خودروهای خودران از رویایی آینده نگر به واقعیتی مدرن تبدیل می شوند. اما به نوعی تکامل به تعویق افتاد. اینطور به نظر می رسد؟ تصور کنید که سوار ماشین خود می شوید، مکان ماشین را در رابط وارد می کنید - یا بهتر است صحبت کنید - سپس اجازه می دهید هنگام خواندن کتاب، مرور وب یا چرت زدن، شما را به مقصد برساند.
اتومبیل هایی که می توانند خودشان رانندگی کنند - قبلاً برای ما چیز خارق العاده ای به نظر می رسید. اما در چند سال آینده، به لطف ظهور خودروهای بدون راننده، این داستان به واقعیت تبدیل خواهد شد و نحوه حرکت و حمل و نقل شهرهایمان را به طور اساسی تغییر خواهد داد.
در ده سال گذشته دقیقاً چنین وعده هایی را می شنویم. ما در مورد موفقیت ها و شکست های توسعه دهندگان، در مورد درگیری های قانونی استفاده از چنین وسایل نقلیه، در مورد ایمنی و خطر آنها برای ما، رانندگان، در جاده ها می شنویم. بیایید سعی کنیم همه چیز را بفهمیم.
همچنین جالب:
- پروژه مغز انسان: تلاشی برای تقلید از مغز انسان
- Thunderbolt 5 در مقابل Thunderbolt 4: هر آنچه که باید بدانید
تاریخچه ماشین های خودران
ایده ماشین های خودران برای مدت طولانی وجود داشته است، از دهه 30 آنها به بخشی جدایی ناپذیر از ایده های علمی تخیلی در مورد آینده تبدیل شده اند. اما به تازگی است که فناوری که می تواند آنها را به واقعیت تبدیل کند، به سرعت شروع به توسعه کرده است.
اولین نمونه های آزمایشی، که بسیار کند بودند، به دهه 1960 باز می گردند. اخیراً، در سال 2004، دارپا (آژانس وزارت دفاع ایالات متحده که مسئول توسعه فناوری های جدید برای استفاده ارتش ایالات متحده است) توسعه دهندگان از سراسر جهان را به چالش کشید تا یک وسیله نقلیه بدون سرنشین بسازند که قادر به مسابقه در سراسر صحرای موهاوی کالیفرنیا باشد، و به برنده یک میلیون پیشنهاد داد. جایزه دلاری موفق ترین خودرو تنها 7 مایل از 142 مایل را پیموده است. اما این مسابقه این باور را تقویت کرد که ماشین‌های روباتی واقعیت دارند.
در مسابقه بعدی در سال 2005، پنج اتومبیل مسافت را طی کردند. و در چالش شهری 2007، وسایل نقلیه نه تنها از موانع اجتناب کردند و در جاده ها ماندگار شدند، بلکه قوانین راهنمایی و رانندگی را رعایت کردند، کنار رفتند، پارک کردند و حتی چرخش های مجاز را انجام دادند. و تا سال 2010، تکنسین‌های گوگل سیستمی ایجاد کردند که می‌توانست سخت‌ترین جاده‌های کالیفرنیا (از جمله خیابان پر پیچ و خم معروف لومبارد در سانفرانسیسکو) را با کمترین مداخله انسانی اداره کند.
در حال حاضر، تمام سازندگان شناخته شده صنعت خودرو سرگرم ایده ایجاد خودروهای خودران هستند، زیرا آنها آن را بسیار امیدوار کننده می دانند.
خودروهای خودران چیست؟
خودروهای خودران خودروهایی هستند که برای حرکت به مقصد نیازی به کمک انسانی ندارند. آنها از دوربین ها، حسگرها و نرم افزارهای پیشرفته برای این کار استفاده می کنند که وضعیت جاده را تفسیر می کند و به عابران پیاده و سایر محیط های اطراف در جاده واکنش نشان می دهد.
در حال حاضر، هیچ وسیله نقلیه کاملاً خودمختار قانونی در جهان وجود ندارد. با این حال، وسایل نقلیه تا حدی مستقل وجود دارد - ماشین‌ها و کامیون‌هایی با سطوح مختلف خودکارسازی، از خودروهای معمولی با سیستم‌های کمکی ترمز گرفته تا نمونه‌های اولیه کاملاً مستقل خودران.
