Σε αυτό το άρθρο
Τα αυτόνομα αυτοκίνητα είναι αυτοκινούμενα οχήματα που μπορούν να λειτουργούν με ελάχιστη ή και μηδενική ανθρώπινη είσοδο. Αυτά τα οχήματα αξιοποιούν την τεχνητή νοημοσύνη (AI) και τις προϋπάρχουσες τεχνολογίες αυτοκινήτων, όπως το προσαρμοστικό cruise control για την αυτοματοποίηση της οδηγικής εμπειρίας. Τα αυτοκινούμενα οχήματα ποικίλλουν στην πολυπλοκότητα από τα βασικά συστήματα που πρέπει να παρακολουθούνται συνεχώς από έναν ανθρώπινο οδηγό, έως τα συστήματα που είναι σε θέση να λειτουργούν σε οποιεσδήποτε συνθήκες και χωρίς ανθρώπινο στοιχείο. Εταιρείες όπως η Waymo έχουν ήδη αυτόνομα αυτοκίνητα στο δρόμο και αυτοκινητοβιομηχανίες όπως η Tesla, η Ford, η GM και άλλες έχουν αναπτύξει όλες τις δικές τους αυτόνομες τεχνολογίες οχημάτων όπως οι Tesla Autopilot, Argo AI και GM Cruise.
Πώς λειτουργούν τα αυτόνομα αυτοκίνητα;
Τα αυτόνομα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν έναν συνδυασμό τεχνητής νοημοσύνης και συστημάτων οχημάτων που βασίζονται σε υπάρχοντα Προηγμένα Συστήματα Βοήθειας Οδηγού (ADAS) για να δημιουργήσουν κάτι γνωστό ως Αυτοματοποιημένο Σύστημα Οδηγών (ADS). Η τεχνητή νοημοσύνη στην καρδιά του αυτόνομου αυτοκινήτου λαμβάνει εισόδους από διάφορους αισθητήρες που είναι ενσωματωμένοι στο όχημα και χρησιμοποιεί αυτές τις εισόδους για να δημιουργήσει μια εικόνα του έξω κόσμου. Με αυτήν την εικόνα, σε συνδυασμό με έναν χάρτη της περιοχής και δεδομένα Global Positioning Satellite (GPS), το αυτόνομο όχημα μπορεί να σχεδιάσει με ασφάλεια μια πορεία στο περιβάλλον του. Προκειμένου να μετακινηθείτε από το ένα σημείο στο άλλο, το AI μπαίνει σε συστήματα οχημάτων, όπως ηλεκτρονικό γκάζι, σύρμα φρένων και χειριστήρια διεύθυνσης. Όταν οι αισθητήρες του οχήματος, που μπορεί να περιλαμβάνουν τα πάντα, από ραντάρ έως λέιζερ, ανιχνεύουν ένα αντικείμενο όπως ένας πεζό ή άλλο όχημα, το AI έχει σχεδιαστεί για να λαμβάνει άμεσα διορθωτικά μέτρα για την αποφυγή ατυχήματος. Εκτός από τους πλήρεις ελέγχους AI, τα αυτόνομα αυτοκίνητα είναι συνήθως σχεδιασμένα με την επιλογή για πλήρη έλεγχο του οδηγού. Σε οχήματα όπως αυτό, το ADS λειτουργεί ως ένα πολύ προηγμένο είδος cruise control, όπου ο οδηγός μπορεί να πάρει ή να παραιτηθεί από τον έλεγχο όποτε θέλει. Ορισμένα αυτόνομα αυτοκίνητα έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν χωρίς καμία ανθρώπινη συμβολή, αν και η νομιμότητα των αυτοκινήτων χωρίς οδηγό ποικίλλει από το ένα μέρος στο άλλο.
Βασικές τεχνολογίες που επιτρέπουν σε ένα αυτοκίνητο να οδηγεί το ίδιο
Για να οδηγεί ένα αυτοκίνητο, πρέπει να αξιοποιήσει μια σειρά από τεχνολογίες που υπάρχουν στα οχήματά μας εδώ και χρόνια, και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και για δεκαετίες. Το αυτοκίνητο πρέπει να διατηρεί τον ηλεκτρονικό έλεγχο σε κάθε σύστημα, από τον κινητήρα και τη μετάδοση έως τα φρένα και χρειάζεται κάποιο είδος τεχνητής νοημοσύνης για να τα συνδέσει όλα μαζί.
