مقدمه
صنعت خودروسازی روزبه‌روز پیشرفته‌تر می‌شود و مفاهیم جدیدی در آن ظهور پیدا می‌کنند. خودروی خودران و بدون راننده، یکی از این مفاهیم جدید است که تحولی عظیم در صنعت خودروسازی به‌حساب می‌آید. تلفیق مکانیک، روباتیک و هوش مصنوعی، اساس رانندگی خودمختار و بدون دخالت عامل انسانی را تشکیل می‌دهد. مفهوم خودران بودن متفاوت با خودکار یا اتوماتیک بودن است، هرچند که در برخی سطوح، به یکدیگر شباهت دارند. اگر شما نیز در مورد خودروی بدون راننده و رانندگی خودمختار کنجکاو هستید، تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
خودروی بدون سرنشین چیست؟
خودروی بدون سرنشین، با اسامی مختلفی شناخته می‌شود. خودروی بدون راننده، خودروی خودران و خودروی خودمختار و گاهی خودروی هوشمند، همگی به یک مفهوم یکسان اشاره می‌کنند. به هر وسیله نقلیه‌ای که می‌تواند محیط خود را حس کرده و بدون دخالت انسان کار کند، خودروی خودران یا بدون سرنشین گفته می‌شود.
البته بدون سرنشین بودن را می‌توان از دو جنبه در نظر گرفت. در خودروهای خودران، منظور از سرنشین هم راننده است و هم افرادی که درون خودرو می‌نشینند. به بیان بهتر، خودروی خودران نه نیازی به راننده دارد و نه سرنشینان دیگر. البته ازآنجاکه وظیفه اصلی هر ماشینی حمل‌ونقل مسافرین است، وجود حداقل یک نفر در خودرو چندان غیرطبیعی نیست. اما خودروی خودران در بالاترین سطح خود، به هیچ‌گونه دخالت انسانی برای پیمودن مسیر احتیاج ندارد.
یک خودروی خودمختار همانند انسان دارای قوه بینایی و پردازش بوده و قادر به پیمودن هر مسیر و اجرای هر کاری است که یک راننده باتجربه انجام می‌دهد.
خودروی بدون سرنشین بدون قطع، آینده صنعت خودروسازی بوده و جزو لاینفک شهرهای هوشمند است. در حال حاضر، حتی خودروهای موجود در ایران نیز تا حدی از فناوری خودران بودن بهره می‌گیرند. امکاناتی همچون کروز کنترل، رانندگی میان خطوط، تشخیص مانع و… همگی در لیست قابلیت‌های یک خودروی بدون سرنشین هستند. بااین‌حال، سطح هوشمندی و خودمختاری اکثر ماشین‌های در حال تردد در ایران و البته جهان بسیار پایین است.
گفتنی است که نباید مفهوم خودران بودن را با خودکار بودن اشتباه گرفت. یک خودروی خودکار به‌محض شنیدن فرمان از آن پیروی کرده و سرنشینان را از مسیر تعیین‌شده به مقصد می‌رساند. اما یک خودروی خودمختار می‌تواند دستور را پردازش کرده و بهترین مقصد را انتخاب کند. به‌عنوان‌مثال، نمی‌توان از یک خودروی خودکار خواست که شما را به یک مکان تفریحی ببرد، چراکه وسیله نقلیه خودکار نیاز به تعیین مقصد و فرمان‌برداری دارد. در عوض زمانی که داخل کابین یک خودروی بدون راننده نشسته و به آن دستور می‌دهید تا شما را به یک مکان تفریحی ببرد، بر اساس ترجیح و انتخاب خودرو ممکن است از ساحل، پارک یا سینما سر درآورید، مگر اینکه مطلقاً مقصد را برای خودرو مشخص کرده باشید.