علیرغم اینکه فن آوری ها فن آوری های رانندگی خودران هنوز در مراحل اولیه توسعه خود هستند، به طور فزاینده ای رایج می شوند و ممکن است در نهایت انقلابی در سیستم حمل و نقل ما (و در نتیجه، اقتصاد و جامعه ما) ایجاد کنند. خودروسازان و شرکت‌های فناوری تخمین می‌زنند که خودروهای خودران سطح 4 می‌توانند ظرف چند سال آینده به فروش برسند. با این حال، برخی کارشناسان با توجه به روند تکامل خودروهای خودران، چنین پیش بینی هایی را بسیار خوش بینانه و غیر واقعی می دانند.
سطوح خودمختاری خودروها
ماشین‌ها سطوح مختلفی از هندلینگ دارند که کارشناسان در مقیاس 0 تا 5 به آنها امتیاز می‌دهند. بنابراین بیایید معنی هر سطح را تجزیه کنیم.
سطح 0. تمام سیستم های اصلی توسط انسان کنترل می شود. یعنی اینها ماشین های معمولی ما هستند که الان استفاده می شوند.
سطح 1. برخی از سیستم ها مانند کروز کنترل یا ترمز خودکار می توانند به نوبه خود خودرو را کنترل کنند.
سطح 2. این وسیله نقلیه حداقل از دو عملکرد خودکار به طور همزمان مانند شتاب و فرمان پشتیبانی می کند. اما کار ایمن نیاز به یک نفر دارد.
سطح 3. تحت شرایط خاصی، خودرو می‌تواند تمام عملکردهای حیاتی ایمنی را کنترل کند، اما انتظار می‌رود که راننده در صورت خرابی سیستم یا مشکل کنترل، مسئولیت را بر عهده بگیرد.
سطح 4. خودرو در برخی از حالات رانندگی کاملاً مستقل است، اما نه همه.
سطح 5. خودرو در هر شرایطی کاملا مستقل است.
تا کنون ما خودروهای ردیف 0-3 را در دسترس داریم، اگرچه ردیف 3 هنوز به شدت مورد بحث است. اگرچه سازندگان قول می دهند که تا سال 2030 خودروهای خودران سطح 4 در دسترس خواهند بود.
ماشین های خودران چگونه کار می کنند؟
گوگل، اوبر، تسلا، نیسان، سوبارو و دیگر خودروسازان پیشرو، شرکت های تحقیقاتی و فناوری، فناوری های مختلف رانندگی مستقل را توسعه داده اند.
اگرچه جزئیات طراحی متفاوت است، اکثر سیستم‌های مستقل نقشه داخلی محیط اطراف خود را بر اساس طیف گسترده‌ای از حسگرها، مانند رادار، ایجاد و نگهداری می‌کنند. نمونه های اولیه بدون سرنشین اوبر از 64 پرتو لیزر به همراه سنسورهای دیگر برای ایجاد یک نقشه داخلی استفاده می کنند. نمونه های اولیه گوگل در مراحل مختلف از لیزر، رادار، دوربین های قدرتمند و سونار استفاده می کردند.
سپس این نرم افزار این ورودی را پردازش می کند، یک مسیر را ترسیم می کند و دستورالعمل هایی را به سیستم های خودرو که شتاب، ترمز و فرمان را کنترل می کنند ارسال می کند. قوانین سخت کد شده، الگوریتم های اجتناب از موانع، مدل سازی پیش بینی و تشخیص "هوشمند" اشیا (مانند تفاوت بین دوچرخه و موتور سیکلت) به نرم افزار کمک می کند قوانین راهنمایی و رانندگی را رعایت کند و بر موانع غلبه کند.
خودروهای نیمه خودمختار ممکن است به مداخله یک راننده انسانی نیاز داشته باشند اگر سیستم با عدم اطمینان مواجه شود، در حالی که وسایل نقلیه کاملاً خودمختار ممکن است حتی فرمان نداشته باشند.
علاوه بر این، خودروهای خودران را می‌توان بر اساس اینکه آیا می‌توانند با سایر وسایل نقلیه و/یا زیرساخت‌های جاده‌ای، مانند چراغ‌های راهنمایی نسل بعدی تعامل داشته باشند، به‌عنوان «متصل» یا غیر متصل متمایز کرد. اکثر نمونه های اولیه در حال حاضر این قابلیت را ندارند.
