Wayve Infinity Simulatorのご紹介

Wayve Infinity Simulatorのご紹介

なぜ自動運転においてシミュレーションが重要なのか？

Wayveは、世界100都市で自動運転技術を導入する最初の企業になることを目指しています。これを実現するには、当社のAVが困難な都市環境を安全かつ確実に走行できることを証明するための膨大な実世界テストが必要です。実世界テストは開発プロセスの重要な一部ですが、いくつかの大きな限界も伴います。

• 現実世界で同じシナリオを二度再現することは不可能です。同じ区間の道路であっても、テストのたびに多くの状況が変化します。これにより、指標に含まれるノイズが増加します。
• 時間と費用の両面でコストがかかります。開発車両の規模やAVセーフティオペレーターの数といった運用の現実により、実施できる実世界テストの量は制限されます。
• 一部の「エッジケース」は、現実世界で遭遇するには稀すぎたり、公道でテストを行うにはリスクが高すぎたりするため、実世界テストのみに頼ってシステムのストレステストを行うことはできません。

シミュレーションは実世界テストを強力に補完し、上記の欠点を解消しながらさらなるメリットを提供します。シミュレーション内では、同じシナリオを何度でも再現できます。シミュレーションはソフトウェアであるため、クラウド上で任意かつ効率的にスケールアップすることが可能です。現実世界ではテストが危険な、困難で敵対的な、あるいはリスクの高いシナリオをシミュレーションで生成し、システムが終始安全に走行できることを確認できます。

テスト以外にも、シミュレーションは開発を加速させる他のツールを提供します。シーンのさまざまな要素を変化させながら運転知能の挙動を調査し、天候、季節、時間帯に関わらず正しく走行できることを確認できます。時間を巻き戻して、シーン内の他のエージェントの行動を変えながら、同じシナリオを繰り返しテストすることも可能です。また、シミュレーションを使用してトレーニングデータセットを拡張し、バイアスを軽減したり、公道で直接行うことは不可能な試行錯誤を伴う強化学習アプローチを実現したりすることもできます。

Wayve Infinity Simulator

Wayve Infinity Simulatorは、Wayveのエンドツーエンド運転システムのニーズを満たすためにカスタム設計されたエンドツーエンドシミュレーターです。道路、信号機、車両・サイクリスト・歩行者の行動、車両カメラやその他のセンサー、世界の物理法則、車両力学など、運転システム全体をエミュレートします。その結果、AIモデルをシミュレーションで厳格にテストし、その数分後に現実世界で走行させることが可能になります。

Infinityは、AIのトレーニングと能力評価に必要な、現実世界を代表する高品質なシミュレーションを保証するため、「リアリズム（現実感）」「ダイバーシティ（多様性）」「コントローラビリティ（制御性）」「スケール（規模）」の4つの主要な柱に基づいて構築されています。

リアリズム

リアリズムは、あらゆるシミュレーションにおいて極めて重要な要素です。センサーシミュレーションの視覚的なリアリズムは不可欠ですが、それは全体のごく一部に過ぎません。リアリズムには、操作コマンドに対する車両の動的応答、仮想車両上での実行の遅延やタイミングなども決定的に含まれます。このトピックについては、今後のブログ記事で詳しく説明します。

ダイバーシティ

リアリズムだけでは特に有用ではありません。他の車両や歩行者が全くいない、完全にリアルな一本の直線の道路のシミュレーションを想像してみてください。これではあまり進歩は望めません。そのため、リアリズムに加えて、運転知能を可能な限り幅広い運転シナリオにさらす多様性が必要です。これにより、複雑な現実世界をナビゲートする方法を学習できます。これには、現実世界で見られるあらゆる範囲のシナリオを生成できるだけでなく、それぞれのバリエーションを膨大に生成できるシステムが必要です。

この豊かな多様性をカバーするために個々のシナリオを手作業で作成することは不可能です。代わりに、Infinityの手続き型生成システムは、現実世界の特性をパラメータ化されたルールとして捉え、ボタン一つで無数の現実世界のようなバリエーションを生成することを可能にします。道路、建物の種類、信号、天候、時間帯、他の道路利用者の行動など、シミュレーションシナリオのあらゆる側面をランダム化できます。すべてがパラメータ化されており、可能な限り多くの多様性を提供します。

コントローラビリティ

時には、運転知能の特定の関心領域をターゲットにするために、高度に制約されたシナリオを作成したい場合があります。これらは、現実世界で再現することが不可能な、特に困難なシナリオや安全性に関わるエッジケースである可能性があります。

Infinityは、シミュレーション環境に対する完全な制御を提供します。シミュレーションのあらゆる側面が構成可能であり、要件に応じて特定の値に設定したり、ランダム化したりできます。シミュレーターは完全にスクリプト化可能で、実行中であっても数行のコードでシミュレーションのあらゆる側面を制御できます。さらに、深度やセマンティックセグメンテーションなど、必要なだけ多くのグラウンドトゥルース（正解）ラベルのソースに簡単にアクセスできます。

取り組みはまだ始まったばかりです

Infinityの開発を続ける中で、私たちはリアリズム、ダイバーシティ、コントローラビリティ、スケールの4つの柱すべてにおいてシステムを反復的に強化し、得られる洞察の質を常に向上させています。それが結果として、当社のAV2.0運転知能の開発を加速させることにつながります。まだ取り組むべき課題は多くありますが、シミュレーションが加速的なペースで私たちを前進させる大きな価値をすでに実感しています。特に、シミュレーションによるオフロード評価により、自動運転用のAI基盤モデルをスケールアップするために必要なスケーリングカーブを効率的に構築できています。

AV分野の多くの側面と同様に、シミュレーションは急速に発展している分野です。シミュレーションが今日提供しているすべてのメリットにもかかわらず、それがもたらす膨大な恩恵のほんの一部に触れたに過ぎません。私たちが構築した完全に制御可能でスケーラブルなエンドツーエンドシミュレーターにより、AV2.0に向けて迅速、効率的、かつ安全に反復開発を行うための完璧なプラットフォームが整いました。