همان‌طور که گفته شد، اکثر خودروهای امروزی تا حدی از هوشیاری و خودران بودن برخوردار هستند، ولی بدون دخالت عامل انسانی کار نمی‌کنند. یک خودروی خودران تنها در بالاترین سطح بی‌نیاز از اوامر انسانی است. به‌طورکلی شش سطح مختلف برای خودروهای خودران تعریف شده که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.
رانندگی خودمختار در چند سطح است؟
خودمختار بودن یک خودرو را می‌توان در شش سطح متفاوت، از صفر (کاملاً دستی) تا ۵ (کاملاً خودمختار) تعریف کرد.
سطح صفر، کنترل کاملاً دستی: در این سطح، عامل انسانی به طور کامل مسئول هدایت خودرو (فرماندهی ، ترمزگیری، شتاب گیری و…) است.
سطح یک، کمک‌راننده: در این سطح، خودرو دارای یک سیستم خودمختار است. مثلاً از طریق کروز کنترل روی سرعت نظارت می‌کند.
سطح ۲، خودمختاری جزئی: سیستم‌های مجهز به پکیج ADAS در سطح هوشیاری دوم هستند. در این حالت، خودرو می‌تواند کنترل فرمان و شتاب را در دست گیرد. البته عامل انسانی هنوز روی تمام کارها نظارت داشته و در هر زمان دلخواه قادر به پس‌گرفتن کنترل از ماشین است.
سطح ۳، خودمختاری مشروط: خودرو در این سطح دارای قابلیت‌های مختلف برای تشخیص پیرامون بوده و می‌تواند اکثر وظایف رانندگی را انجام دهد. البته هنوز هم به دخالت عامل انسانی احتیاج است.
سطح ۴، خودمختاری بالا: خودرو در شرایط خاص، تمام وظایف رانندگی را بر عهده می‌گیرد. این سطح به ژئوفنسینگ احتیاج دارد که به استفاده از فناوری‌هایی مثل GPS برای تعیین محدوده جغرافیایی مربوط می‌شود. خودمختاری سطح ۴ نیز به حضور راننده انسانی نیازمند است.
سطح ۵، خودمختاری کامل: خودرو در هر شرایطی تمام وظایف رانندگی را بر عهده می‌گیرد و به هیچ‌گونه دخالت یا توجه انسانی نیاز ندارد.
بنابراین، به طور خلاصه می‌توان گفت که در سطوح صفر تا ۲، عامل انسانی ناظر بر محیط رانندگی است، حال‌آنکه در سطوح ۳ تا ۵، سیستم خودمختار روی محیط رانندگی نظارت می‌کند. اما یک خودرو می‌تواند کنترل رانندگی را در دست بگیرد؟ طرز کار خودروی بدون سرنشین را با ساده‌ترین بیان ممکن در ادامه توضیح می‌دهیم.
خودروی بدون سرنشین چطور کار می‌کند؟
همان‌طور که انسان برای پردازش اطلاعات از حواس پنجگانِ (چشایی، بینایی، بویایی، لامسه و شنوایی) استفاده می‌کند، خودرو نیز باید اطلاعات را به نحوی دریافت کرده و آنها را در حافظه خود مورد بررسی و پردازش قرار دهد. این کار از طریق الگوریتم‌های پردازشی مبتنی بر هوش مصنوعی و همین‌طور سنسورها و حسگرهای متعددی که در بخش‌های مختلف ماشین نصب شده‌اند، انجام می‌شود.
یک خودروی خودمختار، نگاشتی از محیط پیرامون را بر اساس سنسورهای مختلف ایجاد کرده و آنها را در حافظه خود نگه می‌دارد. سنسورهای رادار، موقعیت خودروهای نزدیک را شناسایی می‌کند. دوربین‌های فیلم‌برداری روی چراغ‌های راهنمایی و علائم کنار جاده نظارت داشته و خودروهای دیگر و همین‌طور عابران پیاده را دنبال می‌کنند. سنسورهای لیدار با انتشار پالس‌های نوری، فواصل را اندازه‌گیری کرده و لبه مسیر و خط‌کشی جاده را تشخیص می‌دهند. سنسورهای اولتراسونیک یا همان فراصوت که در چرخ‌ها تعبیه شده‌اند، مسئول سنجش وزن خودرو (برای حفظ پایداری در حرکت) و پارک صحیح ماشین در مکان‌های مختلف هستند.
