خودروهای خودران – تحقق رویایی علمی تخیلی بشر

خودروی خودران وسیله نقلیه‌ای است که می ‌تواند محیط خود را حس نماید و بدون دخالت انسان کار کند.  این نوع خودرو نیازی به راننده ندارد و کنترل وسیله نقلیه بر عهده سرنشین آن نیست. خودروهای خودران می توانند به هر جایی که یک ماشین معمولی می تواند برود، حرکت کند و هر کاری را که یک راننده با تجربه انجام می دهد را می تواند انجام دهد. در حال حاضر 6 سطح از رانندگی خودکار توسط انجمن مهندسین خودرو (SAE) شامل سطح صفر (کاملا دستی) تا سطح 5 (کاملا خودران) تعریف شده است که توسط وزارت حمل و نقل ایالات متحده پذیرفته شده اند. با این مقاله از فروشگاه لوازم یدکی ماشین نو همراه باشید تا با خودروهای خودران بیشتر آشنا شوید.

تحقق رویایی علمی – تخیلی با ظهور خودروهای خودران 

ظاهراً خودروها پا به پای رویاهای کودکانه ما پیشرفت کرده‌اند. تکنولوژی خودران چیزی است که حتی ما را از گرفتن فرمان و فشار دادن گاز و ترمز نیز خلاص می‌کند تا مانند تماشاگر یک تابلوی هنری بتوانیم به محیط پیرامون خود نگاه کنیم و هم‌زمان به مقصد خود نیز برسیم.

تفاوت خودروهای خودران با خودروی خودکار

انجمن مهندسین خودرو (SAE) به جای کلمه خودکار از اصطلاح خودران استفاده می کنند یک دلیل آن این است که کلمه خودران مفاهیمی فراتر از الکترومکانیکی را دارد. یک خودروی خودران، آگاهانه می تواند انتخاب کند چه کاری انجام دهد و به کجا برود؛ برای مثال شما می گویید “مرا به سر کار برسان” اما ماشین تصمیم می گیرد شما را به ساحل ببرد. ولی یک ماشین کاملاً خودکار دستورات مشخصی را دنبال کرده و طبق آن ها رانندگی می کند.

این خودروها در برخی یا همه موقعیت ها رانندگی می کنند ولی همیشه باید یک راننده برای کنترل آن در داخل ماشین حضور داشته باشد. خودروهای خودران در سطح 3 (رانندگی خودکار مشروط) یا سطح 4 (رانندگی خودکار بالا) قرار می گیرند. آن ها بر خلاف خودروهای سطح 5 که کاملاً مستقل اند و می توانند به هر جایی بروند، موقع حرکت چراغ‌های خود را روشن می کنند.

خودروهای خودران چگونه کار می کنند؟

خودروهای خودران برای اجرای نرم افزار به حسگرها، محرک ها، الگوریتم‌های پیچیده، سیستم‌های یادگیری ماشین و پردازنده‌های قدرتمند متکی هستند. این خودروها نقشه‌ای از محیط اطراف را بر اساس انواع سنسورهای واقع در قسمت‌های مختلف خود ایجاد و نگهداری می کنند. سنسورهای رادار، موقعیت خودروهای مجاور را کنترل می کنند. دوربین‌های فیلمبرداری چراغ‌های راهنمایی را تشخیص می دهند، علائم جاده را می خوانند، وسایل نقلیه دیگر را ردیابی می کنند و مراقب عبور عابران پیاده هستند.

حسگرهای (Lidar  تشخیص نور و محدوده ) پالس‌های نور را از محیط اطراف خودرو منعکس می‌کنند تا فاصله‌ها را اندازه‌گیری کنند و لبه‌های جاده و خط‌ها را شناسایی نمایند. سنسورهای اولتراسونیک در چرخ‌ ها موانع و سایر وسایل نقلیه را هنگام پارک کردن تشخیص می ‌دهند. سپس نرم‌افزار پیچیده تمام این ورودی حسی را پردازش کرده و مسیری را ترسیم می‌کند و دستورالعمل‌ هایی را به محرک‌های خودرو می ‌فرستد که سرعت، ترمز و فرمان را کنترل می‌ کنند.

در خودروهای خودران قوانین سخت کد شده، الگوریتم‌‌های اجتناب از موانع، مدل‌سازی پیش‌بینی‌ کننده و تشخیص اشیا به نرم‌افزار کمک می ‌کنند تا قوانین راهنمایی و رانندگی را رعایت کند و موانع پشت سر بگذارد.

