اتوموبیل‌های خودران

اتوموبیل‌های خودران که با عنوان خودروهای خودکار یا خودروهای بدون راننده نیز شناخته می شوند، این پتانسیل را دارند که شیوه سفر ما را به طور کلی متحول کنند. این وسایل نقلیه پیشرفته مجهز به حسگرهای پیشرفته، الگوریتم‌های هوش مصنوعی و سیستم‌های محاسباتی قوی هستند که آن‌ها را قادر می‌سازد بدون دخالت انسان مسیریابی را انجام دهند، تصمیم‌گیری کنند و رانندگی ایمن را به ارمغان آورند. در این مقاله، فناوری مربوط به اتوموبیل‌های خودران، مزایای بالقوه آن‌ها و چالش‌ها و پیامدهایی که این وسایل نقلیه برای آینده حمل‌ و نقل دارند را بررسی خواهیم کرد.

برای این‌ که یک ماشین خودران کار کند باید بتواند هر کاری را که یک راننده انجام می‌دهد به صورت دقیق و قابل اطمینان انجام دهد.

سه گام اصلی برای رانندگی خودکار

یک وسیله نقلیه خودکار در گام اول باید بتواند هم محیط اطراف و هم فضای داخلی خود را به دقت درک و تفسیر کند (حس). در گام دوم نیاز دارد اطلاعات دریافتی را پردازش کند و برای استراتژی رانندگی خود برنامه‌ریزی کند (فکر). در گام سوم نیز باید از قوای محرکه، هدایت و قدرت ترمز خود برای حرکت دادن چرخ‌ها استفاده کند به گونه‌ای که استراتژی برنامه‌ریزی شده را در عمل پیاده کند (عمل).

ماشین‌های خودران برای مشاهده و درک محیط اطراف خود به ترکیبی از فناوری‌ها متکی هستند. آن‌ها از مجموعه‌ای از حسگرها برای جمع‌آوری داده‌های لحظه‌ای از محیط اطراف استفاده می‌کنند. همانطور که اشاره شد این داده‌ها توسط رایانه‌های داخلی پردازش می‌شوند. این پردازنده‌ها از الگوریتم‌های پیچیده و تکنیک‌های یادگیری ماشین برای تفسیر اطلاعات و تصمیم‌گیری جهت شناسایی و اجتناب از موانع، تشخیص علائم راهنمایی و رانندگی، و تعیین سرعت و مسیر مناسب استفاده می‌کنند.

سنسورها چشم و گوش ماشین‌های خودران هستند

دوربین‌ها، رادارها، سنسورهای اولتراسونیک و لیدارها چشم و گوش یک ماشین خودران هستند و تمام اطلاعات مورد نیاز وسیله نقلیه را برای درک محیط اطرافش فراهم می‌کنند. حتی در داخل خودرو نیز حسگرهای دیگری قرار گرفته‌اند که سیستم را قادر می‌سازند تا در مورد اینکه آیا راننده می‌تواند در صورت لزوم دوباره کنترل خودرو را در دست بگیرد یا نه تصمیم‌گیری کنند. خودروهای خودکار حتی از این هم بیشتر از محیط اطراف خود آگاه هستند. آن‌ها با استفاده از نقشه‌های دیجیتالی به‌روز و با وضوح بالا و داده‌های لحظه‌ای متصل به سامانه ابری می‌توانند به اطلاعات خارجی دیگری مانند داده‌های ترافیک یا آب‌وهوا دسترسی داشته باشند. در مجموع این خودروها از مجموعه‌ی محکمی از اطلاعات در پردازنده‌ی خود بهره می‌برند و از آن‌ها برای محاسبات دقیق استفاده می‌کنند.

چالش‌ها و محدودیت‌های تکنولوژیکی

در برخی موارد، داده‌های دریافتی از رادار، دوربین و سنسورهای التراسونیک قابل اطمینان نیستند. از این رو شرکت‌ها بر روی فناوری‌ها و سنسورهای جدیدی مانند لیدار دوربرد کار می‌کنند که می‌تواند محیط اطراف خود را با دقت بالایی درک کند. لیدار پالس‌های لیزری را ارسال می‌کند و فاصله اشیاء و وسایل نقلیه موجود در جاده را به سرعت و با اطمینان بالا بر اساس زمان بازگشت نور لیزر ارسال شده محاسبه می‌کند. لیدار دارای وضوح بالا در برد طولانی و میدان دید وسیع است. داده‌های سنسورها با هم ترکیب می‌شوند و دامنه اندازه‌گیری را گسترش می‌دهند که موجب می‌شود قابلیت اطمینان و دقت اندازه‌گیری‌ها افزایش یابد.

به این ترتیب ادغام داده‌های رادار، دوربین و لیدار موجب می‌شود با اطمینان بیشتری اجسام با دید کم و سخت شناسایی شوند. فناوری سنسور رادار دارای محدودیت‌های سرعتی است که در استراتژی رانندگی توسط دوربین شناسایی می‌شود و ادغام داده‌های سنسورهای اولتراسونیک و دوربین نزدیک برد نه تنها امکان پارک‌های پیچیده‌تر را امکان‌پذیر می‌کند، بلکه آن‌ها را ساده‌تر، ایمن‌تر و راحت‌تر می‌کند.

در حالی که اتومبیل‌های خودکار پیشرفت‌های قابل توجهی داشته اند ما هنوز چالش‌هایی وجود دارد که باید بر آن‌ها غلبه کرد. همانطور که پیشتر اشاره شد، یکی از نگرانی‌های اصلی اطمینان از قابلیت اطمینان و استحکام فناوری است. علاوه بر عدم اطمینان از صحت داده‌های سنسورها، مسائلی مانند شرایط نامساعد آب و هوایی، محیط‌های پیچیده شهری و رفتار غیرقابل پیش‌بینی انسان‌ها نیز چالش‌هایی را برای حسگرها و الگوریتم‌ها ایجاد می‌کند. همچنین امنیت سایبری نیز در این نوع سیستم‌ها یک نکته حیاتی است. زیرا این وسایل نقلیه به سیستم‌های متصلی متکی هستند که باید از تهدیدات احتمالی محافظت شوند.

آینده خودروهای خودران

آینده خودروهای خودران نویدبخش است. همانطور که این فناوری روز به روز به پیشرفت خود ادامه می‌دهد، می‌توان انتظار داشت با وسایل نقلیه‌ای که می‌توانند سناریوهای رانندگی پیچیده‌تری را مدیریت کنند سطح کارایی آن‌ها نیز افزایش یابد. علاوه بر این، ادغام خودروهای خودران با زیرساخت‌های شهر هوشمند، از جمله سیستم‌های ارتباطی خودرو به خودرو و خودرو به زیرساخت، ایمنی، کارایی و اکوسیستم حمل‌ونقل کلی آن‌ها بیشتر بهبود خواهد یافت.