همچنین بخوانید:
- جنگ برای اینترنت ماهواره ای: اروپا استارلینک را به چالش می کشد
- شبکه های عصبی چیست و چگونه کار می کنند؟
مزایای آن چه خواهد بود؟ ماشین های بدون راننده؟
بیشترین مزیت مورد بحث افزایش ایمنی جاده خواهد بود. سال گذشته تنها در بریتانیا 1770 نفر در جاده ها کشته شدند و بیش از 26000 نفر به شدت مجروح شدند. در ایالات متحده، اعداد حتی نگران کننده تر هستند: 36750 مرگ عابران پیاده و دوچرخه سواران. آمار در اوکراین کمتر نگران کننده نیست. از آنجایی که اکثر تصادفات نتیجه خطای راننده است، حتی 90 درصد استفاده از خودروهای بدون راننده می تواند جان 22000 نفر را در سال نجات دهد.
مزیت دیگر این است که وسایل حمل و نقل را برای افرادی که قبلاً توانایی رانندگی نداشتند در دسترس قرار دهند. ما در مورد کودکان، معلولان و افراد مسن صحبت می کنیم که از نظر تئوری می توانند بدون راننده سفر کنند و این امر دسترسی حمل و نقل را بهبود می بخشد.
اما در اینجا هنوز تعارضات حقوقی زیادی وجود دارد. و هنوز مشخص نیست که چه کسی مقصر حادثه احتمالی است، چه کسی و چه مجازاتی باید برای آن متحمل شود و غیره.
اثرات زیست محیطی یک موضوع نگران کننده جدی و عدم اطمینان بزرگ است. خودروهای خودران در دسترس، مقرون به صرفه و راحت می توانند تعداد کل کیلومترهای پیموده شده را در هر سال افزایش دهند. اگر این وسایل نقلیه با بنزین کار کنند، انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از حمل و نقل مضر به آب و هوا می تواند به طور چشمگیری افزایش یابد. با این حال، اگر خودروها برقی شوند، انتشار گازهای گلخانه ای به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. از آنجایی که خودروهای بدون راننده برقی امکان سواری مشترک بیشتری را فراهم می‌کنند (برای مثال از طریق سرویس‌هایی مانند Lyft یا Uber)، انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌تواند حتی بیشتر کاهش یابد.
فن آوری ها و رویکردهای ایجاد خودروهای خودران
توسعه دهندگان از انواع روش ها و رویکردها، فناوری های روزافزون پیشرفته و قطعات با کیفیت بالاتر برای ایجاد نمونه های اولیه خودروهای خودران استفاده می کنند. اما بسیاری از آنها اشتراکات زیادی دارند، زیرا اصل یکسان است - ایجاد وسیله نقلیه ای که نه تنها روند رانندگی را مدیریت کند، بلکه وضعیت جاده را نیز نظارت کند و تصمیمات درست را بگیرد. در اینجا برخی از مهم ترین فناوری ها آورده شده است:
- سنسورها: خودروهای خودران معمولاً از ترکیبی از حسگرها مانند لیدار (تشخیص نور و محدوده)، رادار، دوربین‌ها و سنسورهای اولتراسونیک برای درک محیط خود استفاده می‌کنند.
- کارت ها: نقشه های با وضوح بالا نقش مهمی دارند. این نقشه ها حاوی اطلاعات دقیق در مورد جاده، علائم جاده و سایر عناصر زیرساخت جاده است که به وسیله نقلیه در جهت یابی کمک می کند.
- سیستم های مدیریت: خودروها از سیستم های کنترل زمان واقعی پیچیده استفاده می کنند که در صورت نیاز سرعت، فرمان و ترمز را تنظیم می کنند.
- یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی: الگوریتم های پیشرفته هوش مصنوعی برای پردازش داده های حسگرها، تصمیم گیری و یادگیری از تجربیات استفاده می شود. یادگیری عمیق اغلب برای تشخیص تصویر و الگو استفاده می شود.
من می خواهم در مورد آخرین نکته با جزئیات بیشتری صحبت کنم.