- Τεχνητή νοημοσύνη: Τα αυτόνομα αυτοκίνητα δεν θα ήταν δυνατά χωρίς τεχνητή νοημοσύνη. Αυτά τα οχήματα ελέγχονται από προγράμματα τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύσσονται και εκπαιδεύονται μέσω μηχανικής μάθησης ώστε να είναι σε θέση να διαβάσουν τα δεδομένα από μια ποικιλία αισθητήρων ενσωματωμένων σε ένα όχημα και στη συνέχεια να καθορίσουν την καταλληλότερη δράση σε οποιαδήποτε δεδομένη κατάσταση.
- Drive-by-wire: Αυτά τα συστήματα υπάρχουν σε κανονικά οχήματα εδώ και χρόνια και βασικά αντικαθιστούν τις μηχανικές συνδέσεις με ηλεκτρικές συνδέσεις και χειριστήρια. Αυτό καθιστά πολύ πιο εύκολο για έναν ενσωματωμένο AI να ελέγχει κάθε μεμονωμένο σύστημα, όπως το τιμόνι, την επιτάχυνση και το φρενάρισμα.
- Διατήρηση λωρίδων: Αυτά τα συστήματα είχαν αρχικά σχεδιαστεί για να βοηθήσουν τους ανθρώπινους οδηγούς να αποφύγουν την έξοδο από τη λωρίδα τους στην κυκλοφορία, αλλά τα αυτόνομα οχήματα χρησιμοποιούν πολλούς από τους ίδιους τύπους αισθητήρων και τεχνικών.
- Αυτόματο φρενάρισμα: Αυτό είχε αρχικά σχεδιαστεί για να αποτρέψει ατυχήματα εφαρμόζοντας αυτόματα τα φρένα σε περιπτώσεις όπου ο οδηγός είναι πολύ αργός για να δράσει. Τα αυτόνομα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν παρόμοια τεχνολογία σε πολύ ευρύτερη κλίμακα.
- Προσαρμοστικός έλεγχος ταξιδιού: Πρόκειται για ένα άλλο σύστημα που είχε αρχικά σχεδιαστεί για να βοηθά τους οδηγούς, στην περίπτωση αυτή αυξάνοντας δυναμικά και μειώνοντας την ταχύτητα σε σχέση με την κυκλοφορία που περιβάλλει. Τα αυτόνομα αυτοκίνητα πρέπει να κάνουν το ίδιο βασικό καθήκον εκτός από οτιδήποτε άλλο θα έκανε κανονικά ο οδηγός.
Βαθμοί Αυτονομίας: Μπορούν τα Αυτόνομα Αυτοκίνητα να μην οδηγούν πραγματικά;
Η ανάπτυξη αυτόνομων αυτοκινήτων ήταν μια αργή πορεία προόδου, όχι ένας διακόπτης που κάποιος αποφάσισε να γυρίσει μια μέρα. Ξεκίνησε τη δεκαετία του 1950 με μερικά από τα πρώτα χαρακτηριστικά ασφάλειας και ευκολίας που έγιναν συνηθισμένα με την πάροδο του χρόνου, όπως τα φρένα anti-lock και cruise control και επιταχύνθηκε τη δεκαετία του 2000 με ADAS όπως προσαρμοστικό cruise control και αυτόματο φρενάρισμα. Δεδομένου ότι τα αυτόνομα αυτοκίνητα έχουν φτάσει σε μια τόσο αργή και σταδιακή διαδικασία, η Εταιρεία Μηχανικών Αυτοκινήτων (SAE) ανέπτυξε αυτοματοποιημένη κλίμακα πέντε επιπέδων. Αυτή η κλίμακα περιγράφει τα πάντα, από τα εντελώς χειροκίνητα οχήματα του χθες έως το είδος των πλήρως αυτοματοποιημένων οχημάτων που αναμένεται να εμφανιστούν σε εκθεσιακούς χώρους και αυτοκινητόδρομους έως το 2020. Αυτά είναι τα επίπεδα αυτοματισμού που μπορεί να έχει ένα όχημα:
Επίπεδο 0: Χωρίς αυτοματοποίηση
Αυτά είναι παραδοσιακά οχήματα που απαιτούν συνεχή είσοδο οδηγού για να λειτουργήσουν. Αυτά τα οχήματα δεν έχουν καν χαρακτηριστικά όπως φρένα κατά της κλειδαριάς ή cruise control.
