آشنایی با ماشین های خودران

اگر کمی درباره صنعت خودرو سازی تحقیق کنید متوجه می شوید که ماشین های خودران نقش بسیار بزرگی در آینده این صنعت دارند، ماشین خودران یا همان خودرو هوشمند وسیله ای است که می تواند محیط اطراف خود را بررسی کند و بدون نیاز به انسان فعالیت کند!

در ماشین های خودران ( ممکن است با نام هایی مثل خودروی مستقل، خودمختار یا بدون راننده نام برده شود) از امکاناتی مثل حسگر ها، دوربین ها، رادار و هوش مصنوعی استفاده شده است که به کمک آن ها می تواند تردد خودرو بدون راننده را امکان پذیر کرد.

در ادامه بیشتر به بررسی این خودرو ها می پردازیم، پیشنهاد می کنیم حتما تا انتها این مطلب همراه کیان باتری باشید.

جهت کسب اطلاع دقیق از قیمت باتری ماشین در کیان باتری این صفحه را ببینید!

تاریخچه ماشین های خودران

اولین تحقیقات برای ساخت ماشین های خودران از سال 1920 شروع شد، بنابراین بیشتر از آنچه ما فکرش را بکنیم قدمت دارد! اما در سال 1950 بود که انجام آزمایش ها بر روی این خودرو آغاز شد و سرانجام در سال 1977 آزمایشگاه مهندسی مکانیک تسوکوبا ژاپن موفق شد اولین خودرو نیمه خودران را طراحی کند.

طرز کار این خودرو به این صورت بود که برای حرکت احتیاج به خیابان های خط کشی شده داشت تا به کمک دوربین ها موجود خط کشی های خیابان را تشخیص دهد و بتواند در میان آن ها عبور کند، سرعت این خودرو 30 کیلومتر بر ساعت بود.

اما اولین خودرو خودران واقعی در سال 1980 توسط دانشگاه کارنگی ملون آمریکا و در سال 1990 با سرمایه گذاری دپارتمان دفاع آمریکا و در نهایت در سال 1987 توسط شرکت مرسدس بنز عرضه شد.

موفقیت های ایجاد شده در خودرو شامل رسیدن سرعت به 31 کیلومتر بر ساعت، حرکت در خیابان های دو بانده بود و تشخیص موانع و جلوگیری از برخورد به آن ها بود. در سال 1987 نیز قابلیت رانندگی خارج از جاده در زمان های شب و روز بر روی این ماشین ها طراحی شد.

آمریکا که به دنبال پیشرفت در این زمینه بود در سال 1991 مبلغ 650 میلیون دلار برای تحقیق بر روی سیستم بزرگراه اتوماتیک سرمایه گذاری کرد، در نهایت در سال 1997 این پرژوه نتایج موفقیت آمیزی را به دست آورد اما سرمایه گذاری های جدی تری بر روی آن انجام نشد.

همچنین بخوانید: حضور ربات ها در صنعت خودرو سازی

آیا تحقیقات دیگری برای ساخت خودرو های هوشمند انجام شد؟

قطعا بله، در سال 2017 کمپانی آئودی بیان کرد که جدیدترین خودروی تولید شده توسط این شرکت یعنی A8 به کمک سیستم هوش مصنوعی آئودی می تواند تا سرعت 60 کیلومتر بر ساعت را در حالت خودران رانندگی کند.

شرکت آئودی اداعا کرد که اولین شرکتی می باشد که موفق شد ماشینی تولید کند که از سه سطح تکنولوژی خودران استفاده می کند و علاوه بر داشتن دوربین و سنسور اولتراسوینک از اسکنر های لیزری نیز استفاده می کند.

در نوامبر سال 2017 بود که وایامو کمپانی ماشین های خودران، اعلام کرد که آزمایش هایی را آغاز کرده است که در آن ها احتیاج به حضور هیچ راننده ای در خودرو نمی باشد(با این حال یک نفر از کارمندان در خودرو حضور داشت).

در نهایت در دسامبر 2018 وایامو اولین شرکتی بود که موفق شد از ماشین های بدون راننده در سرویس تاکسی رانی آمریکا استفاده کند.

ماشین های خودران چگونه کار می کنند؟

نحوه حرکت آن ها بسیار ساده است، طراحان این خودرو در سراسر آن دوربین هایی قرار می دهند که به تمامی جوانب دید داشته باشد و بتواند اشیا مختلف را تشخیص دهد، به این طریق در صورتی که خودرو بخواهد با مانعی برخورد داشته باشد دوربین های خودرو تشخیص می دهند و مانع از این برخورد می شوند.

همان طور که ما انسان ها در زمان نشستن پشت فرمان محیط اطراف را نگاه می کنیم و از آنچه که موجود است ورودی دریافت می کتیم و به کمک آن ها تصمیم گیری می کنیم تا چه واکنشی نشان دهیم، ماشین خودران نیز به همین صورت است.