چالش‌های خودروهای خودران چیست؟

خودروهای کاملاً خودران (سطح 5) در حال گذراندن آزمایش در چندین نقطه از جهان هستند، اما هیچ کدام هنوز در دسترس عموم قرار نگرفته است. هنوز تا استفاده رایج از این خودروها فاصله داریم ؛ زیرا در مورد این خودروها چالش‌های بسیاری در حوزه فناوری و قانون گذاری گرفته تا محیطی و فلسفی وجود دارد. در ادامه به برخی از این چالش ها اشاره می کنیم.

سیستم Lidar and Radar

سیستم تشخیص نور و محدوده (Lidar) گران است و مهندسین در تلاش هستند بین بُرد و دقت این سیستم تعادل مناسبی برقرار کنند. اگر قرار باشد چندین خودروی خودران در یک جاده رانندگی کنند، آیا سیگنال‌های Lidar آن ها با یکدیگر تداخل می ‌کنند؟ و اگر چندین فرکانس رادیویی در دسترس باشد، آیا محدوده فرکانس برای پشتیبانی از تولید انبوه خودروهای خودران کافی است؟

وضعیت آب و هوایی

وقتی یک خودروی خودران در بارش شدید رانندگی می‌کند چه اتفاقی می افتد؟ اگر لایه‌ای از برف در جاده باشد در این صورت جداکننده‌های خطوط دیده نمی شوند یا اگر علائم  توسط آب، روغن، یخ یا زباله‌ها پوشیده شده باشند، دوربین ‌ها و حسگرها چگونه علامت‌ گذاری خطوط را میتوانند ردیابی ‌کنند؟

شرایط و قوانین راهنمایی و رانندگی

آیا خودروهای خودران در تونل ها یا روی پل ها دچار مشکل خواهند شد؟ آن ها در ترافیک چگونه عمل خواهند کرد؟ آیا خودروهای خودران به یک خط مشخص منتقل می شوند؟ آیا به آنها اجازه دسترسی به خطوط عبوری اشتراکی (carpool) داده می شود؟

مسئولیت تصادف خودرو

چه کسی در قبال تصادفات ناشی از خودروی خودران مسئول است؟ سازنده؟ یا سرنشین این خودروها؟. آخرین طرح ها نشان می دهند که یک ماشین سطح 5 کاملاً خودران، فاقد داشبورد یا فرمان خواهد بود؛ بنابراین یک مسافر انسانی هیچ گزینه‌ای برای کنترل وسیله نقلیه در مواقع اضطراری را نخواهد داشت.

هوش مصنوعی در مقابل هوش عاطفی

رانندگان انسانی برای پیش بینی رفتارهای عابران پیاده یا سایر رانندگان از طریق تماس چشمی به نشانه‌های ظریف و ارتباطات غیرکلامی مثل حالات صورت و زبان بدن متکی هستند. آیا خودروهای خودران قادر خواهند بود این ارتباط را برقرار کنند؟ آیا آن ها مانند رانندگان انسانی دارای غرایز نجات دهنده زندگی هستند؟

مزایای خودروهای خودران چیست؟

استفاده از خودروهای خودران می تواند مزایای زیادی را برای بهبود کیفیت زندگی داشت باشد؛ برای مثال به سالمندان و بیماران جسمی و حرکتی کمک می کند تا بتوانند بدون نیاز به دیگران کارهای خود را انجام دهند. یا اگر وسایل خود را در منزل جدا گذاشته اید این ماشین می تواند آن ها برای شما بیاورد. اما هدف اصلی و مهم از طراحی خودروهای خودران ذخیره سازی گاز دی اکسید کربن (CO2) و جلوگیری از انتشار آن است. اخیرا در یک مطالعه کارشناسان سه روند اتوماسیون خودرو، برق‌رسانی خودرو و اشتراک‌گذاری سواری را شناسایی کردند که در صورت اتخاذ همزمان آن ها، پتانسیل کامل خودروهای خودران را آزاد می ‌کنند.

تا سال 2050 این “سه انقلاب در حمل و نقل شهری” می تواند مزایای زیر را به همراه داشته باشد:

• کاهش ازدحام ترافیک (30٪ وسایل نقلیه کمتر در جاده)
• کاهش 40 درصدی هزینه‌های حمل و نقل (از نظر وسایل نقلیه، سوخت و زیرساخت ها)
• ایجاد بهبود در قابلیت راه رفتن و کیفیت زندگی
• آزاد کردن پارکینگ ها برای استفاده‌های دیگر (مدارس، پارک ها، مراکز اجتماعی)
• کاهش انتشار CO2شهری تا 80 درصد در سراسر جهان

