خودرو خودران مفهومی افسانه‌ای است و تحقق آن، تحقق آینده است! در سال ۲۰۱۵، روزنامه گاردین پیش‌بینی کرد که در سال ۲۰۲۰، ۱۰ میلیون خودرو خودران در خیابان‌ها تردد خواهند کرد! این پیش‌بینی بر اساس گزارش‌های شرکت‌هایی مانند جنرال موتورز، گوگل، تویوتا و هوندا انجام شده بود. اما اکنون سال ۲۰۲۰ فرارسیده و خبری از خودروهای خودران در خیابان‌ها نیست! با وجود تلاش‌های فراوان از سمت شرکت‌های نوآور دنیا مانند تسلا، خودرو خودران هنوز هم مگر در برخی موارد آزمایشی، دور از دسترس است. البته برخی از خودروهای خودران، کارهایی مانند ترمز خودکار یا حفظ ماشین بین لاین‌ها را انجام می‌دهند؛ حتی برخی خودروها مانند تسلا مدل S، امکان رانندگی خودکار در اتوبان را فراهم آورده‌اند؛ اما هنوز با خودروهای کاملا خودران فاصله داریم. در این مقاله از فنولوژی، به این سوال می‌پردازیم که خودرو خودران چیست؟ و سپس برخی از محصولات شرکت‌های معروف مانند خودرو خودران تسلا را معرفی می‌کنیم.
خودرو خودران چیست و چگونه کار می‌کند؟
ایده‌ی پشت خودروهای خودران بسیار ساده است: مهندسان دوربین‌های متعددی اطراف خودرو نصب می‌کنند که تمام اشیا اطراف را تحت نظر می‌گیرند و در صورتی که خودرو بخواهد به مانعی برخورد کند، مانع آن می‌شوند. در حقیقت به کامپیوتر داخلی خودرو آموزش می‌دهیم که قوانین عبور و مرور جاده‌ای چیست و رانندگی را به آن می‌سپاریم! این توضیح ساده، در هنگام اجرا، پیچیدگی‌های بسیار زیادی دارد. رانندگی یکی از سخت‌ترین کارهایی است که انسان به صورت روتین، قادر به انجام آن است. ما انسان‌ها، تنها با دانستن قوانین جاده‌ای رانندگی نمی‌کنیم، بلکه از ابزارهای زیادی استفاده می‌کنیم؛ برای مثال، از حرکت چشم و نگاه برای فهمیدن حق تقدم استفاده می‌کنیم؛ یا شرایط آب‌وهوایی را در رانندگی خود اعمال می‌کنیم. ما در واقع گاهی محاسباتی پیش خودمان می‌کنیم که به راحتی در قالب قوانین و مقررات درنمی‌آیند.
خودرو خودران گوگل (waymo)
کارهای ساده در هنگام رانندگی، مانند شناسایی اشیا اطراف، برای خودرو و رایانه‌ی آن، چالشی است. شرکت وایمو (Waymo | خواهر گوگل!)، یکی از رهبران بازار خودروهای خودران است. این شرکت برای اندازه‌گیری فاصله خودرو با اشیا پیرامون خود، از دوربین‌های با رزولیشن بالا و از روش لیدار (lidar) استفاده می‌کند. در این روش با تاباندن نور لیزر به شیء هدف و تجزیه و تحلیل نور بازتابی، فاصله را اندازه‌گیری می‌کنند.
یک خودرو خودران با استفاده از دوربین‌ها و سنسورهای متعددی، تصویری کامل از تمام اشیا اطراف از جمله خودروها، دوچرخه‌ها، عابران، موانع و … می‌سازد. در این نقشه نحوه حرکت هر شیء نیز مشخص است. برای پیش‌بینی نحوه حرکت اشیای پیرامون خودرو، به حجم زیادی از دیتا نیازمندیم تا مدل‌های هوش مصنوعی پیش‌بینی حرکت را آموزش دهیم. این دیتا پس از پیمایش میلیون‌ها مایل توسط خودرو به دست می‌آید. جمع‌آوری همه دیتای مورد نیاز در شرایط واقعی، کار سختی است. به همین دلیل، مهندسان حجم زیادی از داده‌ها را از طریق شبیه‌سازی به دست می‌آورند؛ اما چالش این کار نیز آن است که باید اطمینان حاصل کنیم، دیتای شبیه‌سازی‌شده مشابه دیتای واقعی است.