در حقیقت سازندگان خودرو به کامپیوتر داخلی ماشین قوانین عبور و مرور از جاده را آموزش می دهند و با انجام برنامه ریزی های لازم ماشین برای حرکت آماده می شود.

به طور مثال:

راننده یک مقصد را برای خودرو تعیین می کند، نرم افزار موجود مسیر را بررسی می کند تا بهترین مسیر را انتخاب کند.

یک دستگاه چرخشی بر روی سقف خودرو می باشد که تا شعاع 60 متری را رصد می کند و یک نقشه سه بعدی از محیط اطراف تهیه می کند.

حسگر هایی که کناره های خودرو قرار دارند حرکات جانبی را رصد می کنند و سیستم های رادار در جلو و عقب خودرو فاصله تا موانع را محاسبه می کنند.

نرم افزار هوش مصنوعی درون خودرو به تمامی این حسگر ها دسترسی دارد و داده های ورودی را دریافت می کند.

هوش مصنوعی فرایند های ادراک و تصمیم گیری انسانی را به کمک شبیه سازی مدریت می کند و در نهایت خودرو برای حرکت آماده می شود.

ماشین های بدون سرنشین

در ویدیو زیر می توانید نحوه کار ماشین های خودران را مشاهده کنید.

آشنایی با انواع خودران ها

طبق تعاریف استاندارد ماشین های خودران به شش دسته تقسیم می شوند:

سطح صفر: این سطح بسیار ساده است، به صورت خودکار هشدار هایی برای راننده ارسال می شود و بیشتر مواقع به هدایت راننده نیاز است.

سطح یک: در این سطح لازم است که دست ها بر روی فرمان قرار داده شوند و به نوعی هم راننده و هم سیستم در پروسه رانندگی سهیم هستند. تکنولوژی هایی که در این سطح قرار دارد عبارت است از: کنترل کروز انطباقی، کنترل سیستم چرخ فرمان، دستیار پارک، ترمز اضطراری و …

سطح دو: در این سطح احتیاجی به قرار دادن دست ها بر روی فرمان نمی باشد و تمامی کار ها اعم از گاز دادن، ترمز کردن و چرخش فرمان توسط سیستم انجام می شود. با این حال راننده باید هوشیار باشید که در مواقع ضروری و پر خطر هدایت خودرو را در دست بگیرد.

سطح سه: در این سطح راننده می تواند با خیال راحت از جاده چشم بردارد و هر کاری که دارد را انجام دهد، به طور مثال با موبایل صحبت کند یا حتی فیلم تماشا کند. این سطح در حدی می باشد که سیستم به خوبی هدایت خودرو را انجام می شود و در مواقع پرخطر عکس العمل سریعی از خود نشان می دهد. با این حال در برخی موارد سیستم از راننده می خواهد حواس خود را به جاده بدهد. به نوعی در سطح سه سیستم نقش کمک راننده را بازی می کند.

سطح چهار: در این به هیچ نوع توجهی از راننده احتیاج نمی باشد، راننده می تواند با خیال راحت بخوابد و حتی صندلی خود را ترک کند؛ البته این سیستم فقط در برخی از موارد خاص کنترل می شود و در سایر مناطق در صورتی که راننده کنترل را در دست نگیرد، سیستم ماشین را پارک می کند و سفر را متوقف می کند.

سطح پنج: طراحان خودرو تاکنون موفق شده اند سیستم رانندگی خودران را تا این سطح پیش ببرند، در این سطح هیچ دخالت انسانی صورت نمی گیرد و تمامی فعالیت ها توسط سیستم انجام می شود.

مزایا استفاده از ماشین های خودران چه می باشد و چرا باید از آن ها استفاده کرد؟

امنیت

کارشناسان خودرو پیش بینی کرده اند که اگر تکنولوژی خودرو های خودران پیشرفت کند، از تصادفات ترافیکی، مرگ و میز، مصدومیت و مشکلاتی که به دلیل سهل انگاری های انسانی پیش می آید جلوگیری می شود.

آسایش و رفاه

خودرو‌های خودران می‌توانند باعث کاهش هزینه‌های کاری شود چون این خودرو‌ها مسافران را از رانندگی کردن و دشواری‌های مسیریابی خلاص می‌کند که در نتیجه می‌توانند زمانی را که برای رانندگی می‌گذارند به استراحت یا کار اختصاص دهند.

هزینه های کمتر

انتظار می رود با فراگیر شدن ماشین های خودران هزینه های مربوط به بیمه کم تر شود.

ترافیک

استفاده از ماشین های خودران به معنای سرعت مجاز، رانندگی روان، افزایش ظریفت جاده و کاهش حجم ترافیک می باشد.