اطلاعات جمع‌آوری‌شده توسط این سنسورها به یک نرم‌افزار پیچیده منتقل شده و در آنجا مورد پردازش قرار می‌گیرند. این نرم‌افزار پس از پردازش داده‌ها و استنتاج آنها، دستورالعمل‌های لازم را به محرک‌های خودرو می‌دهند که مسئول کنترل شتاب، ترمز و فرماندهی هستند. نرم‌افزار پیچیده شامل قوانین کدگذاری شده، الگوریتم‌های اجتناب از موانع، مدل‌سازی پیشگویانه و شناسایی اشیا بوده و با کمک آنها، قوانین ترافیکی را دنبال کرده و موانع را یکی پس از دیگری پشت سر می‌گذارد.
چالش‌های پیشروی رانندگی خودمختار
حتی انسان نیز در برخی شرایط قادر به تصمیم‌گیری نیست، چه برسد به ماشین! رانندگی خودمختار هنوز به سطح بلوغ کامل نرسیده و با چالش‌های متعددی مواجه است. یکی از این چالش‌ها به کاربرد سنسورهای رادار و لیدار مربوط می‌شود. زمانی که دو خودروی خودران در کنار یکدیگر حرکت کنند، احتمال دارد سیگنال‌های سنسورهای آنها با یکدیگر تداخل پیدا کنند.
شرایط آب‌وهوایی نیز مخل کار خودروهای خودمختار می‌شود. فرض کنید جاده پوشیده از برف شود. خودروی خودمختار به چه طریق می‌خواهد لبه جاده را تشخیص داده یا بین خطوط رانندگی کند؟ اگر تابلوی کنترل سرعت توسط یک کیسه‌زباله پوشیده شده باشد، دوربین خودرو چطور می‌تواند آن را بخواند؟
علاوه بر مواردی که به عملکرد ماشین خودران مربوط می‌شود، قوانین راهنمایی‌ورانندگی نیز جزو چالش‌های بزرگ سد راه خودمختاری کامل به‌حساب می‌آیند. آیا خودروهای بدون سرنشین می‌توانند از پس ترافیک‌های سنگین برآمده و بین خودروهای معمولی حرکت کنند؟ آیا خط خاصی برای آنها در نظر گرفته می‌شود؟ اگر خودروی بدون سرنشین تصادف کند، مسئولیت آن بر گردن کیست؟
موارد بالا تنها بخش کوچکی از چالش‌های پیشروی رانندگی خودمختار محسوب می‌شوند. طبیعتاً با پیشرفت تکنولوژی و آماده‌سازی زیرساخت‌ها، این چالش‌ها نیز به‌تدریج برطرف خواهند شد، ولی نه به این زودی.
جمع‌بندی
خودروی بدون سرنشین یا خودروی خودمختار، در بالاترین سطح هوشمندی به هیچ‌گونه دخالت انسانی احتیاج نداشته و تمام وظایف رانندگی را بر عهده می‌گیرد. این خودرو از طریق سنسورهای متعدد که نقش گوش و چشم را ایفا می‌کنند، محیط پیرامون را مورد پردازش قرار داده و موانع موجود در مسیر را یکی پس از دیگری پشت سر می‌گذارد. بااین‌حال، فناوری خودمختاری برای وسایل نقلیه هنوز به تکامل نرسیده و با چالش‌های متعددی مواجه است که حل آنها به سال‌ها زمان احتیاج دارد.
دیدگاهتان را بنویسید