を行っていますが 
他とは少し異なり ー
01:38
on things. You see, we've been developing robotic race cars,
ロボット・レーシングカーの
開発を行っています
01:42
cars that can actually push themselves to the very limits
物理の限界まで
性能が発揮できる車です
01:46
of physical performance.
物理の限界まで
性能が発揮できる車です
01:50
Now, why would we want to do such a thing?
なぜ そんな研究をしているのか?
01:52
Well, there's two really good reasons for this.
理由は2つ あります
01:55
First, we believe that before people turn over control
人が自律走行車に
操縦を任せる前に
01:57
to an autonomous car, that autonomous car should be
自律走行車が
最高の運転技術を持つ ー
02:01
at least as good as the very best human drivers.
人間に追いつく必要が
あると考えたのです
02:04
Now, if you're like me, and the other 70 percent of the population
私を含む 国民の70%は
02:07
who know that we are above-average drivers,
自分の運転は平均以上だ
と思っていますから ー
02:10
you understand that's a very high bar.
非常にレベルが高い基準です
02:13
There's another reason as well.
もうひとつ理由があります
02:16
Just like race car drivers can use all of the friction
レーシング・ドライバーは ー
02:18
between the tire and the road,
タイヤと路面の摩擦力を
巧みに利用して
02:22
all of the car's capabilities to go as fast as possible,
車のスピード性能を
最大限に引き出します
02:23
we want to use all of those capabilities to avoid
そういった人間の能力を全て利用して
02:26
any accident we can.
事故を防止したいのです
02:29
Now, you may push the car to the limits
車が性能の限界に直面するのは
02:31
not because you're driving too fast,
スピードを出しすぎた時だけ
とは限りません
02:33
but because you've hit an icy patch of road,
例えば 凍結した路面などの ー
02:35
conditions have changed.
コンディションの変化があります
02:37
In those situations, we want a car
そういった状況でも
02:39
that is capable enough to avoid any accident
車の性能次第で
事故は避けられます
02:42
that can physically be avoided.
車の性能次第で
事故は避けられます
02:45
I must confess, there's kind of a third motivation as well.
実は第3の理由もあります
02:48
You see, I have a passion for racing.
私はレース好きなのです
02:52
In the past, I've been a race car owner,
レーシングカーを所有していた
こともあります
02:55
a crew chief and a driving coach,
チーフ・エンジニアや
ドライビング・コーチもしました
02:57
although maybe not at the level that you're currently expecting.
今 皆さんが想像しているような
すごいレースじゃありませんけど
03:00
One of the things that we've developed in the lab --
我々の研究室で開発した車には
03:04
we've developed several vehicles --
ー 何台も開発しているのですが ー
03:07
is what we believe is the world's first
世界初と我々が自負する
03:08
autonomously drifting car.
自律ドリフトカーがあります
03:10
It's another one of those categories
ライバルが存在しない
03:13
where maybe there's not a lot of competition.
カテゴリーですけどね
03:15
(Laughter)
(笑)
03:18
But this is P1. It's an entirely student-built electric vehicle,
このP1は 学生たちが
作った電気自動車です
03:19
which through using its rear-wheel drive
前輪にステアバイワイヤ方式を採用した
03:23
and front-wheel steer-by-wire
後輪駆動車で
03:25
can drift around corners.
コーナーをドリフト走行します
03:27
It can get sideways like a rally car driver,
ラリー車みたいに
ドリフトしながら走ります
03:29
always able to take the tightest curve,
急カーブでも失敗しません
03:31
even on slippery, changing surfaces,
滑りやすい路面でも
路面コンディションが変化しても ー
03:33
never spinning out.
スピンしません
03:36
We've also worked with Volkswagen Oracle,
フォルクスワーゲン・オラクルとは
03:38
on Shelley, an autonomous race car that has raced
自律走行車のシェリーを共同開発しました
03:40
at 150 miles an hour through the Bonneville Salt Flats,
この車はボンネビル・ソルトフラット
で時速240㎞を達成し
03:43
gone around Thunderhill Raceway Park in the sun,
サンダーヒル・レースウェイパークでは
03:46
the wind and the rain,
太陽 風 雨に耐え
03:51
and navigated the 153 turns and 12.4 miles
コロラドのパイクピーク・ヒルクライムでは
03:53
of the Pikes Peak Hill Climb route
153コーナー 12.4マイルを走破しました
誰も運転していないのに
03:59
in Colorado with nobody at the wheel.