برخی از شرکت‌ها مانند Waymo در حال توسعه هوش مصنوعی و سیستم‌های کنترلی هستند که برای رانندگی خودکار طراحی شده‌اند. سکو NVIDIA DRIVE یک راه حل مبتنی بر هوش مصنوعی مقیاس پذیر برای وسایل نقلیه خودران ارائه می دهد که توسط چندین خودروساز و شرکت فناوری استفاده می شود. همچنین باید به چارچوب‌های منبع باز مانند ROS (سیستم عامل ربات) اشاره کنیم که برخی از شرکت‌ها از آن برای ساخت سیستم‌های مستقل خود استفاده می‌کنند.
علاوه بر این، بسیاری از شرکت ها در حال سرمایه گذاری در تحقیق و توسعه هستند تا راه حل های هوش مصنوعی خود را برای خودروهای خودران خود ایجاد کنند.
همچنین جالب:
- خطرناک ترین دنیاها: 14 سیاره که هیچ چیز نمی تواند در آنها زنده بماند
- اسرار کیهان که هنوز پاسخ آن را نمی دانیم
چرا اینقدر پیشرفت کند؟
تخمین زده می شود که فناوری ایجاد وسایل نقلیه خودران ایمن حدود 80 درصد توسعه یافته است. بهبود کامل فرآیند به زمان بیشتری نیاز دارد - این نیاز به توسعه جدیدترین فناوری‌ها، قطعات با کیفیت بالاتر و بهبود سیستم‌های آزمایشی دارد.
چالش‌هایی که هنوز باید به آنها رسیدگی شود شامل رویدادهای غیرمعمول و نادری است که می‌تواند در هر خیابان یا بزرگراهی رخ دهد، مانند آب‌وهوا، عبور حیوانات از جاده، ساخت‌وساز و نگهداری.
مجموعه دیگری از مشکلات پس از راه‌اندازی خدمات سواری خودکار خود در سانفرانسیسکو توسط کروز و وایمو پدیدار شد. اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراه های ایالات متحده در دسامبر 2022، تنها شش ماه پس از تایید خدمات، شروع به بررسی حوادثی کرد که در آن وسایل نقلیه "ممکن است ترمز نامناسب داشته باشند یا بی حرکت شده باشند." در چند مورد، برای جابجایی وسایل نقلیه مجبور به فراخوانی کامیون‌های یدک‌کش می‌شدند. این بدان معناست که تاکنون مشکلات بیشتر از دستاوردها بوده است.
چه اتفاقی دارد می افتد؟
ابتکارات خودروهای خودران فعال را می توان به دو دسته دسته بندی کرد: خدمات سواری (کروز، وایمو و اوبر) و فروش خودروهای خودران به مردم (تسلا).
سفر دریایی یکی از شرکت های تابعه جنرال موتورز است که در سال 2013 تاسیس شد. از سپتامبر 2022، ناوگانی متشکل از 100 رباتاکسی را در سانفرانسیسکو راه اندازی کرد و قصد داشت ناوگان خود را به 5000 نفر برساند. منتقدان خاطرنشان کردند که این امر باعث افزایش ترافیک شهر می شود. در دسامبر 2022، کروز همچنین شروع به ارائه خدمات به چندلر، آریزونا، و آستین، تگزاس کرد.
کروز، واحد خودران جنرال موتورز که خدمات روباتاکسی را در سانفرانسیسکو راه اندازی می کند، برای آزمایش وسایل نقلیه خودران خود در سراسر کالیفرنیا درخواست مجوز کرده است.https://t.co/KbsLjk7JvC
- MarketWatch (MarketWatch) مارس 21، 2023
Waymo، پروژه سابق خودروی خودران گوگل، در ژانویه 2009 تاسیس شد. این شرکت 4,8 میلیارد دلار در سال 2020 و 5,2 میلیارد دلار در سال 2021 هزینه کرد. Waymo One خدمات سواری خودکار را در فینیکس و همچنین سانفرانسیسکو ارائه می دهد. او قصد دارد امسال به خیابان های لس آنجلس برود.
شرکت حال بارگذاری نیروی اصلی در توسعه وسایل نقلیه خودران بوده است زیرا بخشی از طرح تجاری آن جایگزینی رانندگان انسانی بوده است. با این حال، مشکلات خود را داشته است، از جمله تصادف در مارس 2018 که در آن یک اوبر خودران، زنی را که با دوچرخه خود در خیابان در تمپ، آریزونا راه می رفت، کشت. در سال 2020، آریزونا اوبر بخش تحقیقات AV خود را به Aurora Innovation فروخت.