علت زمان‌بر بودن ساخت خودرو خودران چیست؟
عملکرد خودرو خودران، مبتنی بر هوش مصنوعی است. دهه ۲۰۱۰-۲۰۲۰، سال بی‌نظیری برای هوش مصنوعی بود! در این دهه، پیشرفت‌های زیادی در زمینه‌های ترجمه، ساخت صدا، بینایی کامپیوتر و تشخیص اشیا انجام گرفت. زمانی شناخت تصویر یک سگ برای هوش مصنوعی راحت نبود؛ اما الان به هیچ وجه کار سختی نیست. در میانه‌ی دهه‌ی گذشته، پیشرفت‌های عظیمی که در زمینه هوش مصنوعی رخ داده بود، افراد و شرکت‌ها را نسبت به آینده خودرو خودران، بسیار خوش‌بین کرد. پژوهشگران افق‌های بسیار جدید و نوینی را به جامعه‌ی جهانی معرفی کردند. در عمل و در هنگام ساخت یک خودرو خودران، محدودیت‌های هوش مصنوعی در اختیار ما، روشن شد. با وجود زمان، پول و تلاش بسیار زیادی که تا کنون صرف شده است، هنوز هیچ یک از کمپانی‌های مطرح دنیا به محصولی کاملا قابل اعتماد دست نیافته‌اند.
بخش زیادی از مشکلات پیش روی ما برای توسعه‌ی خودروهای خودران، نیاز به استفاده از حجم زیادی از داده است. بهترین روش برای آموزش خودرو خودران، نشان دادن میلیاردها ساعت ویدیو رانندگی به آن است؛ به این ترتیب کامپیوتر مبتنی بر هوش مصنوعی خودرو می‌تواند یک راننده خوب شود! سیستم‌های یادگیری ماشین مدرن، وقتی داده‌های زیادی داشته باشند، به خوبی عمل می‌کنند؛ اما در صورتی که داده‌ی زیادی نداشته باشند، عملکرد آن‌ها ضعیف است. جمع‌آوری داده برای خودروهای هوشمند، گران‌قیمت است. از طرفی، به علت آن که برخی شرایط مانند تصادف، شرایط خاصی است، ممکن است خودرو آمادگی لازم را برای آن نداشته باشد؛ چون به اندازه‌ی کافی داده در مورد آن دریافت نکرده است.
خودروسازان مختلف، تلاش‌های متعددی برای رفع مشکلات انجام داده‌اند. آن‌ها ساعت‌ها، داده‌های زیادی از رانندگی جمع‌آوری کرده‌اند؛ حتی شرایط مختلفی را شبیه‌سازی نموده‌اند تا خودرو تجربه بیش‌تری کسب کند. البته موفقیت‌هایی نیز کسب شده است؛ در حال حاضر خودروهای شرکت Waymo، در خیابان‌های آریزونا آمریکا، بدون نیاز به راننده پرسه می‌زنند! احتمالا تا پایان ۲۰۲۰ نیز به شهرهای بیش‌تری ورود پیدا می‌کنند.
تصور ما از دنیای پر از خودرو خودران چیست؟
با وجود چالش‌های بسیار جدی پیش رو، هنوز هم شرکت‌های زیادی پرقدرت به تلاش‌های خود ادامه می‌دهند؛ علت ناامید نشدن آن‌ها نیز این است که دستیابی به خودرو خودران، تحول عظیمی در دنیا ایجاد می‌کند و ثروت زیادی برای سازندگان آن به دنبال خواهد داشت. دنیایی را تصور کنید که در آن دیگر کافی است در خودرو خود بنشینید و بقیه کار را خودرو برایتان انجام می‌دهد! یا حتی می‌توانید تاکسی آنلاین بگیرید؛ یک تاکسی بدون راننده! ماشین خودران، کمک زیادی نیز به افراد دارای ناتوانی‌های جسمی می‌کند.
برخی از کارشناسان عقیده دارند، با ظهور خودروهای خودران، حتی تحولاتی در زمینه مالکیت خودرو به وجود می‌آید و شاید دیگر افراد زیادی خودرو نخرند. بر اساس یکی از پژوهش‌هایی که اخیرا انجام شده است، حدود ۹ درصد مردم آمریکا گفته‌‌اند با عرضه خودرو خودران، بلافاصله یکی از این خودروها را خریداری می‌کنند؛ حدود ۳۸ درصد، ابراز کرده‌اند، پس از مدتی اقدام به خرید این خودروها می‌کنند؛ اما بیش از نیمی از مردم، تمایلی به خریدن یک خودرو خودران ندارند! البته پیش‌بینی می‌شود این درصدها به سرعت و پس از عرضه موفقیت‌آمیز اولین خودروها تغییر کند. نکته قابل توجه دیگر آن است که برای داشتن یک دنیای واقعی پر از خودروهای خودران، نیاز است تا دولت‌ها هم وارد عمل شوند و خیابان‌ها را برای عبور و مرور این نوع خودروها، متناسب‌تر نمایند.
خودرو خودران گوگل و جنرال موتورز | خودرو خودران تسلا بین برترین‌ها نیست
تقریبا اکثر خودروسازان مطرح دنیا، یک سری تلاش‌های حداقلی برای دستیابی به خودرو خودران انجام داده‌اند. اما برخی از آن‌ها، خیلی جدی‌تر عمل می‌کنند. برای بررسی موفقیت‌آمیز بودن یک برنامه ساخت خودرو خودران، سه عامل اصلی را باید بررسی کنیم:
- میزان سرمایه‌گذاری برای انجام پروژه.
- میزان مسافتی که خودرو خودران طی کرده است که در واقع معیاری برای بررسی پیشرفتگی مدل هوش مصنوعی آن است.
- شاخص disengagement: میزان لحظاتی که در هر مایل از رانندگی، خودرو نیاز به کاربر انسانی دارد و خودش نمی‌تواند شرایط را کنترل کند.
در تمام شاخص‌های بالا، شرکت Waymo، زیرمجموعه آلفابت (شرکت مالک گوگل)، از رقبای خود، به وضوح جلوتر است. این شرکت به تازگی اعلام کرده که حدود ۲۰ میلیون مایل رانندگی را گذرانده است. شاخص disengagement اعلام‌شده برای این شرکت، ۰.۰۹ در هر ۱۰۰۰ مایل است. در جایگاه بعدی، خودرو کروز شرکت جنرال موتورز قرار دارد. این خودرو حدود ۰.۵ میلیون مایل رانندگی کرده و شاخص disengagement آن ۰.۱۹ در هر ۱۰۰۰ مایل است. وایمو و جنرال موتورز، به عقیده کارشناسان، رهبران بازار خودرو خودران هستند.
خودرو خودران قاتل!
۱۸ مارس سال ۲۰۱۸، اولین باری بود که یک خودرو خودران، یک عابر را زیر گرفت! یک خودرو Uber که راننده هم در آن قرار داشت، یک خانم ۴۹ ساله آمریکایی را که در حال دوچرخه‌سواری در آریزونا بود، کشت. این اتفاق به همگان ثابت کرد که خودرو خودران، هنوز هم راهی طولانی در پیش دارد. البته عده‌ای نیز می‌گویند، همان طور که انسان در هنگام رانندگی اشتباه می‌کند، خودرو خودران نیز ممکن است اشتباه کند؛ اما لازم به ذکر است که انسان در هر ۱۰۰ میلیون مایل رانندگی، تنها یک اتفاق مرگ‌بار را رقم می‌زند. وایمو تا کنون ۲۰ میلیون مایل طی کرده؛ البته تصادفی نداشته است؛ اما هنوز برای قضاوت در مورد امنیت خودروهای هوشمند، زود است. شرکت Uber تا کنون در مورد مسافت طی‌شده توسط خودروی هوشمندش، صحبتی نکرده است؛ اما احتمالا خطای آن، هنوز بیش از خطای انسانی است.
خودرو خودران تسلا
تسلا بزرگ‌ترین شرکت تولید ماشین‌های الکتریکی در دنیاست. این شرکت در سال ۲۰۰۳ توسط ایلان ماسک و چند تن دیگر بنیان‌گذاری شد. تسلا با خرید استارتاپ SolarCity توانست گامی محکم در راستای استفاده از انرژی خورشیدی برای شارژ خودروهایش بردارد. تسلا در حال حاضر چهار محصول اصلی دارد:
- مدل S
- مدل ۳
- مدل X
- مدل Y
در سال ۲۰۱۴، تسلا عرضه‌ی خودروهای شبه‌خودران را آغاز کرد. در سال ۲۰۱۶، این شرکت اصلاحاتی در سنسورهای به کار رفته در خودروهایش انجام داد و از آن پس، همه‌ی خودروهای تسلا به سیستم شبه‌خودران مجهز شده‌اند. سخت‌افزارهای مربوط به حالت خودران (Autopilot) تسلا عبارتند از:
- هشت دوربین
- ۱۲ سنسور اولتراسونیک
- رادار رو به جلو (forward-facing radar)
سیستم‌های هوشمند خودرو خودران تسلا عبارتند از:
- کروز کنترل تطبیقی (برای اتخاذ سرعت مطمئنه با توجه به فاصله از خودرو جلویی)
- هشدار خروج از لاین
- ترمز اضطراری
- فرمان نیمه اتوماتیک
- پارک دوبل و پارک L
- فراخواندن خودرو از پارکینگ
با توجه به توضیحات ارائه‌شده، صنعت خودرو خودران، هنوز هم راهی نسبتا طولانی در پیش دارد.
منبع: VOX