153コーナー 12.4マイルを走破しました
誰も運転していないのに
04:00
(Laughter)
(笑)
04:04
(Applause)
(拍手)
04:05
I guess it goes without saying that we've had a lot of fun
お分かりとは 思いますが
すごく楽しい研究です
04:11
doing this.
お分かりとは 思いますが
すごく楽しい研究です
04:14
But in fact, there's something else that we've developed
また このような自律走行車の
開発過程で知ったことがあります
04:15
in the process of developing these autonomous cars.
また このような自律走行車の
開発過程で知ったことがあります
04:19
We have developed a tremendous appreciation
レーシング・ドライバーの
04:22
for the capabilities of human race car drivers.
運転技術のすごさです
04:26
As we've looked at the question of how well do these cars perform,
自律走行車の性能と
04:30
we wanted to compare them to our human counterparts.
人間の運転能力を比較しました
04:34
And we discovered their human counterparts are amazing.
そして 人間の能力の高さに
驚嘆しました
04:37
Now, we can take a map of a race track,
コース図を持ってきて
04:43
we can take a mathematical model of a car,
車の数学モデルを持ってきて
04:47
and with some iteration, we can actually find
作業を繰り返せば
04:49
the fastest way around that track.
最速の走行ラインが分かります
04:52
We line that up with data that we record
このデータを プロのドライバーの
走行データと比較すると
04:54
from a professional driver,
このデータを プロのドライバーの
走行データと比較すると
04:56
and the resemblance is absolutely remarkable.
驚くほど似ているのです
04:58
Yes, there are subtle differences here,
もちろん わずかな違いはあります
05:02
but the human race car driver is able to go out
しかし 人間のレーサーは
05:05
and drive an amazingly fast line,
驚くほど速い走行ラインを
走っています
05:08
without the benefit of an algorithm that compares
このコーナーでスピードを
最大限に出したら
05:11
the trade-off between going as fast as possible
このストレートのタイムが
少し落ちるなど
05:13
in this corner, and shaving a little bit of time
比較する必要もありません
05:15
off of the straight over here.
比較する必要もありません
05:17
Not only that, they're able to do it lap
そればかりか 彼らは
何周も続けて ー
05:19
after lap after lap.
同じことができる
05:23
They're able to go out and consistently do this,
コースに出て行くたびに ー
05:25
pushing the car to the limits every single time.
必ず車の性能を限界まで
引き出すことができる
05:28
It's extraordinary to watch.
見ていると本当に
感心します
05:32
You put them in a new car,
新しい車に乗せても
05:35
and after a few laps, they've found the fastest line in that car,
数周走っただけで
最速走行ラインを見つけて
05:38
and they're off to the races.
レースへ出かけて行きます
05:41
It really makes you think,
全く不思議です
05:45
we'd love to know what's going on inside their brain.
彼らの脳内で何が起きて
いるのでしょう?
05:46
So as researchers, that's what we decided to find out.
我々は研究者ですから
それを調べることにしました
05:51
We decided to instrument not only the car,
車だけではなく
05:56
but also the race car driver,
ドライバーにも
計測装置を付けました
05:58
to try to get a glimpse into what was going on
運転中のドライバーの頭の中を
06:00
in their head as they were doing this.
覗いて見るためです
06:03
Now, this is Dr. Lene Harbott applying electrodes
これは レーヌ・ハーボット博士が
ジョン・モートンの頭に電極をつけている所です
06:05
to the head of John Morton.
これは レーヌ・ハーボット博士が
ジョン・モートンの頭に電極をつけている所です
06:09
John Morton is a former Can-Am and IMSA driver,
彼はCanAmやIMSAに
出場していた元レーサーで
06:10
who's also a class champion at Le Mans.
ルマンでもクラス優勝しました
06:13
Fantastic driver, and very willing to put up with graduate students
素晴らしいドライバーです
学生や こんな実験にも耐えてくれました
06:15
and this sort of research.
素晴らしいドライバーです
学生や こんな実験にも耐えてくれました
06:19
She's putting electrodes on his head
彼の頭に電極を付けて
06:20
so that we can monitor the electrical activity
走行中の脳の ー
06:23
in John's brain as he races around the track.
電気活動をモニターするのです
06:25
Now, clearly we're not going to put a couple of electrodes on his head
もちろん 電極をいくつか付けただけで
06:28
and understand exactly what all of his thoughts are on the track.
