خودروهای خودران یا اتونوموس، به خودروهایی گفته میشود که میتوانند بدون نیاز به راننده حرکت کنند و ایمنی و کنترل لازم را ارائه دهند. در طراحی و ساخت این خودروها از فناوریهای پیشرفتهای نظیر سیستم رانندگی خودکار، حسگرها، دوربینها، سیستمهای هوش مصنوعی و رادارها در جهت تشخیص محیط و نحوه انجام عملیات رانندگی استفاده شده است.
خودروهای خودران با استفاده از این فناوریها، این قابلیت را پیدا میکنند که مسیر را به طور خودکار تشخیص داده و کنترل سرعت، فاصله و جهت حرکت را در دست بگیرند. در ادامه این مقاله برآنیم تا در رابطه با فناوری خودروهای خودران، توضیحات بیشتری را ارائه دهیم.
مقدمهای بر تاریخچه خودروهای خودران
اولین ایدهپردازی درباره خودروهای خودران به دهه 20 میلادی بر میگردد. در این دهه بود که برای اولین بار، آزمایشها و تحقیقات در این زمینه شروع شد. اما نتایج امیدوارکننده این تحقیقات در دهه 50 میلادی خود را نشان داد.
در سال 1925، یک خودروی جدید توسط کمپانی کنترل رادیویی هودینا، در خیابانهای نیویورک به نمایش گذاشته شد. این خودرو با عنوان اعجوبه آمریکایی شناخته شد که کنترل آن از راه دور و به وسیله امواج رادیویی انجام میگرفت. در سال 1926، با استفاده از این فناوری، محصولی دیگری تحت عنوان شبح اتوماتیک تولید گردید.
با این حال، تولید اولین ماشین خودران واقعی در دهه 80 اتفاق افتاد. این خودروها در نتیجه همکاری بین برندهایی چون مرسدس بنز و برخی دانشگاهها طراحی و تولید شدند. از تاریخ 1978 تا به امروز، شرکتهای خودروسازی مختلفی از جمله تسلا، جنرال موتور، بوش، نیسان، و … در این زمینه تحقیقاتی را انجام دادهاند و اقدامات زیادی نیز در این مسیر صورت گرفته است. در سال 2013، خودرویی اتوماتیک به نام BRAIVE توسط کمپانی ویسلب (VisLab) رونمایی شد که میتوانست در مسیرهای پرپیچ و خم و پرترافیک، به راحتی حرکت کند.
فناوری خودروهای خودران چیست؟
فناوری خودروهای خودران را میتوان یکی از تحولات مهم در صنعت خودروسازی به شمار آورد که فرآیند توسعه و پیشرفت آن همچنان در حال طی شدن است. این خودروها که تحت عنوان اتونوم نیز شناخته میشوند، قادرند به صورت خودکار و بدون دخالت عامل انسانی حرکت کنند. تکنولوژی خودروهای خودران از ترکیب عناصر متعددی حاصل شدهاند که همگی در کنار هم کارکرد ایمن و کارآمد این خودروها در محیطهای مختلف و شرایط متفاوت را امکانپذیر میکنند. این عناصر شامل موارد زیر است:
سنسورها
سنسورهای مختلفی اعم از رادار، کامرا، اولتراسونیک و لیدار در این خودروها نصب میشوند که موظفند اطلاعات محیطی شامل فاصله با اشیاء، شناسایی سایر وسایل نقلیه، تشخیص خطوط راهنما و پیادهروها را گردآوری کرده و در اختیار سیستمهای پردازنده قرار دهند.
سیستمهای پردازش اطلاعات
سیستمهای پردازش داده، با تجزیه و تحلیل اطلاعات گردآوری شده توسط سنسورها، تصمیمات لازم برای حرکت خودرو در شرایط مختلف را اتخاذ میکنند. این سیستمها شامل هوش مصنوعی و یادگیری عمیق است که بهینهسازی پایداری و کارایی خودروهای خودران را تضمین میکنند.
سیستمهای کنترل خودرو
این سیستمها نیز به عنوان عامل اجرایی تصمیمات اتخاذ شده توسط سیستمهای پردازش داده عمل میکنند. عملکرد این سیستمها مواردی مانند سرعت، جهت، ترمز و چرخش را شامل میشود.
نرمافزارهای مدیریتی
این نرمافزارها با توجه به الگوریتمهای پیشرفتهای که دارند، انجام اقداماتی مانند مسیریابی بهینه، تصمیمگیری در شرایط مختلف محیطی و تعامل با سیستمهای خارجی از قبیل ترافیک و اطلاعات جوی را بر عهده گرفتهاند.
سیستمهای خودران پشتیبان
با استفاده از این سیستمها، راننده میتواند در مواقع لزوم نسبت به کنترل خودرو به صورت دستی اقدام نماید.