دیگر مزایای ماشین های بدون راننده

• رانندکی بدون دخالت دست
• استفاده از سیستم ترمز بسیار هوشمند
• فعال سازی هوشمند سیستم برای دور زدن
• تنظیم دمای خودرو براساس دمای مورد نیاز بدن انسان
• کنترل سرعت
• ایمنی داخلی بسیار بالا در هنگام تصادفات
• جلوگیری از مصرف بالای انرژی (برق و سوخت)

چالش های پیش روی خودرو های خودران در آینده

لیدار و رادار

لیدار یک سیستم گران قیمت می باشد که برای برقراری یک توازن بین محدوده یابی و راه حل فعالیت می کند. با این حساب اگر چندین ماشین خودران در یک مسیر حرکت کنند آیا سیگنال های لیدار آن ها با یکدیگر تداخل نمی کند؟ و یا اگر چندین فرکانس رادیویی موجود باشد، محدوده فرکانس برای تولید انبود خودرو ها کافی است؟

شرایط آب و هوایی

آیا خودرو های خودران می توانند در شرایط آب و هوایی سخت همچنان به رانندگی ادامه دهند؟ به طور مثال اگر لایه های برف بر روی جاده نشسته باشد تقسیمات جاده محو می شود، در این شرایط دوربین ها و حسگر چگونه می توانند علائم راهنمایی و رانندگی را پیدا کنند؟

بیشتر بدانید: آموزش رانندگی در برف و نکات ایمنی خودرو در زمستان

مسئولیت تصادف

اگر خودرو های خودران تصادف کنند چه کسی مسئول آن ها می باشد؟ سازنده؟ شخص داخل خودرو؟ مسافر؟ به همین جهت پیشنهاد شده است که ماشین های خودران سطح 5 از داشبورد و فرمان استفاده نکنند، در این صورت در شرایط اضطراری انسان حتی نمی تواند کنترل خودرو را دست بگیرد!

افزایش بیکاری

اگر قرار باشد خودرو های خودران در تمامی بخش های اعم از تاکسی، اتوبوس، باربری و … فعالیت کنند پس سرنوشت افرادی که در این زمینه ها فعالیت می کنند چه می شود؟ آیا قرار است تمامی آن ها شغل خود را از دست بدهند؟

اگر یک نگاه به لیست افرادی که در این زمینه های کار می کنند بیندازید متوجه می شوید که با روی کار آمدن ماشین های خودران چه جمعیتی بیکار می شوند!

بسیاری از این افراد تنها تخصصی که دارند رانندگی است و در نتیجه کار پیدا کردن برایشان بسیار سخت خواهد بود.

علاوه بر آن اگر خودرو های خودران گسترش پیدا کنند پس از چند نسل دیگر تعداد بسیاری کمی از افراد پیدا می شوند که توان رانندگی داشته باشند!

هکر ها می توانند کنترل خودرو های خودران را به دست بگیرند

خودرو های خودران از انواع مختلف سخت افزار و نرم افزار های کامپیوتری استفاده می کنند، بنابراین هکر ها به راحتی می توانند کنترل سیستم خودرو را در دست بگیرند و یا عمدا باعث تصادف شوند. برای مثال FBI تا آنجا پیش رفته که مدعی شده خودروهای خودران می‌توانند به عنوان اسلحه علیه ساختمان‌های مختلف یا عابران پیاده مورد استفاده قرار بگیرند.

علت زمان بر بودن ساخت خودرو خودران چه می باشد؟

اصلی ترین مسئله برای خودرو های خودران هوش مصنوعی است، در این سال های اخیر هوش مصنوعی پیشرفت های بسیاری به دست آورده است اما باز هم تاکنون هیچ یک از کمپانی های مطرح دنیا موفق نشده اند محصولی کاملا قابل اعتماد به دست بیاورند.

بخش زیادی از مشکلات پیش رو برای توسعه ماشین های خودران نیاز به حجم عظیمی از داده است، بهترین روش برای آموزش نشان دادن میلیارد ها ساعت ویدیو رانندگی به آن ها است.

بنابراین سازندگان باید بتوانند ویدیو های مناسبی را برای خودرو آماده کنند تا عملکرد مناسبی داشته باشند و در نتیجه زمان بسیار زیادی برای این کار نیاز است.

جمع بندی

ماشین های خودران بخش مهمی از تحقیقات تکنولوژی های امروزه را به خود اختصاص داده اند و انتظار می رود در آینده نزدیک بخش عظیمی از خودرو ها وارد خیابان های شهر شود فقط نیاز است چالش های موجود حل شوند تا توسعه این خودرو ها آغاز شود.

امیدواریم که این مقاله برای شما مفید بوده باشد و توانسته باشیم شما را به خوبی با ماشین های خودران آشنا نماییم. در صورتی که اطلاعات جالبی در این زمینه دارید خوشحال می شویم نظر خود را در اختیار ما قرار دهید.