走行中の彼の思考が全て
分かるわけではありません
06:31
However, neuroscientists have identified certain patterns
しかし神経科学者の研究によって
06:35
that let us tease out some very important aspects of this.
脳波には特定のパターンが
あることが分かっています
06:38
For instance, the resting brain
例えば 安静時の脳は
06:42
tends to generate a lot of alpha waves.
たくさんのアルファ波を発します
06:44
In contrast, theta waves are associated with
それに対して シータ波は
06:46
a lot of cognitive activity, like visual processing,
視覚処理や 思考などの
06:49
things where the driver is thinking quite a bit.
活発な認識活動を表します
06:53
Now, we can measure this,
これを測定することで
06:56
and we can look at the relative power
シータ波とアルファ波の
06:57
between the theta waves and the alpha waves.
強さが比較できます
06:59
This gives us a measure of mental workload,
精神作業負荷が計測できるのです
07:02
how much the driver is actually challenged cognitively
コースのどの地点で ドライバーの
認識力がどれくらい
07:04
at any point along the track.
駆使されているかが分かります
07:08
Now, we wanted to see if we could actually record this
実際にコースに出て
これを記録しようと
07:09
on the track, so we headed down south to Laguna Seca.
ラグナセカへ行きました
07:12
Laguna Seca is a legendary raceway
伝説のサーキットです
07:15
about halfway between Salinas and Monterey.
サリナスとモントレーの中間にあります
07:17
It has a curve there called the Corkscrew.
ここにはコルクスクリューという
名前のコーナーがあります
07:20
Now, the Corkscrew is a chicane, followed by a quick
コルクスクリューはシケインで
それに続くー
07:22
right-handed turn as the road drops three stories.
高速右コーナーは3階分の
高低差がある下り坂です
07:24
Now, the strategy for driving this as explained to me was,
ここの運転を説明して
もらったことがあります
07:27
you aim for the bush in the distance,
遠くの茂みを目標にしていたのに
07:31
and as the road falls away, you realize it was actually the top of a tree.
下り坂に突入すると それは
木のてっぺんだったそうです
07:33
All right, so thanks to the Revs Program at Stanford,
幸いスタンフォード大学には
07:36
we were able to take John there
Revsプログラムがありますので
07:39
and put him behind the wheel
ジョンをそこへ連れて行き
07:41
of a 1960 Porsche Abarth Carrera.
1960年型ポルシェ・カレラ・アバルトに
乗ってもらいました
07:42
Life is way too short for boring cars.
普通の車じゃ
面白くありませんからね
07:44
So, here you see John on the track,
これがコースを走るジョンです
07:48
he's going up the hill -- Oh! Somebody liked that --
上り坂を上がっています
あっ すごいですね
07:50
and you can see, actually, his mental workload
ご覧の通り
精神労働負荷は
07:52
-- measuring here in the red bar --
赤い棒で表示されています
07:54
you can see his actions as he approaches.
走りと一緒に変化しますからね
07:56
Now watch, he has to downshift.
シフトダウンします
07:59
And then he has to turn left.
左へ曲がります
08:02
Look for the tree, and down.
木を見ながら
下ります
08:03
Not surprisingly, you can see this is a pretty challenging task.
難しい運転だということが
分かりますね
08:07
You can see his mental workload spike as he goes through this,
ご覧の通り
彼の精神労働負荷は ー
08:10
as you would expect with something that requires
複雑な動きになると
跳ね上がります
08:13
this level of complexity.
複雑な動きになると
跳ね上がります
08:15
But what's really interesting is to look at areas of the track
でも本当に面白いのは
彼の精神労働負荷が
08:17
where his mental workload doesn't increase.
全く変わらない場所なんです
08:21
I'm going to take you around now
これからお見せするのは
08:24
to the other side of the track.
コースの反対側です
08:25
Turn three. And John's going to go into that corner
第3コーナーに
ジョンが突入します
08:26
and the rear end of the car is going to begin to slide out.
車体後部は外側へ振られます
08:29
He's going to have to correct for that with steering.
彼は軌道修正しなければなりません
08:31
So watch as John does this here.
その様子をご覧下さい
08:33
Watch the mental workload, and watch the steering.
精神労働負荷とハンドルの
動きを見て下さい
08:35
The car begins to slide out, dramatic maneuver to correct it,
車がスライドし
急なハンドル操作で修正しますが
08:38
and no change whatsoever in the mental workload.
精神労働負荷は全く変わりません
08:41
Not a challenging task.
難しい運転ではない
ということです
08:45
In fact, entirely reflexive.
反射的にやっているのです
08:48
Now, our data processing on this is still preliminary,
これに関するデータ分析は
始めたばかりですが
08:51
but it really seems that these phenomenal feats
レーシング・ドライバーは
こういった離れ業を
08:55
that the race car drivers are performing
直感的に行っているようです
08:57
are instinctive.
直感的に行っているようです
08:59
They are things that they have simply learned to do.
習慣的に身につけている動きなので
09:01
It requires very little mental workload
精神労働負荷は ほとんどありません
09:04
for them to perform these amazing feats.
精神労働負荷は ほとんどありません
09:06
And their actions are fantastic.
素晴らしい動きです
09:09
This is exactly what you want to do on the steering wheel
状況に適した
09:12
to catch the car in this situation.
実に素晴らしいハンドル操作です
09:15
Now, this has given us tremendous insight
これが 我々の自律走行車の研究に
09:18
and inspiration for our own autonomous vehicles.
アイデアとインスピレーションを
与えてくれました
09:22
We've started to ask the question:
我々は考えました
09:25
Can we make them a little less algorithmic
アルゴリズムから少し離れて
09:27
and a little more intuitive?
直感的な動きを導入できないか?
09:29
Can we take this reflexive action
トップクラスのレーシング・ドライバーの
09:32
that we see from the very best race car drivers,
反射的な動きを研究し
09:34
introduce it to our cars,
我々の自律走行車や
09:36
and maybe even into a system that could
一般車のシステムに
09:38
get onto your car in the future?
取り入れることはできないのか?
09:40
That would take us a long step
最高の運転技術を持つ人間に
09:42
along the road to autonomous vehicles
自律走行車を近づけるには
09:43
that drive as well as the best humans.
まだ長い道のりが必要です
09:46
But it's made us think a little bit more deeply as well.
しかし 我々は深く
考えるようになりました
09:48
Do we want something more from our car
運転手の代わりになってくれる車 
というだけで良いのだろうか?
09:51
than to simply be a chauffeur?
運転手の代わりになってくれる車 
というだけで良いのだろうか?
09:54
Do we want our car to perhaps be a partner, a coach,
相棒であり コーチであり
09:56
someone that can use their understanding of the situation
状況判断できる車ならば
10:00
to help us reach our potential?
我々の可能性も広がるのではないか?
10:03
Can, in fact, the technology not simply replace humans,
人間をただ技術に
置き換えるのではなく
10:08
but allow us to reach the level of reflex and intuition
技術が 我々の
反射神経や直感を
10:10
that we're all capable of?
最大限に引き出して
くれるのではないか?
10:14
So, as we move forward into this technological future,
技術は発展していますが
10:18
I want you to just pause and think of that for a moment.
ちょっと立ち止まって
考えてみて下さい
10:20
What is the ideal balance of human and machine?
人間と機械の
理想的なバランスとは?
10:23
And as we think about that,
それを考えると同時に
10:26
let's take inspiration
人間の体や知能が持つ
10:28
from the absolutely amazing capabilities
驚くべき能力のことを
10:30
of the human body and the human mind.
考えてみて下さい
10:33
Thank you.
ありがとうございました
10:36
(Applause)
(拍手)
10:38
Translator:Mieko Akai
Reviewer:Jun Kaneko

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Chris Gerdes - Mechanical engineer
An autonomous car may seem like a thing of the distant future, but mechanical engineer Chris Gerdes is racing to make it a reality today.

Why you should listen

Imagine a car that can drive itself -- that with the push of a button can get you home safely when you’re too tired to drive or have had a night of one too many drinks. Dr. Chris Gerdes , the Director of the Center for Automotive Research at Stanford (conveniently acronymed CARS), and his team are developing a robotic race car, capable of driving at outrageous speeds while avoiding every possible accident. Gerdes’ research focuses on the development of driver assistance systems for collision avoidance, as well as on new combustion processes for engines.

Prior to teaching at Stanford, Gerdes was the project leader for vehicle dynamics at the Vehicle Systems Technology Center of Daimler-Benz Research and Technology North America. His work at Daimler focused on safety analysis.

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