زیرساخت ارتباطی
از طریق ارتباطات خودرو به خودرو (V2V) و ارتباط خودرو به زیرساختهای جاده (V2I)، امکان ارتباط و ایجاد هماهنگی بین خودروها و زیرساختهای مسیر فراهم میشود.
نحوه عملکرد خودروهای خودران چگونه است؟
علیرغم تفاوت در طراحی خودروهای خودران توسط تولیدکنندگان مختلف، غالب این خودروها از یک نقشه داخلی برای کنترل محیط اطراف خود برخوردار هستند که توسط سنسورهای مختلف و فرستنده ورودی ایجاد و پشتیبانی میشوند. تقریبا فرآیند درک و تحلیل محیط اطراف در تمامی وسایل نقلیه خودران از طریق ترکیبی از دوربینهای فیلمبرداری، رادار و لیدر انجام میگیرد.
کلیه اطلاعات گردآوری شده توسط سیستمهای ورودی به وسیله نرمافزارهای خاص پردازش میشوند تا با ایجاد مسیری مشخص، دستورالعملهای عملیاتی به اتومبیل ارسال شده و پیادهسازی شوند.
فناوری خودروهای خودران در چه زمینههایی مورد استفاده قرار میگیرد؟
از فناوری خودروهای خودران در موارد مختلف و با اهداف متنوعی استفاده میشود. برخی از موارد استفاده از این فناوری عبارتند از:
- حمل و نقل عمومی: از خودروهای خودران میتوان به عنوان وسایل حمل و نقل عمومی از جمله خودروهای شهری، اتوبوسها و تاکسیها استفاده نمود. استفاده از قابلیتهای این فناوری، میتواند خدمات حمل و نقل عمومی را با کیفیت و بهرهوری بالاتری همراه کند.
- حمل و نقل شهری: خودروهای خودران این قابلیت را دارند که در مسیرهای شهری زوج و فرد و شرایط تراکم ترافیک، نسبت به رانندگان انسانی عملکرد موثرتری ارائه دهند.
- حمل و نقل امنیتی: این فناوری را میتوان در حمل و نقل امنیتی برای نظارت بر مرزها مورد استفاده قرار داد.
- پیکربندی بار: از فناوری خودروهای خودران در جابجایی بار و کالا در صنایعی مانند حمل و نقل بین شهری، پست و توزیع بار نیز میتوان استفاده کرد.
- سفرهای طولانی: خودروهای خودران در سفرهای طولانی و بزرگراهی مانند سفرهای بین شهری و بین استانی میتوانند مورد استفاده قرار گیرند تا رانندگان بتوانند در طول مسیر استراحت کرده و فعالیتهای دیگر خود را انجام دهند.
- مدیریت پارکینگ: با توجه به استفاده از هوش مصنوعی در خودروهای خودران، از آنها میتوان برای بهبود مدیریت پارکینگها استفاده نمود.
مهمترین تاثیرات فراگیر شدن خودروهای خودران کدامند؟
با توجه به موارد کاربرد متعدد، انتظار میرود مصرفکنندگان، دولتها و سایر مشاغل از جذابیتها و مزایای فناوری خودروهای خودران بیبهره نمانند. از سویی، اقتصاد جوامع نیز میتواند از این فناوری متاثر شود. سه بخش عمده تاثیرات مثبت و منفی فراگیر شدن خودروهای خودران در زیر شرح داده شدهاند:
ایمنی بیشتر
با فراگیر شدن تولید و استفاده از خودروهای خودران، عامل خطاهای انسانی حذف شده و تعداد تلفات ناشی از تصادفات رانندگی کاهش مییابد. احتمال میرود درصد خطای این نرمافزار در مقایسه با انسان کمتر باشد و زمان واکنش سریع آن، احتمال وقوع بسیاری از حوادث را کاهش دهد. با این حال، توسعهدهندگان نگرانیها در باره امنیت سایبری استفاده از این نوع خودروها دارند.
اشتغال
اتومبیلهای خودران این قابلیت را دارند که در جابجایی افراد جامعه به ویژه سالمندان و معلولان مورد استفاده قرار گیرند. اما این موضوع به معنای کاهش تعداد مشاغل و بیکار شدن بسیاری از کارگران است و احتمالا تاثیر منفی در صنعت حمل و نقل عمومی و بودجه آن بر جای بگذارد.
محیط زیست
خودروهای خودران در صورت تسهیل دسترسیپذیری و ارائه راحتی بیشتر، احتمالا بتوانند کل مسافت پیموده شده در سال را افزایش دهند. چنانچه در این خودروها از سوختهای فسیلی استفاده شود، به میزان انتشار گازهای آلاینده محیط زیست نیز افزوده خواهد شد. اما در صورتی که از منبع برق برای تامین انرژی آنها استفاده شود، به میزان زیادی در کاهش انتشار گازهای گلخانهای مرتبط با حمل و نقل عمومی موثر خواهند بود.