چه سالی خودروهای خودران وارد بازار می شوند؟

در ابتدا رواج استفاده از خودروهای خودران تا سال 2020 با وجود چند وسیله نقلیه تحقیقاتی در جاده ها پیش بینی شد. ممکن است این فناوری به همان سرعتی که انتظار می‌رود توسعه نیابد؛ ولی قابلیت‌‌های پردازش رایانه و سیستم‌‌های پیشرفته هوش مصنوعی در طول زمان در حال افزایش هستند و هر ساله پیشرفته تر و مقرون به صرفه تر می شوند. هنوز مشخص نیست که چه زمانی تمام قطعات این خودروها می توانند در جای خود قرار گیرند تا به فناوری‌های بدون راننده اجازه دهند تا با خیال راحت در جاده‌های عمومی در بین اتومبیل‌های معمولی حرکت کنند. با این وجود بسیاری از کارشناسان مطمئن هستند که در آینده این اتفاق خواهد افتاد و استفاده از خودروهای خودران در جاده ها به یک مسئله عادی تبدیل خواهد شد.

آینده خودروهای خودران چگونه است؟

در عصر حاضر پیشرفت به سمت ساخت خودروهای خودران کامل برای هیچ کس مفهومی جدید یا ناگهانی نخواهد بود. به کارگیری فناوری‌های ترمز اضطراری خودکار، خط و کمک پارک تا فعال کردن رانندگی ایمن تر با استفاده از اتصال به اینترنت از طریق شبکه‌های تلفن همراه توانسته تحویلی عظیم در وسایل نقلیه بدون راننده به وجود آورد.

وسایل نقلیه خودران به سرعت در حال آمدن هستند و پذیرش کامل آن ها توسط افراد مختلف ممکن است چند دهه طول بکشد. اما وجود قابلیت‌های مهمی مثل ایمنی بالا، راحتی و هزینه مناسب استفاده از این خودروها را در همه جا ضروری کرده است. مانند هر انقلاب تکنولوژیکی، شرکت‌هایی که از قبل برنامه‌ریزی کرده اند، به سرعت خود را تطبیق می دهند و تصورات و فکرهای بزرگی دارند، زنده می مانند و پیشرفت می کنند. همچنین شرکت‌ هایی که روی فناوری‌ها و روش‌های قدیمی سرمایه‌گذاری می‌ کنند باید تکامل یابند یا خطر مرگ و از بین رفتن را تجربه کنند.

نمونه‌ای از خودروهای خودران در لندن

خودروهای خودران اولین آیتم‌های فناوری هستند که در فیلم‌های علمی تخیلی می بینیم، خودروهایی بدون راننده که به وسیله‌ی کامپیوتر هدایت می‌شوند. و سرنشینان آن در امنیت کامل در این خودروهای خودران به سر می‌برند. با یک گام بلند شهرداری شهر لندن در یک آزمایش عمومی از یکی از این خودروهای خودران پرده برداری کرده است.

شهر لندن پیوسته به عنوان شهری پیشرو در استفاده از فناوری‌های پیشرفته شناخته می‌شود. اکنون خودروهای خودران در پروژه‌ی GATEway به صورت آزمایشی به کار گرفته شدند.

آزمایش این خودروی خودران در منطقه گرینویچ لندن صورت پذیرفت. منطقه‌ای که از نظر تاریخی و توریستی یکی از مکان‌های پر تردد  محسوب می‌شود.هدف مدیران شهر لندن از این آزمایش، فراهم ساختن استفاده‌ی مردم از  این وسیله و  سنجش عکس العمل آنها بدین خودرو بود. مردم به صورت داوطلبانه از این خودرو استفاده می کردند و نظرات متفاوتی نیز داشتند.

خودروی زیبایی که برای این پروژه در نظر گرفته شده است در اندازه‌‌ای کوچکتر از  اتوبوس‌های شهری و منقش به نمادهای شهر لندن چون برج ساعت و چرخ و فلک و ساختمان مجلس است، نام این خودروی کوچک پاد است که هم اکنون در فرودگاه هیتروی لندن مورد استفاده قرار می‌گیرد. به نظر می آید که سازندگان این خودرو بیشتر به دنبال دریافت واکنش‌های محیطی نسبت به ساخته ی خویش هستند و از لحاظ فناوری نسبت به این خودروی خودران اطمینان خاطر دارند.

همانطور که در خبرها نوشته شده است از این خودروی برقی هم اکنون در سراسر فرودگاه برای جابجایی مسافران مورد استفاده قرار گرفته است و عکس‌های زیادی هم از این خودرو منتشر شده است.

