Var beslutsam att minska den nattliga konstgjorda ljusföroreningen, som AI-självkörande bilar kan hjälpa till att lösa (men att göra det kommer att vara knepigt)

Låt det bli mörker.

Det är den potentiella slagordet för dem som är oroade över nattliga ljusföroreningar.

Mer tidigare känt som Artificial Light At Night (ALAN), det finns en pågående bruhaha att vårt moderna sätt att leva genererar alldeles för mycket ljus under kvällsmörkret. Det är en pågående fråga och mängden sådana föroreningar kommer sannolikt att fortsätta att öka på grund av ytterligare industrialisering och expansion av samhällen till ytterligare geografiska områden.

Kort sagt, du kan förvänta dig att mer ljus sänds ut i befintliga befolkade områden, tillsammans med nattljus som släpps lös i regioner som hittills inte varit särskilt väl upplysta på grund av otillräckliga medel eller brist på en ljusproducerande befolkning. När du börjar lägga till fler kontorsbyggnader, fler bostäder, fler bilar, fler lyktstolpar och liknande, leder allt detta till en tsunami av otyglat ljus på natten.

Du kanske blir förbryllad över varför bara härdningen av artificiellt ljus anses vara en föroreningsmonstrositet.

En uppenbar aspekt är att du inte kan se stjärnorna på natten, eller att de annars i allmänhet utplånas av överflöd av överväldigande artificiellt ljus.

Hur händer detta?

Tja, det finns det artificiella ljuset som kommer från säg en skyskrapa, som anses vara en punktkälla för sådant ljus, och det finns typen av skyglow-ljus, som ger en kombinerad effekt som blandar ihop tusentals och åter tusentals punktkällor. Jag är säker på att du har märkt denna effekt när du tar ett flyg över en stor del av landet och observerat de glödande ljusen från vilken storstad som helst. Särskilt slående är kvällsglöden runt Las Vegas som är en se-här-ljus-på-steroider-stad som ploppade ner i mitten av en annars helt förmörkad öken.

Vissa forskare uppskattar att cirka 80 % av världens befolkning bor i ljusförorenade områden. Detta är något koncentrerat geografiskt eftersom det finns stora delar av världen som är relativt obebodda eller gles så. Forskning tyder på att kanske en fjärdedel av världen har den förorenade natthimlen.

Förutom att underskrida förmågan att lätt se stjärnorna, finns det andra ganska anmärkningsvärda betänkligheter om ALAN.

Till exempel hävdar vissa att artificiell belysning påverkar naturens vardagliga livscykel. Djur som på ett naturligt sätt uppmanas att agera nattetid blir ibland förvånade över uppkomsten av artificiellt ljus, och likaså triggas djur som fokuserar på dagsljus till att agera på kvällen när de normalt inte skulle göra det. Man tror att människor också kan påverkas av allt artificiellt ljus på natten, kanske på något sätt kopplat till sämre sömnkvalitet bland störningar i dygnsrytmen, kan stimulera eller främja nedsatt minneskapacitet, kan möjligen främja fetma, och så vidare .

Olika rekommendationer har gjorts om att korrigera detta okontrollerade överflöd av artificiellt ljus. Experter ber att artificiell belysning endast används när det är fullt motiverat. Konstgjord belysning bör inte bara förekomma som standard och det borde faktiskt ägnas tillräcklig uppmärksamhet åt de förorenande egenskaper som kan uppstå. När det är möjligt bör den artificiella belysningen hållas till lägsta användbara intensitet, den bör avskärmas och styras mot vad som helst det avsedda belysningsändamålet kräver, etc.

Du kanske inte inser att du förmodligen är en nattlig konstgjord ljusförorenare.

Hur så?

När du kör på natten blir dina strålkastare en källa till konstgjord ljusförorening. Som sagt, tro inte dumt att du inte ska använda dina strålkastare. Användningen av dina strålkastare är en viktig säkerhetsåtgärd och måste helhjärtat användas. Du måste se vägbanan för att köra bil ordentligt. Utan strålkastare skulle du köra i mörker, farligt så, och resultatet skulle utan tvekan bli katastrofalt.

Du kanske har märkt då och då bilar som kör med i trafiken som inte har sina strålkastare på, trots att det är helt natt och alla andra närliggande fordon har sina strålkastare tända. Vi brukar anta att föraren kan vara berusad och inte medveten om att de kör utan att strålkastarna är ansatta. Ofta kommer polisen att köra över ett fordon som inte har sina strålkastare på och göra det för att ta reda på varför föraren kör utan att denna nödvändiga säkerhetsfunktion är inkopplad.