Επίπεδο 1: Βοήθεια οδηγού
Αυτά τα οχήματα εξακολουθούν να ελέγχονται εξ ολοκλήρου από τον οδηγό, αλλά περιλαμβάνουν ορισμένα κοινά συστήματα υποστήριξης οδηγού. Ένα όχημα σε αυτό το επίπεδο θα περιλαμβάνει συνήθως βασικά χαρακτηριστικά, όπως cruise control.
Επίπεδο 2: Μερική αυτοματοποίηση
Σε αυτό το στάδιο, τα αυτοκίνητα αποκτούν κάποιο επίπεδο αυτοματοποιημένου ελέγχου σε λειτουργίες όπως η επιτάχυνση, το φρενάρισμα και το τιμόνι. Ο οδηγός εξακολουθεί να έχει τον απόλυτο έλεγχο του οχήματος και ένα όχημα σε αυτό το επίπεδο δεν μπορεί να οδηγηθεί χωρίς ανθρώπινο οδηγό. Οχήματα όπως αυτό έχουν συνήθως ADAS όπως αυτοματοποιημένο φρενάρισμα, προσαρμοστικό cruise control και κάποιο είδος συστήματος διατήρησης λωρίδων.
Επίπεδο 3: Αυτοματοποίηση υπό όρους
Τα οχήματα σε αυτό το επίπεδο περιλαμβάνουν ADS, οπότε είναι τεχνικά αυτόνομα. Αυτά τα αυτοκίνητα μπορούν να πλοηγηθούν από το ένα μέρος στο άλλο, να εντοπίσουν τους κινδύνους και να αντιδράσουν σε αυτά. Η παρουσία ανθρώπινου οδηγού εξακολουθεί να απαιτείται σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης και ο οδηγός πρέπει να παραμείνει σε εγρήγορση και έτοιμος να πάρει τον έλεγχο. Κάθε σύστημα σε οχήματα σε αυτό το επίπεδο πρέπει να αυτοματοποιηθεί και αυτά τα αυτοκίνητα απαιτούν επίσης μια εκτεταμένη ικανότητα τεχνητής νοημοσύνης για να λειτουργούν με ασφάλεια χωρίς είσοδο από έναν ανθρώπινο οδηγό.
Επίπεδο 4: Υψηλός αυτοματισμός
Σε αυτό το επίπεδο, ένα όχημα είναι πλήρως αυτοματοποιημένο. Είναι σε θέση να πλοηγηθείτε με ασφάλεια από το ένα μέρος στο άλλο υπό τις περισσότερες συνθήκες. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, και σε ορισμένες περιπτώσεις, το αυτοκίνητο μπορεί ακόμη να απαιτεί ανθρώπινη συμβολή. Αυτός ο τύπος αυτόνομου αυτοκινήτου είναι τεχνικά ικανός να εκτελεί χωρίς την παρουσία ενός ανθρώπινου χειριστή, αλλά μπορεί να συμπεριληφθεί η επιλογή για έναν ανθρώπινο χειριστή.
Επίπεδο 5: Πλήρης αυτοματοποίηση
Τα οχήματα σε αυτό το επίπεδο αυτοματισμού είναι πραγματικά αυτόνομα και μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς οδηγό σε όλες τις συνθήκες οδήγησης. Ανάλογα με τη σχεδίαση, ένας ανθρώπινος χειριστής μπορεί να έχει την επιλογή να κάνει χειροκίνητο έλεγχο, αλλά αυτοί οι τύποι οχημάτων έχουν σχεδιαστεί για να μην απαιτούν αυτόν τον τύπο παρέμβασης.
