السيارات ذاتية القيادة هي مركبات ذاتية القيادة قادرة على العمل بأقل قدر ممكن من المدخلات البشرية ، أو حتى منعدمة. تستفيد هذه المركبات من الذكاء الاصطناعي (AI) وتقنيات السيارات الموجودة مسبقًا مثل التحكم التكيفي في التطواف لأتمتة تجربة القيادة.
تختلف المركبات ذاتية القيادة في التعقيد من الأنظمة الأساسية التي يجب مراقبتها باستمرار من قبل السائق البشري ، إلى الأنظمة القادرة على العمل في أي ظروف وبدون أي عنصر بشري على الإطلاق.
تمتلك شركات مثل Waymo بالفعل سيارات ذاتية القيادة على الطريق ، وقد طور صانعو السيارات مثل Tesla و Ford و GM وغيرهم تقنيات المركبات المستقلة الخاصة بهم مثل Tesla Autopilot و Argo AI و GM Cruise.
كيف تعمل السيارات ذاتية القيادة؟
تستخدم السيارات ذاتية القيادة مزيجًا من الذكاء الاصطناعي وأنظمة المركبات بناءً على أنظمة مساعدة السائق المتقدمة الحالية (ADAS) لإنشاء شيء يُعرف باسم نظام التشغيل الآلي (ADS).
الذكاء الاصطناعي في قلب السيارة ذاتية القيادة يأخذ مدخلات من أجهزة استشعار مختلفة مدمجة في السيارة ، ويستخدم هذه المدخلات لإنشاء صورة للعالم الخارجي. مع هذه الصورة ، جنبًا إلى جنب مع خريطة المنطقة ، وبيانات القمر الصناعي لتحديد المواقع العالمية (GPS) ، يمكن للمركبة المستقلة رسم مسار بأمان من خلال بيئتها.
من أجل الانتقال من نقطة إلى أخرى ، ينقر الذكاء الاصطناعي على أنظمة المركبات مثل دواسة الوقود الإلكترونية ، والفرامل ، وعناصر التحكم في التوجيه. عندما تكتشف مستشعرات السيارة ، والتي قد تتضمن كل شيء من الرادار إلى الليزر ، شيئًا مثل المشاة أو مركبة أخرى ، فإن الذكاء الاصطناعي مصمم لاتخاذ إجراءات تصحيحية فورية لتجنب وقوع حادث.
بالإضافة إلى عناصر التحكم الكاملة في الذكاء الاصطناعي ، تُصمم السيارات ذاتية القيادة عادةً بخيار التحكم الكامل للسائق. في مثل هذه المركبات ، تعمل ADS كنوع متقدم جدًا من التحكم في السرعة ، حيث يمكن للسائق أن يأخذ أو يتخلى عن السيطرة متى شاء.
بعض السيارات ذاتية القيادة مصممة للعمل دون أي تدخل بشري على الإطلاق ، على الرغم من أن شرعية السيارات ذاتية القيادة تختلف من مكان إلى آخر.
التقنيات الرئيسية التي تسمح للسيارة بقيادة نفسها
لكي تقود السيارة نفسها ، يجب أن تستفيد من عدد من التقنيات التي كانت موجودة في سياراتنا لسنوات ، وفي بعض الحالات حتى لعقود. يجب أن تحافظ السيارة على التحكم الإلكتروني في كل نظام ، من المحرك وناقل الحركة إلى المكابح ، وتحتاج إلى نوع من الذكاء الاصطناعي لربطها معًا.
تُعرف معظم التقنيات التي يتم الاستفادة منها في السيارات ذاتية القيادة باسم أنظمة مساعدة السائق المتقدمة ، لأنها مصممة لجعل تجربة القيادة أكثر راحة وأقل خطورة.
فيما يلي بعض أهم التقنيات التي تدعم المركبات ذاتية القيادة:
- الذكاء الاصطناعي: لن تكون السيارات ذاتية القيادة ممكنة بدون الذكاء الاصطناعي. يتم التحكم في هذه المركبات من خلال برامج الذكاء الاصطناعي التي تم تطويرها وتدريبها من خلال التعلم الآلي لتتمكن من قراءة البيانات من مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار المدمجة في السيارة ثم تحديد الإجراء الأكثر ملاءمة في أي موقف معين.