گفته می‌شود که آزمایشگاه تحقیقات حمل‌ونقل با همکاری کمپانی Westfield Sport Cars و گروه اکسبوتیکا، شاخه‌ای از دپارتمان رباتیک همراه در دانشگاه آکسفورد به دنبال خارج کردن پادها از فرودگاه و آماده کردن آن‌ها برای جاده‌های باز هستند.

منطقه‌ی گرینویچ یک نقطه‌ی ایده‌آل برای تست خودروهای خودران پاد است چرا که دائما عابران و دوچرخه سواران در آن در حال رفت‌وآمد هستند. در این ضمن با داوطلبانی که قرار است سرنشین این خودرو باشند قبل و بعد از سفر با این وسیله نقلیه بدون راننده مصاحبه می‌شود تا به طور دقیق برآوردی به دست آید که این گردش از نقطه نظر آن‌ها چگونه بوده است.

قیمت اتومبیل‌های خودران

ظاهراً ترافیک‌های بی‌انتها آنقدر رانندگان را عاجز کرده که همواره در فکر راهی برای سهولت بیشتر در رانندگی باشند. بر طبق تحقیقی که در ایالات متحده انجام شده، رانندگان آمریکایی برای خرید خودروهای خودران حسابی دست‌ودل‌باز هستند و با پرداخت هزینه بیشتر در ازای دریافت یک مدل خودران مشکلی ندارند.

چندان دور نبود روزهایی که خودروهای دنده اتوماتیک جز وسایل نقلیه لوکس محسوب می‌شدند اما ترافیک‌های همیشگی موجب شد تا کم‌کم رانندگان پرداخت مبلغی بیشتر برای خرید یک خودروی گیربکس اتوماتیک و خلاص از تعویض دنده پیاپی را معقولانه بدانند. اما این پایان ماجرا نیست!

بنا بر همان تحقیقی که در آمریکا صورت گرفت، مصرف‌کنندگان متوسط به پرداخت حدود 5 هزار دلار بیشتر برای خرید خودروهای کاملاً خودران تمایل دارند. آنها همچنین پرداخت متوسط 3500 دلار برای یک اتوماسیون کامل در تمام تجهیزات خودرو را نیز پذیرفته‌اند. این در حالی است که بخشی از این گروه با هزینه‌هایی تا سقف 10 هزار دلار نیز برای اتوماسیون کامل خودرو مشکلی ندارند. در مقابل افرادی نیز بوده‌اند که همچنان رانندگی به شیوه سنتی را ترجیح داده‌اند.

در این مطالعه از 1260 نفر با درآمد 55 تا 60 هزار دلاری استفاده شده است. این افراد در 109 کشور دنیا پراکنده بوده‌اند و بر اساس آن 22 درصد مردم تمایلی به پرداخت هزینه اضافی برای تکنولوژی خودران و اتوماسیون ندارند. در این بین 5 درصد پاسخ‌دهندگان نیز حاضر به پرداخت مبالغ هنگفتی تا سقف 30 هزار دلار برای این کار بوده‌اند.

به عقیده محقق ارشد این پژوهش، اتوماسیون حمل‌ونقل شخصی سریع‌تر از آن چیزی که فکرش را می‌کنیم به واقعیت نزدیک می‌شود. به‌منظور برنامه‌ریزی و تحلیل اثرات بزرگ اتوماسیون، سیاست‌گذاران و خودروسازان باید بازار را بفهمند.

جمع‌بندی

امروزه سوار شدن بر خودروهای خودران دیگر موضوعی علمی تخیلی قلمداد نخواهد شد؛ زیرا کارشناسان فعال در این زمینه امیدوارند در آینده‌ای نزدیک استفاده از این ماشین ها در جاده‌های عمومی شهرها و کشورها به یک موضوع معمولی تبدیل شود. وسیله نقلیه خودران خودرویی است که می ‌تواند با استفاده از فناوری ‌ها و حسگرهای مختلف درون خودرو از جمله فرمان فعال، سیستم‌‌های ترمز ضد قفل، فناوری ناوبری  GPS، لیزر و رادار در حالت ‘autopilot’ خود را از نقطه شروع به مقصد از پیش تعیین شده برساند.

شرکت‌های خودروسازی بسیاری در سرتاسر جهان، از تولیدکنندگان خودرو مانند تسلا، ولوو و جنرال موتورز گرفته تا شرکت‌های فناوری مانند Waymo و اوبر گوگل، میلیون‌ها دلار هزینه می‌ کنند تا از اشکال جدید فناوری برای تغییر مفهوم نحوه حرکت استفاده کنند.

منبع: Investopedia ، Synopsys