اما در اکتبر 2022، اوبر به پیاده سازی خودروهای خودران بازگشت و قراردادی را با موشنال، سرمایه گذاری مشترک هیوندای و آپتیو امضا کرد. موشنال وسایل نقلیه خودران را برای خدمات تحویل و خدمات Uber ارائه خواهد کرد.
Lyft، دومین شرکت بزرگ اشتراک گذاری سواری پس از اوبر، در ایالات متحده و کانادا فعالیت می کند. مانند اوبر، Lyft یک بخش مستقل داشت و در سال 2016، جان زیمر، یکی از بنیانگذاران Lyft پیش بینی کرد که تا سال 2021 اکثر سفرهای شبکه او توسط وسایل نقلیه خودران انجام می شود (و تا سال 2025، مالکیت خودروهای شخصی "به طور کامل متوقف می شود" ). اما این اتفاق نیافتاد. بنابراین، تا پایان سال 2021، لیفت بخش خودروهای خودران خود را نیز به تویوتا فروخت.
در سال 2022، زیمر گفت که این فناوری حداقل تا ده سال آینده جایگزین درایورها نخواهد شد. با این حال، در آگوست 2022، Lyft با Motional برای راه اندازی تاکسی های روباتی در لاس وگاس و لس آنجلس همکاری کرد.
تلسا رهبر جهان در فروش خودروهای برقی باتری دار است. همچنین هدف آن فروش خودروهای تمام اتوماتیک است. با این حال، تا پایان سال 2022، هیچ خودروی سطح 3، 4 یا 5 در ایالات متحده فروخته نشده است.
آنچه تلسا ارائه می کند یک سیستم کنترل کاملاً مستقل با قیمت 15 دلار است. خریداران اذعان می کنند که نسخه بتا را می خرند و تمام خطرات را به عهده می گیرند. تلسا مسئولیتی در قبال خرابی سیستم ندارد.
در فوریه 2023، اداره ملی ایمنی راه آشکار کرد: "نسخه بتای نرم‌افزار کاملاً خودمختار که به وسیله نقلیه اجازه می‌دهد از سرعت مجاز تجاوز کند یا از تقاطع‌ها به روشی غیرقانونی یا غیرقابل پیش‌بینی عبور کند، خطر تصادف را افزایش می‌دهد.". این امر منجر به فراخوانی 362 وسیله نقلیه تسلا برای به روز رسانی نرم افزار شد.
یکی دیگر از مشکلات فروش خودروهای خودران، اعلامیه ای در اکتبر 2022 بود که فورد و فولکس واگن تصمیم گرفتند کمک مالی به شرکت فناوری خودران Argo AI را متوقف کنند که منجر به تعطیلی آن شد. هر دو فورد و فولکس واگن تصمیم گرفته اند تمرکز خود را از سطح اتوماسیون 4 به سطوح 2 و 3 تغییر دهند.
چه چیزی در انتظار ماست؟
اگرچه آزمایش‌های فعلی کاملاً امیدوارکننده است، بسیاری از کارشناسان معتقدند چندین دهه طول می‌کشد تا خودروهای خودران به جریان اصلی تبدیل شوند و برای خرید در دسترس باشند. از سوی دیگر، مالک تسلا، ایلان ماسک، اصرار دارد که خودروهای خودران در آینده نزدیک در دسترس عموم قرار خواهند گرفت. در همین حال، وسایل نقلیه انسان محور همچنان از ویژگی های رانندگی مستقل مانند چراغ های راهنمایی، تقاطع ها و ترافیک شهری بدون دخالت انسان برخوردار خواهند بود.
اگرچه سال‌ها طول می‌کشد، اما کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که خودروهای بدون راننده در نهایت تبدیل به روش غالب حمل‌ونقل در جهان خواهند شد و تعداد رانندگان انسان به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت. اگرچه دقیقاً نمی دانیم چه زمانی این اتفاق می افتد، اما شکی نیست که خودروهای بدون راننده آینده ما هستند. کارشناسان موافق هستند که این امر به واقعیت تبدیل خواهد شد، اما آنها هیچ پیش بینی در مورد زمان ارائه نمی دهند.
همچنین جالب: