La course au développement des voitures sans conducteur précède de loin la Silicon Valley et les grandes entreprises technologiques qui dominent aujourd'hui l'industrie. Des décennies avant que des véhicules autonomes ne participent à des défis dans le désert, un petit groupe d'ingénieurs en Allemagne et aux États-Unis posait, en toute discrétion, les fondations de la technologie de conduite autonome.
Si des figures emblématiques comme Karl Benz, Henry Ford et Enzo Ferrari ont marqué l'histoire de l'automobile moderne, d'autres noms émergent dans le domaine des véhicules autonomes. Parmi eux, Ernst Dickmanns, Red Whittaker, Sebastian Thrun, Chris Urmson et Anthony Levandowski.
Plusieurs de ces innovateurs ont d'abord attiré l'attention lors des DARPA Grand Challenges, une série de courses de véhicules autonomes lancées par le Département de la Défense américain en 2004 pour accélérer les avancées dans la technologie de conduite autonome. Cependant, des années avant ces compétitions, Dickmanns et son équipe testaient déjà des véhicules autonomes sur des routes publiques.
"Je suis Ernst Dickmanns, et j'ai été le premier à mettre une voiture autonome sur la route au début des années 1980," explique-t-il. Aujourd'hui âgé de près de 90 ans, Dickmanns vit dans une petite ville près de Munich, loin des centres technologiques des États-Unis. Il prend rarement la parole publiquement sur ses travaux, mais ses contributions ont façonné la manière dont les véhicules autonomes "perçoivent" le monde.
Ernst Dickmanns a été un pionnier de la vision par ordinateur dynamique, la technologie qui permet aux machines d'interpréter des images en mouvement en temps réel. Dans les années 1960 et 1970, il a travaillé avec l'Établissement de recherche aérospatiale allemand, analysant les trajectoires de fusées et appliquant des techniques de traitement d'image à une époque où la puissance informatique était extrêmement limitée.
"Eh bien, à Oberpfaffenhofen, j'ai été directeur par intérim du Centre en 1974/75," raconte Dickmanns en décrivant sa première exposition à l'évaluation d'images provenant de satellites et d'avions. Alors que les performances des microprocesseurs s'amélioraient rapidement, il a conclu que l'analyse d'images en temps réel pour les véhicules deviendrait possible de son vivant.
Au milieu des années 1980, Dickmanns et une petite équipe d'ingénieurs au sud de Munich ont converti une camionnette Mercedes-Benz en véhicule autonome. Grâce aux premiers processeurs Intel et à plusieurs caméras, la camionnette pouvait évaluer des images 10 à 12 fois par seconde. "Et nous avons été les premiers à vraiment exécuter ces contrôles de véhicules en temps réel en 1986," déclare-t-il avec fierté.
Son équipe a ensuite démontré la conduite autonome à des vitesses autoroutières allant jusqu'à 96 kilomètres par heure sur une section de l'autoroute, bien plus rapidement que les projets comparables à l'époque.
De l'autre côté de l'Atlantique, le progrès a été initialement plus lent. L'intérêt pour les systèmes autonomes a de nouveau explosé après l'accident nucléaire de 1979 à Three Mile Island, où les conditions dangereuses rendaient le nettoyage humain périlleux. En 1983, des chercheurs de l'Université Carnegie Mellon ont développé des robots semi-autonomes pour analyser la contamination radioactive.
"Le développement de robots de terrain est motivé par le besoin d'éloigner les humains des dangers et d'augmenter la productivité, l'efficacité et la qualité," a déclaré un chercheur dans un enregistrement d'archives de 1987. Ce travail était dirigé par le roboticien William "Red" Whittaker, une autre figure clé de l'histoire des véhicules autonomes.
Whittaker et son équipe à Carnegie Mellon ont développé le Terregator, un véhicule autonome pionnier capable de naviguer sur les trottoirs à l'aide d'une seule caméra et de capteurs laser, bien que à des vitesses très lentes. Cela faisait partie du projet NavLab de CMU, qui a inclus des chercheurs clés tels que Takeo Kanade, Charles Thorpe et Dean Pomerleau, ayant travaillé sur le premier véhicule NavLab, une camionnette Chevy modifiée qui a finalement produit 11 générations de véhicules autonomes.
