Innovatie / Autonome voertuigen houden niet van imperfecte verkeersborden

Het STOP-bord heeft overal ter wereld een achthoekige (rode) vorm zodat het onmiddellijk herkenbaar is, zelfs als de kleur is afgebleekt of het bord is gevandaliseerd, beklad of beschadigd. Sterker nog: het is het enige bord met deze vorm. Daardoor kan een bestuurder het moeiteloos herkennen tussen alle andere verkeersborden. Maar dat geldt niet voor autonome voertuigen, zo blijkt uit een studie van drie onderzoekers van de universiteit van Washington en vijf van hun collega’s aan nog drie andere Amerikaanse universiteiten waar ze mee hebben samengewerkt. Door een paar stickertjes op het STOP-bord te kleven, werd het onzichtbaar voor de kunstmatige intelligentie. Sterker nog, het systeem meende een snelheidsbeperking van 45 mph (72 km/h) te zien.

Algoritmeprobleem

De verkeersbordherkenning werkt via een zenuwnetwerk dat de borden kan herkennen op basis van complexe algoritmes. Het onderzoeksteam gebruikte deze algoritmes om 17 borden te leren op basis van 4.600 beelden, wat een klassieke aanleermethode is. Na die leerperiode, waarin het systeem bepaalde borden honderden keren heeft “gezien”, heeft de computer in principe een voldoende grote basis om ze later te kunnen opmerken en herkennen in om het even welke omgeving. Die informatie stuurt hij dan naar het autonome rijsysteem, dat zijn gedrag aanpast…

Stickers

De onderzoekers hebben het systeem in de val gelokt door de kleur te veranderen en door stickers met “LOVE” of “HATE” of in allerlei kleuren aan te brengen. Een mens herkent daar desondanks toch een STOP-bord in. Maar het algoritme liet zich telkens weer in de val lokken. In een bepaald geval meende hij dat het met een zekerheid van 70 procent ging om een snelheidsbeperking tot 45 mph (72 km/h). Als het systeem op dat moment echt een auto aanstuurt in een stedelijke omgeving, zou hij die aan een kruispunt doen optrekken in plaats van hem te laten stoppen. Let wel: in de Verenigde Staten worden snelheidsbeperkingen aangegeven op ofwel een vierkant bord, ofwel op een ruitvormig bord dat op gevaar moet wijzen.

Gevaar

Een andere ervaring toonde nog andere gebreken aan. Het algoritme werd geconfronteerd met een waarschuwingsbord voor een bocht (gele ruitvorm met zwarte pijl) dat gedeeltelijk afgedekt was. Het systeem zag een verwarrende “toegevoegde lijn”, maar ook, zeker met een vervagend dambordpatroon op de pijl, een STOP-bord. En dus zou de auto voor zo’n bocht brutaal stoppen in plaats van hem aan te snijden. Gelukkig houdt de software van een zelfstandige auto ook rekening met andere elementen zoals zijn lokalisering op een kaart en de aanwijzingen die hij krijgt van sensoren en camera’s. Maar toch zou deze vergissing een “fout” kunnen veroorzaken die de rijveiligheid van de auto in het gedrang kan brengen.

Verbeteren

De bedoeling van de studie was uiteraard om problemen aan het licht te brengen die de kunstmatige intelligentie van deze autonome voertuigen in de war zou kunnen brengen, met als doel ze te perfectioneren. Hun leertraject (of de algoritmes) moet dus worden verbeterd zodat ze ook beschadigde, bekladde of versleten verkeersborden kunnen herkennen. En ze moeten bovendien leren dat ze niet mogen stoppen in een snelwegbocht, dat ze aan het eind van een klein straatje bij het naderen van een kruispunt geen 72 km/h mogen rijden, dat ze geen 100 km/h mogen rijden in een bebouwde kom en dat ze een verbod niet met een verplichting mogen verwarren. Dat werk wordt extra bemoeilijkt door het feit dat verkeersborden niet overal hetzelfde zijn en dat overheden (vooral plaatselijke) en werfleiders niet altijd de juiste lettertypes, verkeerstekens en officiële iconen hanteren op hun verkeersborden.