Under tider av skymning och soluppgång ser du ofta att vissa bilar har sina strålkastare tända och andra inte. Den något gråa aspekten av huruvida du ska tända dina strålkastare när det finns en viss mängd naturligt ljus som fortfarande är tillgängligt eller dyker upp är en som förare gör en bedömning om. Naturligtvis har de flesta moderna bilar en automatiserad funktion som känner av den tillgängliga belysningen (eller avsaknaden av sådan) och tänder strålkastarna för föraren, så föraren behöver inte i sig ta hänsyn till strålkastarens ingrepp.

Varför allt det här snacket om konstgjord ljusförorening?

En läsare av min krönika skickade mig nyligen en spännande fråga om bilarnas framtid och frågan om konstgjord ljusförorening. Som du säkert vet kommer bilar gradvis att bli självkörande bilar. Det är bilar där ett AI-baserat körsystem fungerar som förare och det inte finns en mänsklig förare vid ratten (se omfattande täckning i mina kolumner på denna länk här).

Frågan var denna: Kommer tillkomsten av AI-baserade äkta självkörande bilar potentiellt att möjliggöra att strålkastarna släcks på natten på grund av att de självkörande bilarna automatiskt orkestrerar deras rörelse och trafikflöde?

Detta antyder gissningen att kanske självkörande bilar elektroniskt kommer att kommunicera sina positioner och anpassa sig för att undvika varandra och fortsätta sömlöst som om det strömmar av vatten i en bäck. Kroken när det gäller strålkastare är att det antagligen inte kommer att finnas ett behov av att använda strålkastare när de där självkörande bilarna dansar tillsammans med övertygelse. Tänk dig bara, om det var möjligt att släcka strålkastarna och ändå hade full trafiksäkerhet (i detta föreställda självkörande fordonssyn) skulle det bli en väsentlig minskning av den artificiella ljusföroreningen (åtminstone på grund av strålkastarna).

Låt oss överväga om det är vettigt.

Innan vi hoppar in i striden kommer det att vara till hjälp att klargöra vad som menas med begreppet AI-baserade äkta självkörande bilar.

Förstå nivåerna av självkörande bilar

Som ett förtydligande är sanna självkörande bilar sådana som AI kör bilen helt på egen hand och det finns ingen mänsklig hjälp under köruppgiften.

Dessa förarlösa fordon betraktas som nivå 4 och nivå 5 (se min förklaring på den här länken här), medan en bil som kräver en mänsklig förare att dela med sig av köransträngningen brukar betraktas på nivå 2 eller nivå 3. De bilar som samarbetar dela köruppgiften beskrivs som halvautonom och innehåller vanligtvis en mängd olika automatiserade tillägg som kallas ADAS (Advanced Driver-Assistance Systems).

Det finns ännu inte en riktig självkörande bil på nivå 5, som vi ännu inte vet om det är möjligt att uppnå och inte heller hur lång tid det kommer att ta sig dit.

Under tiden försöker nivå 4-ansträngningarna gradvis få lite dragkraft genom att genomgå mycket smala och selektiva offentliga vägförsök, även om det finns kontroverser om huruvida denna testning ska vara tillåten i sig (vi är alla liv-eller-död-marsvin i ett experiment. sker på våra motorvägar och motorvägar, vissa hävdar, se min täckning på denna länk här).

Eftersom semi-autonoma bilar kräver en mänsklig förare, kommer antagandet av dessa typer av bilar inte att vara märkbart annorlunda än att köra konventionella fordon, så det finns inte mycket nytt i sig att täcka om dem om detta ämne (men som du kommer att se på ett ögonblick är de punkter som nästa görs generellt tillämpliga)

För semi-autonoma bilar är det viktigt att allmänheten måste varnas om en oroande aspekt som har uppstått på sistone, nämligen att trots de mänskliga förarna som fortsätter att lägga upp videor om sig själva somna vid ratten i en nivå 2 eller nivå 3 bil , vi måste alla undvika att bli vilseledda till att tro att föraren kan ta bort sin uppmärksamhet från köruppgiften medan han kör en semi-autonom bil.

Du är den ansvariga parten för fordonets körning, oavsett hur mycket automatisering som kan kastas till nivå 2 eller nivå 3.

Självkörande bilar och konstgjort ljus

För nivå 4 och 5 verkliga självkörande fordon finns det ingen mänsklig förare som är involverad i köruppgiften.

Alla passagerare kommer att vara passagerare.

AI kör körningen.

En aspekt att omedelbart diskutera innebär det faktum att AI involverad i dagens AI-körsystem inte är känslig. Med andra ord är AI helt och hållet en kollektiv datorbaserad programmering och algoritmer, och kan med säkerhet inte resonera på samma sätt som människor kan.

Varför lägger detta till betoning på att AI inte är känslig?

För jag vill understryka att när jag diskuterar AI-körsystemets roll, tillskriver jag inte mänskliga egenskaper till AI. Var medveten om att det finns en pågående och farlig tendens i dessa dagar att antropomorfisera AI. I grund och botten tilldelar människor mänskliga känslor till dagens AI, trots det obestridliga och obestridliga faktumet att ingen sådan AI ännu existerar (se min diskussion på denna länk här).

Med det förtydligandet kan du föreställa dig att AI-körsystemet inte på något sätt "vet" om körningens aspekter. Körning och allt det innebär kommer att behöva programmeras som en del av hårdvaran och mjukvaran i den självkörande bilen.

Låt oss dyka in i den myriad av aspekter som kommer att spela om detta ämne.

Den första aspekten att överväga är om självkörande bilar möjligen kommer att orkestreras på ett centraliserat sätt som kommer att samordna deras handlingar. Detta är en vanlig uppfattning av vissa förståsigpåare. En centraliserad kontrollant skulle försöka maximera trafikflödet och försöka minska eller helt eliminera varje sken av trängsel eller trafiksnurr.

I allmänhet, även om det kan fungera i en simulering, skulle du vara hårt pressad för att göra denna idé genomförbar i den verkliga världen.

En del av anledningen till att vissa tror att detta skulle kunna fungera är att AI-körsystemen antagligen kommer att ta alla strikta order om var man ska köra, vilken hastighet man ska köra med och så vidare. Till skillnad från mänskliga förare som sannolikt skulle avstå från ett centraliserat kommando som talar om för dem vad de ska göra, skulle AI-körsystemen helt enkelt utföra vilka instruktioner som helst (nåja, det är förutsatt att AI var programmerad för att göra det).

Tyvärr finns det många gochas och fällor involverade i att försöka förverkliga den typen av centraliserad kontroll. I korthet skulle detta kräva ett till synes felfritt elektroniskt kommunikationsnät som skulle överföra instruktionerna för att köra bilen och säkerställa att varje självkörande bil fick en snabb indikation på vad som behövde göras. Till och med en fördröjning på en del av en sekund eller om det fanns brus på transmissionen kan leda till en katastrof i detta ganska långsökta scenario.

Ett annat falskt antagande som ligger bakom den utopiska inställningen är att vägbanan kan ha alla möjliga brister och överväganden som detta centraliserade kommando kanske inte är medvetet om. Anta att en bit skräp plötsligt glider ut på vägbanan. Samtidigt säger det centraliserade kommandot till de självkörande bilarna att fortsätta framåt. Wham, en självkörande bil träffar skräpet och sedan inträffar en serie bilolyckor.

Ännu en fråga som ibland glöms bort är aspekten att vi sannolikt inte bara har självkörande bilar på våra vägar, nämligen att det också kommer att finnas människodrivna fordon. Framväxten av självkörande bilar kommer att ske gradvis och det tar många år att bli utbredd. Under den tiden, troligen många decennier, kommer det att finnas en blandning av självkörande bilar och människodrivna bilar i trafiken. Faktum är att en del mänskliga förare insisterar på att de aldrig kommer att ge upp att köra, förrän den dag då du bänder bort deras kalla döda händer från ratten.

Poängen är att du kanske kan få de självkörande bilarna att följa de centraliserade kommandona, men man undrar om mänskliga förare kommer att vara villiga att göra det. Dessutom, om en mänsklig förare bestämde sig för att avvika från det centraliserade kommandot, genom att göra detta mitt i ett hav av självkörande bilar, skulle det återigen kunna orsaka en rejäl skräll som liknar exemplet tidigare om utseendet på skräp. Den människodrivna bilen skulle befinna sig där den inte förväntas vara, och de närliggande självkörande bilarna kan ramla in i den människodrivna bilen eller vidta undvikande åtgärder, varvid det centraliserade kommandot kan bli försenat med att informeras.

Låt oss då rimligen komma överens om att tills vidare lägga det centraliserade kommandobegreppet åt sidan som ett sätt att försöka släcka dessa självkörande bilstrålkastare.

Vi kan också i godo vara överens om att strålkastare är en nödvändig möjliggörare för synbaserad körning.

Människor använder i första hand sin syn som den nyckel- eller kärnsensoriska apparat som behövs för att köra bil. När det finns tillräckligt med naturligt ljus kan våra ögonglober eller vanliga syn se vägen. När det saknas tillräckligt med naturlig belysning kan våra ögonglober inte helt se vägen. Vi använder därför artificiell belysning för att stödja vår synbaserade körning.

Lyktstolpar nära en vägbana är praktiska för att artificiellt belysa vägbanan och hjälpa våra ögonglober när vi kör. I teorin skulle vi kunna avstå från strålkastare om det fanns tillräckligt med lyktstolpsbelysning i varje skrymsle och vrår där du än vill köra. Det fina med strålkastare är att du tar dem med dig vart din bil än går. Du behöver inte vara beroende av någon extern belysningskälla som lyktstolpar, och istället har du med dig möjligheten att projicera artificiell belysning vid behov, där det behövs, efter behov.

Detta tar upp några intressanta överväganden som är värda att begrunda.

En aspekt handlar om om självkörande bilar behöver använda syn eller kanske kan tänkas använda andra sensoriska typer.

Som du kanske vet är självkörande bilar vanligtvis laddade med videokameror och dessa kameror samlar in data om körplatsen. AI-körsystemet tolkar bilderna som kommer från kamerorna. Med hjälp av Machine Learning (ML) och Deep Learning (DL), som är beräkningsmönstermatchningstekniker, försöker AI-körsystemet ta reda på var andra bilar finns, var fotgängare finns och andra föremål inom det självkörande fordonets räckvidd.

Förutom videokameror är många av de självkörande bilarna utrustade med radar, LIDAR, värmebilder, ultraljudsenheter och andra typer av sensorer. Om vi ​​ville bli av med strålkastarna skulle vi kanske göra det om vi helt kunde lita på de andra typerna av sensoriska enheter under köruppgiften. Genom att på något sätt ta bort synelementen vid körning skulle en självkörande bil inte längre behöva lysa upp vägen via strålkastare.

Ledsen att säga, detta verkar ohållbart i dagens värld. Att inte använda syn är helt enkelt inte i korten just nu. Motsatsen eftersträvas faktiskt generellt, där vissa biltillverkare och självkörande teknikföretag driver längre fram när det gäller vision, som syftar till att göra visionen ännu mer avgörande och tona ner rollen som de andra sensoriska typerna.

Skrapa nu tanken att du skulle kunna eliminera behovet av syn i självkörande bilar som ett schema för att bli av med strålkastarna och minska föroreningen av konstgjord ljus på natten.

Låt oss prova en annan vinkel.

Har du någonsin märkt att när du kör i närheten av andra bilar som har sina strålkastare på att du ofta kan se vägen på grund av deras strålkastare som en efterglödning eller spillover-effekt? Jag är säker på att du har märkt detta. Jag tvivlar på att du övervägde att släcka dina strålkastare eftersom du inte visste hur länge de andra närliggande bilarna skulle vara nära dig. Ingen mening med att chansa att inte ha någon belysning när de andra fordonen byter fil, saktar ner eller på annat sätt ändrar sina trafikpositioner.

Men med självkörande bilar finns det en chans att veta var och när de andra närliggande självkörande bilarna kommer att ändra position. Med hjälp av V2V som är elektronisk kommunikation mellan fordon, kommer självkörande bilar att skicka meddelanden till varandra. Detta kan till exempel inkludera möjligheten att en självkörande bil upptäcker skräp på vägbanan och sedan elektroniskt larmar andra självkörande bilar för att se upp för hindret.

Okej, då kanske vi gör det här.

Närhelst självkörande bilar är nära varandra, medan de på natten, kommunicerar de elektroniskt om användningen av deras strålkastare. Strålkastarna från en självkörande bil skulle kunna belysa vägbanan tillräckligt för en annan självkörande bil i närheten, så att den självkörande bilen som får spillover kan släcka sina strålkastare tillfälligt. Detta kan pågå i några sekunder eller kanske minuter, beroende på vart de självkörande bilarna är på väg och vilken typ av väg som används.

Vid en elektronisk kommunikation från den självkörande bilen med dess strålkastare på, den har för avsikt att inom kort gå bort från den andra strålkastaren "lånande" självkörande bilen, den självkörande bilen utan dess strålkastare skulle behöva tända sin strålkastare. Allt detta kan hända väldigt snabbt. Elektroniska meddelanden skulle snurra runt och du skulle se en till synes konstigt utseende scen när de självkörande bilarna alla släckte och tände sina strålkastare. Föreställ dig en potentiell blinkande effekt som liknar de gnistrande ljusen på en julgran.

I teorin kanske detta skulle balansera ut att du kanske i genomsnitt skulle ha en av varannan självkörande bil som använder sina strålkastare helt på en körresa, eller kanske bara en av var tionde, eller var hundra, etc. Det skulle bero mycket på var dessa självkörande bilar är, hur nära de kommer varandra och en myriad av andra faktorer.