- القيادة بالأسلاك: هذه الأنظمة موجودة في المركبات العادية لسنوات ، وهي تحل بشكل أساسي محل التوصيلات الميكانيكية بالتوصيلات الكهربائية وأجهزة التحكم. هذا يجعل الأمر أكثر سهولة بالنسبة للذكاء الاصطناعي المدمج للتحكم في كل نظام فردي ، مثل التوجيه والتسارع والفرملة.
- الحفاظ على المسار: تم تصميم هذه الأنظمة في الأصل لمساعدة السائقين البشر على تجنب الانجراف عن مسارهم في حركة المرور ، لكن المركبات ذاتية القيادة تستخدم العديد من نفس أنواع أجهزة الاستشعار والتقنيات.
- الكبح التلقائي: تم تصميم هذا في الأصل لمنع الحوادث من خلال الضغط التلقائي على الفرامل في المواقف التي يكون فيها السائق بطيئًا جدًا في التصرف. تستخدم السيارات ذاتية القيادة تقنية مماثلة على نطاق أوسع.
- نظام تثبيت السرعة التكيفي: هذا نظام آخر تم تصميمه في الأصل لمساعدة السائقين ، في هذه الحالة عن طريق زيادة السرعة وخفضها ديناميكيًا بالنسبة لحركة المرور المحيطة. يجب أن تقوم السيارات ذاتية القيادة بنفس المهمة الأساسية بالإضافة إلى كل شيء آخر يفعله السائق عادة.
درجات الحكم الذاتي: هل يمكن للسيارات المستقلة أن تكون بلا سائق حقًا؟
كان تطوير السيارات المستقلة مسيرة بطيئة من التقدم ، وليس تحولًا قرر شخص ما قلبه يومًا ما. بدأت في الخمسينيات من القرن الماضي ببعض ميزات السلامة والراحة الأولى التي أصبحت شائعة بمرور الوقت ، مثل الفرامل المانعة للانغلاق والتحكم في السرعة ، وتسارعت في العقد الأول من القرن الحالي مع نظام ADAS مثل التحكم التكيفي في التطواف والفرملة التلقائية.
منذ أن وصلت السيارات ذاتية القيادة من خلال عملية بطيئة وتدريجية ، طورت جمعية مهندسي السيارات (SAE) مقياسًا من خمسة مستويات للأتمتة.
يصف هذا المقياس كل شيء بدءًا من المركبات اليدوية بالكامل بالأمس إلى نوع المركبات المؤتمتة بالكامل والتي من المتوقع أن تظهر على أرضيات صالات العرض والطرق السريعة بحلول عام 2020.
هذه هي مستويات الأتمتة التي يمكن أن تتمتع بها السيارة:
المستوى 0: لا أتمتة
هذه مركبات تقليدية تتطلب مدخلات ثابتة من السائق لتعمل. هذه المركبات لا تحتوي حتى على ميزات مثل الفرامل المانعة للانغلاق أو مثبت السرعة.
المستوى 1: مساعدة السائق
لا يزال السائق يتحكم في هذه المركبات بالكامل ، لكنها تتضمن بعض أنظمة مساعدة السائق الشائعة. عادةً ما تتضمن السيارة في هذا المستوى ميزات أساسية مثل التحكم في السرعة.
المستوى 2: أتمتة جزئية
في هذه المرحلة ، تكتسب السيارات مستوى معينًا من التحكم الآلي في وظائف مثل التسارع والفرملة والتوجيه. لا يزال السائق يتحكم في السيارة بشكل مطلق ، ولا يمكن للمركبة في هذا المستوى أن تقود نفسها بدون سائق بشري.
عادةً ما تحتوي مركبات مثل هذه على ADAS مثل الكبح الآلي والتحكم التكيفي في التطواف وبعض أنواع أنظمة الحفاظ على الممرات.
المستوى 3: الأتمتة المشروطة
تشتمل المركبات في هذا المستوى على ADS ، لذا فهي مستقلة تقنيًا. هذه السيارات قادرة على التنقل من مكان إلى آخر وتحديد المخاطر والتفاعل معها. لا يزال وجود سائق بشري مطلوبًا في حالة الطوارئ ، ويجب أن يظل السائق في حالة تأهب وجاهز للسيطرة.
يجب أن يكون كل نظام في المركبات في هذا المستوى آليًا ، وتتطلب هذه السيارات أيضًا قدرة ذكاء اصطناعي واسعة للعمل بأمان دون تدخل من سائق بشري.
المستوى 4: أتمتة عالية
في هذا المستوى ، تكون السيارة مؤتمتة بالكامل. إنه قادر على التنقل بأمان من مكان إلى آخر في ظل معظم الظروف. في بعض الظروف ، وفي بعض الظروف ، قد تظل السيارة بحاجة إلى إدخال بشري.
هذا النوع من السيارات المستقلة قادر تقنيًا على الأداء دون وجود عامل بشري ، ولكن قد يتم تضمين خيار المشغل البشري للتحكم.
المستوى 5: أتمتة كاملة
المركبات في هذا المستوى من الأتمتة ذاتية القيادة حقًا ويمكن أن تعمل بدون سائق في جميع ظروف القيادة. اعتمادًا على التصميم ، قد يكون للمشغل البشري خيار التحكم اليدوي ، ولكن هذه الأنواع من المركبات مصممة بحيث لا تتطلب هذا النوع من التدخل.
ما هي فوائد السيارات ذاتية القيادة؟
الفائدة الأساسية للسيارات ذاتية القيادة ، والقوة الدافعة وراء تطوير السيارات ذاتية القيادة ، هي السلامة.وفقًا لـ NHTSA ، فإن أكثر من 90 في المائة من جميع الحوادث الخطيرة ناتجة عن خطأ بشري بسيط. الفكرة الأساسية هي أنه إذا كان من الممكن إزالة العنصر البشري بالكامل من المعادلة ، فيمكن إنقاذ العديد من الأرواح.
بالإضافة إلى الخسائر الكبيرة في الأرواح الناجمة عن حوادث السيارات كل عام ، هناك تأثير اقتصادي هائل مماثل من هذه الأحداث. وفقًا لـ NHTSA ، تكلف الحوادث مئات المليارات من الدولارات سنويًا في انخفاض نشاط مكان العمل والأضرار والنشاط الاقتصادي المفقود.
الفائدة الأكثر عملية للسيارات ذاتية القيادة هي أنها يمكن أن تقلل من الازدحام المروري من خلال العمل بكفاءة أكبر. قد يؤدي ذلك إلى أوقات تنقل أقصر للعديد من السائقين. بالإضافة إلى ذلك ، سيتمكن السائقون من استخدام وقت تنقلاتهم للقراءة أو متابعة الأخبار أو الاستعداد للعمل أو المشاركة في مهام إنتاجية أخرى.
فائدة أخرى يمكن أن توفرها السيارات ذاتية القيادة وهي زيادة الحركة لكبار السن والمعاقين.نظرًا لأن هذه المركبات قادرة على العمل بشكل مستقل تمامًا ، فيمكن تشغيلها بأمان من قبل الأشخاص الذين يعانون من ضعف في الرؤية وأوقات رد الفعل ، وحتى ظروف مثل الشلل الرباعي التي من شأنها أن تجعل من الصعب للغاية أو المستحيل قيادة السيارة بأمان.
مع القدرة على الوصول إلى العمل ، والمواعيد ، أو حتى التسوق لشراء البقالة ، قد يتمكن عدد كبير من كبار السن والمعوقين من الحفاظ على مستوى أعلى بكثير من الاستقلالية عما يمكن أن يكون ممكنًا دون الوصول إلى سيارة بدون سائق
المشكلة في معظم هذه المزايا هي أن السيارات الآلية لا تنقل القيمة الكاملة للفائدة إلا عندما يكون هناك عدد كافٍ من هذه المركبات على الطريق.
على سبيل المثال ، يمكن للسيارات ذاتية القيادة فقط إزالة العنصر البشري من الحوادث عندما لا يكون هناك سائقون بشريون على الطريق. وبالمثل ، لن تتمكن السيارات ذاتية القيادة من تقليل الازدحام المروري إلا إذا كانت معظم المركبات على الطريق بدون سائق.
حتى تصبح السيارات ذاتية القيادة هي الوضع الطبيعي الجديد ، فإن الفائدة الأساسية من استخدام واحدة هي أساسًا عامل الراحة ، مع بعض الاعتبار للسلامة.