Cependant, les premières itérations des NavLabs avançaient à des vitesses réduites en utilisant la vision par ordinateur. Bien que des prototypes aient existé au début des années 1980, le chercheur allemand Ernst Dickmanns est souvent crédité de la conduite autonome à grande vitesse en 1986. "Le Terregator ressemblait un peu à un grand bureau sur six roues," a déclaré Whittaker.
En 1986, les ingénieurs de Carnegie Mellon ont introduit le premier NavLab1 autonome, une camionnette Chevy équipée de générateurs, capteurs et ordinateurs permettant aux chercheurs de voyager à l'intérieur pendant qu'elle conduisait seule. La première version atteignait environ 32 kilomètres par heure, mais les versions ultérieures ont atteint des vitesses d'autoroute.
"C'était le premier à vraiment ressembler à une voiture," a affirmé Whittaker.
En 1995, un véhicule NavLab a parcouru presque toute la distance entre Pittsburgh et Washington, D.C., sous contrôle autonome, utilisant des caméras, un régulateur de vitesse et un ordinateur portable. Dickmanns a continué à faire avancer son approche, qui différait fortement de la plupart des systèmes américains. Alors que de nombreuses équipes américaines s'appuyaient fortement sur le lidar, le radar et le GPS - ce qu'il appelle "vision de confirmation" - Dickmanns a développé la "vision du chemin" qui repose principalement sur l'analyse de la route visible devant.
"Notre système reconnaît entièrement l'environnement, à la fois où se trouvent les routes et à quelle distance vous en êtes," a-t-il expliqué, notant que ses véhicules fonctionnaient sans les données GPS sur lesquelles les équipes américaines comptaient lors des premières courses DARPA. Il a comparé son système à la vision humaine, expliquant comment la compensation de mouvement et les modèles prédictifs peuvent stabiliser les images même lorsque les caméras bougent.
"Nous avons tout fait uniquement par vision, donc nous avions une vision complète. Des systèmes comme les humains le font," a déclaré Dickmanns.
Malgré l'avance précoce de l'Allemagne, le développement commercial à grande échelle s'est déplacé vers les États-Unis, où le capital-risque et le financement gouvernemental étaient plus abondants. Les DARPA Grand Challenges ont rassemblé de nombreux scientifiques qui allaient plus tard définir l'industrie. Sebastian Thrun, qui a dirigé l'équipe de l'Université de Stanford vers la victoire lors de la course DARPA de 2005, a ensuite cofondé le projet de voiture autonome de Google, devenu Waymo.
Anthony Levandowski et Chris Urmson étaient également des concurrents éminents avant de rejoindre Google. "Je pense qu'il est juste de dire qu'Ernst Dickmanns est le parrain de la voiture autonome, mais il pourrait y avoir plusieurs marraines," a déclaré Thrun, décrivant Dickmanns comme la figure de proue du domaine durant les années 1990. Levandowski a convenu qu'il n'y a pas un seul pionnier. "Il n'y a pas de pionniers. Regardez, c'est un effort continu," a-t-il dit. "C'est comme un sport d'équipe."
Urmson, crédité d'avoir aidé à transformer la recherche sur les voitures autonomes de Google en une opération commerciale, pointe également vers l'ingénieur allemand. "Je me tournerais vers quelqu'un comme Ernst Dickmanns," a déclaré Urmson. "Qui était bien en avance sur son temps dans le travail qu'il faisait en Allemagne." Alors que les véhicules autonomes continuent de se développer dans des villes comme San Francisco, les racines de cette technologie remontent à des décennies - à des laboratoires sous-financés, des expériences précoces et des chercheurs qui ont poursuivi la vision d'une voiture capable de conduire toute seule bien avant que l'idée ne capte l'attention du monde.