Skulle logistiken för detta vara värt besväret när det gäller minskningen av ALAN?

En baksida av servettanalysen tyder på att detta skulle vara en ganska stor räckvidd för att uppnå någon betydande buckla i artificiell ljusförorening. Vi måste också återigen överväga hur detta kan påverka närliggande mänskliga förare. Och så vidare.

Ger vi upp detta?

Nej!

Överväg en annan möjlighet som innebär att strypa mängden ljus som avges från dina strålkastare.

Föreställ dig att strålkastarna kunde visa upp en ljusstråle som kunde spärras mellan ett numeriskt område på kanske ett till tio (en nolla skulle betyda att strålkastarna inte är på). Strålkastarna vid en inställning av ett var knappt tända. Strålkastare på en nivå av tio är superhelljus.

För en mänsklig förare att försöka ständigt gasa eller justera sina strålkastare skulle verka betungande och en allvarlig distraktion från köruppgiften. Å andra sidan skulle detta vara en relativt enkel uppgift för AI-körsystemet att beräkningsmässigt utföra och garanterat inte distrahera från köraktiviteten. Videokamerorna eller andra liknande sensorer skulle upptäcka den nödvändiga belysningsnivån och strålkastarna skulle vara elektroniskt beordrade att justera därefter. Detta kan hända på några sekunder och vara en rutinfunktion för fordonet.

Så här kan detta bidra till att minska föroreningar av konstgjord ljus.

Anta att de flesta bilar på vägarna så småningom är självkörande bilar. Dessa självkörande bilar kan snabbt och effektivt justera mängden ljus som behövs från deras strålkastare. Om de alla gör detta kan det läggas till att mycket mindre ljus sänds ut, totalt och i genomsnitt. Förutsatt att säkerheten inte äventyras kan detta vara ett sätt att minska ALAN-aspekterna som sporras av bilstrålkastare.

Skulle minskningen av ALAN vara värt kompromisserna med att använda en sådan funktion?

Det är en öppen fråga.

Slutsats

Det finns ytterligare vändningar i detta ämne.

Vissa hävdar att vi kan använda bilar på natten mer än vi gör idag som ett resultat av tillkomsten av självkörande bilar.

Det här verkar vara en vettig gissning. Självkörande bilar kommer att köras 24×7 och det kommer inte att finnas ett behov för en förare att ta pauser, vila eller tröttna på att köra. Människor som vill gå från punkt A till punkt B kan vara mer villiga att göra det på natten än de är idag, särskilt eftersom de självkörande bilarna kan vara billigare för förare än när de använder mänskliga förare (vi vet inte detta för att vara fallet, men det spekuleras starkt att det inträffar).

Den dåliga nyheten är då att vi kan producera mer konstgjorda ljusföroreningar på grund av användningen av självkörande bilar. Inte för att de självkörande bilarna producerar mer ljus, utan för att de kommer att användas nattetid i större volymer än vad potentiellt människodrivna bilar av idag används. Usch, det verkar som att självkörande bilar kommer att bidra till ALAN och inte minska ALAN om du köper in den föregående logiken.

Vänta en sekund, det kan finnas en motverkande aspekt.

Vissa hävdar att vi kommer att ha färre bilar på vägarna till följd av att självkörande bilar blir tillgängliga. Folk kommer inte längre att äga bilar utan kommer istället att använda självkörande samåkningsbilar. Du kan därför hävda att även om det kan finnas fler nattresor, kanske det kan ske via ett färre antal fordon, och därför är mängden ljusföroreningar densamma eller minskade i jämförelse med mänskliga och personligt ägda fordon.

Oj, det verkar vara en potentiell lättnad.

Saken är den att vi alla är ganska mycket i mörkret just nu om hur självkörande bilar kommer att bli. Det finns inget magiskt ljus som visar vilken väg självkörande bilar kommer att gå (lite av en utökad ordlek, tack för att du märkte det).

Aristoteles sa berömt att dagens ljus följs av natten, som en skugga följer en kropp. Det är osannolikt att vi kan göra något direkt om natten, men vi kan göra något åt ​​det konstgjorda ljuset som vi använder när det är mörkt ute. Strålkastarämnet ligger ganska lågt på prioriteringslistan just nu för att uppnå självkörande bilar. När man så småningom tar vederbörlig hänsyn till temat strålkastare, skulle det tendera att antyda att vi redan har löst de miljontals andra olösta mer angelägna problem som inför tillkomsten av självkörande bilar står inför.

Det blir då dagens (lysande) ljus för självkörande bilar kan man säga.