Ποια είναι τα οφέλη των αυτόνομων αυτοκινήτων;
Το πρωταρχικό όφελος των αυτόνομων αυτοκινήτων, και η κινητήρια δύναμη πίσω από την ανάπτυξη αυτόνομων αυτοκινήτων, είναι η ασφάλεια. Σύμφωνα με το NHTSA, περισσότερο από το 90% όλων των σοβαρών ατυχημάτων οφείλονται σε απλό ανθρώπινο λάθος. Η βασική ιδέα είναι ότι εάν το ανθρώπινο στοιχείο θα μπορούσε να αφαιρεθεί πλήρως από την εξίσωση, θα μπορούσαν να σωθούν πολλές ζωές. Εκτός από τη μεγάλη απώλεια ζωής που προκαλείται από ατυχήματα με μηχανοκίνητα οχήματα κάθε χρόνο, υπάρχει παρόμοια τεράστια οικονομική επίδραση από αυτά τα γεγονότα. Σύμφωνα με το NHTSA, τα ατυχήματα κοστίζουν εκατοντάδες δισεκατομμύρια δολάρια κάθε χρόνο σε μειωμένη δραστηριότητα στο χώρο εργασίας, ζημιές και απώλεια οικονομικής δραστηριότητας. Το πιο πρακτικό όφελος των αυτόνομων αυτοκινήτων είναι ότι θα μπορούσαν ενδεχομένως να μειώσουν την κυκλοφοριακή συμφόρηση λειτουργώντας πιο αποτελεσματικά. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε μικρότερους χρόνους μετακίνησης για πολλούς οδηγούς. Επιπλέον, οι οδηγοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το χρόνο μετακίνησης για να διαβάσουν, να παρακολουθήσουν τις ειδήσεις, να προετοιμαστούν για δουλειά ή να αναλάβουν άλλες παραγωγικές εργασίες. Ένα άλλο όφελος που θα μπορούσαν να προσφέρουν τα αυτόνομα αυτοκίνητα είναι η αυξημένη κινητικότητα για τους ηλικιωμένους και τα άτομα με ειδικές ανάγκες. Δεδομένου ότι αυτά τα οχήματα είναι σε θέση να λειτουργούν εντελώς αυτόνομα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια από άτομα με προβλήματα όρασης και χρόνους αντίδρασης, ακόμη και συνθήκες όπως η τετραπληγία που κανονικά θα καθιστούσαν πολύ δύσκολη ή αδύνατη την ασφαλή οδήγηση ενός μηχανοκίνητου οχήματος. Με την ικανότητα να φτάσετε στην εργασία, τα ραντεβού γιατρών και ακόμη και να ψωνίσετε για παντοπωλεία, ένας μεγάλος αριθμός ηλικιωμένων και ατόμων με ειδικές ανάγκες μπορεί να είναι σε θέση να διατηρήσει ένα πολύ υψηλότερο επίπεδο αυτονομίας από ό, τι θα ήταν δυνατό χωρίς πρόσβαση σε αυτοκίνητο χωρίς οδηγό. Το πρόβλημα με τα περισσότερα από αυτά τα οφέλη είναι ότι τα αυτοματοποιημένα αυτοκίνητα μεταφέρουν την πλήρη αξία του οφέλους μόνο όταν υπάρχει επαρκής αριθμός αυτών των οχημάτων στο δρόμο. Για παράδειγμα, τα αυτόνομα αυτοκίνητα μπορούν να αφαιρέσουν το ανθρώπινο στοιχείο από ατυχήματα μόνο όταν δεν υπάρχουν ανθρώπινοι οδηγοί στο δρόμο. Ομοίως, τα αυτόνομα αυτοκίνητα θα μπορούσαν να μειώσουν την κυκλοφοριακή συμφόρηση μόνο εάν τα περισσότερα από τα οχήματα στο δρόμο είναι χωρίς οδηγό. Μέχρι να γίνει αυτόνομο το αυτόνομο αυτοκίνητο, το πρωταρχικό όφελος της χρήσης ενός είναι κυρίως ένας παράγοντας ευκολίας, λαμβάνοντας υπόψη την ασφάλεια.